JP2009513067A - マルチ−ホップ・無線メッシュ・ネットワーク・メディア・アクセス制御プロトコル - Google Patents

Abstract

ノードが、非同期ハイブリッド自動繰り返し要求プロトコルと結合したリクエスト・ツー・センド／クリア・ツー・センド（ＲＴＳ／ＣＴＳ）プロトコルを利用する無線メッシュネットワークにおける隠されたノード状態を軽減することを容易にするシステムおよび方法論が示されている。例えば、ノードは、所望のサブキャリア上でＲＴＳ信号を送信することによって、１組のサブキャリアを争奪することができる、そして、前記争奪したサブキャリア上でＣＴＳ信号を受信することができる、そこにおいて、前記ＣＴＳ信号は、前記ノードがいずれのサブキャリア上でデータを送信することできるのかを示している。もし、他のノードが、ある特別なサブキャリアの争奪に勝利したならば、要求しているノードは、前記勝利したノードに干渉を与えること無く前記サブキャリアを利用すること前記要求しているノードに許可するためにＲＴＳまたはデータパケットを送信する電力レベルを調節することができる。

Description

３５ Ｕ．Ｓ．Ｃ． §１１９の下での優先権主張。

この出願は、２００５年１０月１９日に出願され、"マルチホップ・無線メッシュ・ネットワーク・メディア・アクセス制御プロトコル"と題された米国におけるシリアル番号６０／７２８，４３９の仮出願の利益を主張するものであり、引用することによって、その全体がここに合体される。

以下の説明は、一般に無線通信に関係しており、そして、より具体的には、無線通信環境における干渉（interference）を減少させることに関係している。

無線通信システムは、それによって世界中の多くの人々が通信するようになる普及した手段になっている。無線通信装置は、消費者のニーズに適合させるため、そして可搬性と利便性を改善するために、ますます小さく、かつ、よりパワフルになっている。携帯電話のような移動装置における処理パワーの増加は、無線ネットワーク伝送システムにおける要求の増加を導いている。一般に、そのようなシステムは、そのシステムを超えて通信するセルラー装置のように簡単には最新のものにすることはできない。移動装置の能力が拡大するにつれて、新規な改善された無線装置の能力を完全に利用することを容易にするように、従来の無線ネットワークを整備することは困難である。

より具体的には、周波数分割に基づく技術は、一般に、均一または不均一である一かたまりのバンド幅の中にそれを分割することによって、スペクトルを別個のチャンネルに分離する。例えば、無線通信に配分された周波数帯の区分は、３０チャンネルに分割され、そして、それらの各々は、音声の会話を伝えることができ、あるいはディジタルサービスによりディジタルデータを伝えることができる。各チャンネルは、一度に一人のユーザに割り当てることができる。 一般に知られている別の形態として、システム・帯域幅の全体を効果的に多数の直交サブバンドに分割する直交周波数分割技術がある。これらのサブバンドは、トーン、キャリア、サブキャリア、ビン、および／または周波数チャンネルとも呼ばれる。各サブバンドには、データにより変調され得るサブキャリアが関係付けられている。時分割に基づく技術によって、バンドは、時間方向に、引き続くタイムスライスまたはタイムスロットに分割される。一つのチャンネルの各ユーザには、ラウンドロビン方式で、情報を送信および受信するためのタイムスライスが与えられる。例えば、任意の与えられた時刻 t において、ユーザは、短いバーストの間、チャンネルへのアクセスができる。それから、アクセスは、他のユーザへ切り替えられ、そのユーザに、情報を送信および受信するために、短いバーストの期間が与えられる。 上記"交替で行う（taking turns）"サイクルが続き、そして結局は、各ユーザに多数の送信および受信のバーストが与えられる。

符号分割に基づく技術は、典型的には、ある範囲で任意の時に利用可能な多くの周波数上でデータを送信する。一般に、データは、ディジタル化され、多数のユーザはそのチャンネル上で重なり合うことができ、そして、それぞれのユーザにはユニークな一連の符号が割り当てられ得るところの利用可能な帯域幅にわたって拡散される。ユーザは、各ユーザの信号がそれぞれのユニークな拡散符号によってその帯域幅全体に亘って拡散される同じ広帯域幅のひとかたまりのスペクトルにおいて、送信することができる。この技術は、１以上のユーザが同時に送信し受信することができるシェアリングを提供することができる。そのようなシェアリングは、拡散スペクトルディジタル変調によって達成することができる、そこにおいて、ユーザのビットストリームは、擬似ランダム方式で非常に広いチャネルを横断してコード化されて拡散される。その受信機は、関連するユニークな一連の符号を認識し、そして、コヒーレントな方法で個々のユーザのビットを集めるためにランダム化を元に戻すように設計される。

典型的な無線通信ネットワーク （例えば、周波数、時、および符号分割の技術を使っている）は、カバーエリアを提供する、ゼロ、またはそれより多く（例えば、アドホックなネットワークにおいて）の基地局、および、そのカバーエリア内においてデータを送信かつ受信することができる、１以上の移動（例えば、無線の）端末を含む。典型的な基地局は、ブロードキャスト、マルチキャスト、および／またはユニキャスト・サービスのために多数のデータストリームを同時に送信することができ、そこにおいて、データストリームは、移動端末の独立した受信の関心事となり得るデータの流れである。その基地局のカバーエリア内の移動端末は、合成されたストリームによって運ばれる、１以上の、あるいは全てのデータストリームの受信に関心があり得る。同様に、移動端末は、基地局または他の移動端末へデータを送信することができる。基地局と移動端末との間、あるいは移動端末間のそのような通信は、チャンネルの変化および／または干渉パワーの変化によって品位が低下され得る。さらに、移動端末が、サーバまたは基地局との通信を可能にするために他の移動端末にとってリレーとして動作する、計画されていない、または特別な配置では、信号強度が最小となるエリアにおいて、帯域幅は制限され、および／または混雑させられるかもしれない。スペクトル的に効率の良い仕方で資源のシェアリングが必要とされるので、資源の配分は困難なものとなり得る。したがって、アドホックな無線通信の環境におけるスループットを改善し、かつ干渉を減少することを容易にするシステムおよび／または方法論について技術の必要性が存在する。

発明の概要

そのような態様の基本的な理解を提供するために、１以上の態様の単純化された概要を、以下に提示する。この概要は、全て熟考した態様の広範な概観ではなく、かつ、全ての態様のキーあるいは重大な要素を確認することを意図するものではなく、かつ、いくつかのまたは全ての態様を叙述することも意図していない。その唯一の目的は、後で提示されるより詳細な記述の前ぶれとして単純化した形式で、１以上の態様のいくつかのコンセプトを提示することである。

様々な態様にしたがって、ここに説明されたシステムおよび方法は、リクエスト・ツー・センド（ＲＴＳ）／クリア・ツー・センド（ＣＴＳ）という資源割り当て機構を使用している間に、ノードが異なった送信パワーレベルで送信するときに生じることがある"隠されたノード（hidden node）"という状態を、軽減することを容易にする。隠されたノード状態は、ノード（例、アクセス端末、アクセスポイント、送信ノード等）が、資源（例、チャンネル、サブキャリア等）はアイドル状態であると感知されたので送信を開始するとき、実際は、その資源は他のノードによって送信のために利用されており、したがって受信ノードにおいて過剰な干渉を生起し始めるときに発生する。いくつかの態様によれば、ノードは、独立して、そのノードが争奪している（contending）サブキャリア上でＲＴＳを送信することによって、サブキャリアを争奪する（contend）ことができる。非同期ハイブリッド自動反復リクエストプロトコルは、信頼性を増すために、そして、積極的なレート予測を可能にするために利用される。

一態様によれば、マルチキャリア無線送信の方法は、他のサブキャリアの争奪とは独立した１組のサブキャリアを争奪すること、および、争奪したサブキャリアの組のサブセットが、データ送信のために使用可能かどうか決定することを含み得る。前記方法は、さらに、争奪したサブキャリアの組のために、送信するためのリクエスト（ＲＴＳ）信号を送信すること、サブキャリアの選好リストを送信すること、争奪したサブキャリアの組のサブセットのためのクリア・ツー・センド（ＣＴＳ）信号、そこにおいて、このＣＴＳ信号は既知のパワー・スペクトル密度（power spectral density）（ＰＳＤ）で送信されたものである、を受信すること、争奪したサブキャリアのサブセットを利用してデータ信号を送信すること、および／または、争奪したサブキャリアのサブセットに関連付けられた利用可能な全帯域幅より少ない帯域幅を利用してデータ信号を送信すること、を含み得る。

他の態様によれば、マルチキャリア無線伝送を容易にする装置は、他のサブキャリアとは独立した１以上のサブキャリアを争奪するように構成された争奪（contending）モジュールと、争奪したサブキャリアのサブセットが利用可能であるかどうかを決定するように構成された決定モジュールとを含み得る。前記装置は、さらに、１以上の争奪したサブキャリアのためのリクエスト・ツー・センド（ＲＴＳ）信号を送る送信機と、１以上の争奪したサブキャリアのサブセットのためのクリア・ツー・センド（ＣＴＳ）を受信する受信機とを含み得る。さらに、前記送信機は、１以上の争奪したサブキャリアのサブセットを利用してデータ信号を送信する。

さらに他の態様によれば、マルチキャリア無線伝送を実行することを容易にする装置は、他のサブキャリアキャリアと独立した１組のサブキャリアを争奪するための手段と、争奪したサブキャリアの組のサブセットがデータ伝送に利用可能であるかどうかを決定するための手段とを含み得る。前記装置は、さらに、多重アクセスに利用できる全帯域幅より小さな利用可能な帯域幅の部分内のサブキャリアの争奪した組のために、送信するためのリクエスト（ＲＴＳ）信号を送信する手段を含み得る。前記装置は、前記送信のための手段がサブキャリアの争奪した組にわたってデータパケットをその上で送信する、サブキャリアの争奪した組のためにクリア・ツー・センド（ＣＴＳ）を受信するための手段をさらに含み得る。

また、他の態様は、マルチキャリア無線伝送を容易にするための命令、そこにおいて、前記命令を実行すると、他のサブキャリアの争奪とは独立した１組のサブキャリアを争奪すること、および、争奪したサブキャリアの組のサブセットがデータ伝送のために利用可能かどうかを決定することを機械に引き起こす、を含む機械可読媒体に関係している。

さらに他の態様は、マルチキャリア無線伝送を容易にするためのプロセッサに関係しており、前記プロセッサは他のサブキャリアの争奪とは独立した１以上のサブキャリアを争奪するように、および、争奪した１以上のサブキャリアのサブセットがデータ伝送のために利用可能かどうかを決定するように構成されている。

前述のそして最後で述べたことを完遂するために、前記１以上の態様は、以下で完全に説明され、そして特許請求の範囲において特に指摘される特徴を含んでいる。以下の説明および添付された図面は、１以上の態様の確かな例示的な態様を詳しく明らかにする。これらの態様は、しかしながら、種々の態様の原理が使用され得る種々の方法のほんの少しを示しており、そして、説明された態様は全てのそのような態様とそれらの等価なものを含むことを意図している。

詳細な説明

種々の態様が、参照数字のようなものが要素のようなものを指すように至る所で使用されている図面と関連して、今、説明される。以下の説明において、説示の目的のために、多数の具体的な細部が、１以上の態様の完全な理解を与えるために明らかにされる。しかし、そのような態様が、これらの具体的な細部が無くても、実施され得ることは、明らかであろう。他の例において、良く知られた構造および装置が、１以上の態様の説明を容易にするために、ブロック図の形態で示される。

この応用において使用されているように、用語「コンポーネント」、「システム」、および、その他同種類のものは、コンピュータに関係したエンティティ、ハードウエアかソフトウエアのどちらか、実行中のソフトウエア、ファームウエア、ミドルウエア、マイクロコード、および／または、それらの任意の組み合わせを指すように意図されている。例えば、コンポーネントは、プロセッサ上で動作しているプロセス、プロセッサ、オブジェクト、実行ファイル（executable）、実行のスレッド、プログラム、および／またはコンピュータであり得るが、しかし、これらに限定されない。１以上のコンポーネントは、プロセスおよび／または実行のスレッドの中に存するかもしれない、そして、１つのコンポーネントは、１つのコンピュータ上に局在される、および／または、２以上のコンピュータ間に分散配置されるかもしれない。また、これらのコンポーネントは、種々のデータ構造をそれに格納して持っている種々のコンピュータ可読媒体から実行可能である。コンポーネントは、１以上のデータパケット（例、ローカルシステム、分散システムにおいて、および／または、信号として他のシステムを持つインターネットのようにネットワークを横断して、他のコンポーネントと相互作用する１つのコンポーネントからのデータ）を持つ信号のようなものに従って、ローカルおよび／またはリモートプロセスとして通信することができる。加えて、ここに説明されたシステムのコンポーネントは、それらに関して説明された種々の態様、目標、利点などを達成することを容易にするために追加のコンポーネントによって再配置および／または補完されるかもしれない、そして、当業者によって認識されるであろうごとく、与えられた図面において明らかになった精密な構成に制限されない。

さらに、種々の態様は、加入者局に関連してここに説明される。加入者局は、また、システム、加入者ユニット、移動局、モーバイル 、リモート局、リモート端末、アクセス端末、ユーザ端末、ユーザ・エージェント、ユーザデバイス、またはユーザ装置とも呼称され得る。加入者局は、携帯電話、コードレス電話、セッション確立プロトコル（Session Initiation Protocol）（ＳＩＰ）電話、ワイヤレス・ローカル・ループ（ＷＬＬ）局、携帯情報端末（ＰＤＡ）、無線接続機能を持ったハンドヘルド装置、または無線モデムに接続された他の処理装置であるかもしれない。

さらに、ここに説明された種々の態様または特徴は、方法、装置、または、標準のプログラミングおよび／または工学技術を使用しての製造物品（article of manufacture）として実施され得る。ここで使用されている前記「製造物品（article of manufacture）」という術語は、任意のコンピュータ可読のデバイス、担体、または媒体からアクセス可能なコンピュータプログラムを包含することを意図している。例えば、コンピュータ可読媒体は、磁気記憶装置（例、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ストリップ ・・・）、光ディスク（例、コンパクトディスク（ＣＤ）、ディジタル・ヴァーサタイル・ディスク（ＤＶＤ）・・・）、スマート・カード、およびフラッシュ・メモリー・デバイス（例、カード、スティック、キードライブ・・・）を含み得るが、これらに限定されない。加えて、ここに説明された種々の記憶媒体は、１以上のデバイスおよび／または、情報を記憶させるための他の機械可読媒体を意味し得る。「機械可読媒体（machine-readable medium）」という術語は、無線チャンネルおよび、命令および／またはデータを、記憶、包含、および／または運搬することが可能な種々の他の媒体を、これらに限定されることなく、含み得る。「典型的な（exemplary）」という用語は、ここでは例（example）、事例（instance）、または例示（illustration）として供されることを意味するものとして使用されていることは認識されるであろう。 ここにおいて「典型的」として説明された任意の態様および設計は、必ずしも、他の態様または設計よりも、好ましい、または、有利であるとして解釈されるべきではない。

図１は、種々の態様に従ったアドホックな、またはメッシュの無線通信環境１００の例示である。システム１００は、無線通信信号を互いに、および／または１以上のアクセス端末１０４，１０６，１０８へ、受信、送信、または中継等を行う、１以上のセクターにおける１以上のアクセスポイント１０２を備えることができる。各アクセスポイント１０２は、送信機のチェーンおよび受信機のチェーンを含むことができ、その各々は、当業者によって認識されるであろうごとく、順番に、信号の送信と受信に関係付けられた複数のコンポーネント（例、プロセッサ、変調器、マルチプレクサ、復調器、デマルチプレクサ、アンテナ等）を備えることができる。アクセスターミナル１０４，１０６，１０８は、例えば、携帯電話、スマート電話、ラップトップ、ハンドヘルド通信装置、ハンドヘルド・コンピュータ装置、衛星無線、グローバル・ポジショニング・システム、ＰＤＡ、および／または、無線ネットワーク１００上で通信を行うための任意の適当な装置であるかもしれない。システム１００は、 後述の図面に関して明らかになるように、無線通信環境において、大きさの変更が可能な（scalable）資源の再使用を与えることを容易にするために、ここに説明された種々の態様に従って使用されることができる。

一般的に、端末１０４，１０６，１０８は、システム全体に亘って分散配置され、そして、各端末は固定または移動可能である。端末は、また、移動局、ユーザ装置、ユーザデバイス、または、いくつかの他の用語で呼ばれるかもしれない。端末は、無線装置、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、無線モデム等であるかもしれない。各端末１０４は、任意の与えられた瞬間において、ダウンリンクおよびアップリンク上で、０、１、または多数のアクセスポイントと交信することができる。ダウンリンク（またはフォーワードリンク）は、アクセスポイントから端末への通信リンクを指しており、そして、アップリンク（またはリバースリンク）は、端末からアクセスポイントへの通信リンクを指している。イノベーションは、分離したフォワードリンクとリバースリンクの使用を採用することができるけれども、アクセス端末および／またはアクセスポイントとの間の通信にための単一の組の利用することもまた可能である。

分散したアーキテクチャーに関して、アクセスポイント１０２は、必要な時には互いに通信することができる。フォワードリンク上のデータ伝送は、 そのフォワードリンクおよび／または通信システムによってサポートされることが可能な最大のデータ速度、またはその近くで、１つのアクセスポイントから１つのアクセス端末へ生じる。フォワードリンクの付加的なチャネル（例、制御チャンネル）は、多数のアクセスポイントから、１つのアクセス端末へ送信され得る。リバースリンクのデータ通信は、１つのアクセス端末から１以上のアクセスポイントへ生じ得る。

他の態様に従うと、アドホックなネットワークは、マルチホップのアドホックなネットワークである得る、そこにおいて、アクセス端末１０８は、他のアクセス端末１０６をアクセスポイント１０２への中継（relay）として利用する。例えば、アクセス端末１０８は、アクセスポイント１０２へ送信するための十分な信号強度を持っていないが、しかし、アクセス端末１０６は十分な信号強度を持っていることを決定することができる。このような場合には、アクセス端末１０８は、リバースリンクの通信を、アクセス端末１０６を通って１以上のアクセルポイント１０２へのルートで伝送することができる。このように、アクセス端末１０６は、アクセス端末１０８のためのアクセスポイントとして動作することができる。

図２−８を参照すると、マルチ−ホップ・メッシュ・ネットワークにおけるメディアアクセス制御の提供に関係する方法論が図示されている。例えば、方法論は、ＦＤＭＡ環境、ＯＦＤＭＡ環境、ＣＤＭＡ環境、ＷＣＤＭＡ環境、ＴＤＭＡ環境、ＳＤＭＡ環境、または、任意の他の適当な無線環境におけるマルチ−ホップ・メッシュ・ネットワークのメディアアクセス制御を提供することに関係している。説明を簡単にするために、方法論は、一連の動作として示され、かつ説明されるとしても、いくつかの動作は、１以上態様に従って、ここに示され説明されたものとは、異なる順序で、および／または、他の動作と同時に、起こるように、方法論は動作の順序によって制限されないことが理解され認識されるべきである。例えば、方法論は、また、状態ダイアグラムにおけるように相互に関係した一連の状態またはイベントとして示され得ることを、当業者は理解し認識するであろう。さらに、１以上の態様に従って方法論を実施するために、示された全ての動作が必要とされないかもしれない。

図２は、種々の態様に従って多数キャリア無線通信環境におけるサブキャリアキャリアの争奪に関する方法論２００を例示である。ある資源割当スキームの下で、セクター制御器あるいはその類のような中央権限（central authority）は、ユーザ装置に資源割当を与えるかもしれない。方法２００は、一方、アクセス端末のようなノード間の資源争奪に関係しており、それで、アクセス端末は資源割当を要求しないかも知れない。むしろ、端末は、利用可能な資源（例、周波数、チャンネル、サブキャリア、トーン等）に関して、それら自身の間で争奪するかも知れない。２０２において、ノードは、他のサブキャリアと独立して、サブキャリアを争奪することができる。例えば、利用可能な帯域幅が、個々の異なったサブキャリアに分割され得るときに、リクエスト・ツー・センド（ＲＴＳ）／クリア・ツー・センド（ＣＴＳ）プロトコルが、各サブキャリアについて、独立して実行され得る。２０４において、アクセス端末は、１組のサブキャリア上でＲＴＳ信号を送信することができ、そして、争奪したサブキャリアのサブセットが、その後の送信の間、使用可能かどうかを決定することができる。サブキャリアの利用性の決定は、例えば、争奪したサブキャリアの全てまたはサブセット上で受信したＣＴＳ信号に基づくものである得る。このように、アクセス端末は、予め定められた数のサブキャリアに関する要求を送信し、そして、サブキャリアの割当の受信を待つのではなく、むしろ、その端末がその上で送信したいであろう特定の各サブキャリア上でＲＴＳを送信することができる。

図３は、ここに説明された１以上の態様に従って、マルチ−ホップ・無線メッシュ・ネットワーク・メディア・アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルの実行を容易にする方法論３００の例示である。３０２において、特別のサブキャリアは、他の任意のサブキャリアの争奪とは独立して、争奪され得る。３０４において、多重アクセスのために使用される利用可能な帯域幅の部分の中で、争奪したサブキャリア上でデータパケットを送信するという願望を示す要求（例、ＲＴＳ）が送信され得る。利用可能な帯域幅の部分は、方法３００が使用される無線環境における多重アクセスのために使用される利用可能な全ての帯域よりも少ないいくらかの部分である得る。３０６において争奪したサブキャリアの許可（例、ＣＴＳ信号、または、他の形式の認可）を受信すると、方法は３０８へ進行することができ、そこで、データパケットは争奪したサブキャリア上で送信され得る。

マルチ−ホップ・無線メッシュ・ネットワーク・メディア・アクセス制御に関して、アプローチは、キャリア検出多重アクセス／衝突回避（ＣＳＭＡ／ＣＡ）、およびリクエスト・ツー・センド／クリア・ツー・センド（ＲＴＳ／ＣＴＳ）を含むことができる。ＣＳＭＡ／ＣＡは、８０２．１１ネットワークにおけるキャリア送信に関するプロトコルである。例えば、ユーザ装置が送信すべきデータを持っているとき、そのユーザ装置は、チャンネルが空いているかどうかを感知する。もしチャンネルが空いているならば、そのときは、ユーザ装置はデータを送信し、さもなければ、ユーザは、チャンネルを再び感知する前に、ランダムな時間周期の間、実行をやめる。全てのユーザが互いに通信することができないかもしれないメッシュネットワーク環境において、ＣＳＭＡ／ＣＡは、ユーザはチャンネルが空いていることを感知し、そしてデータを送信し、近傍の受信ノードにおいて、望ましくない高干渉（例、そのときユーザは送信ノードを聴取することができないであろう）の生成を開始する、隠されたノード（hidden node）問題の状態へ導く。

ＲＴＳ／ＣＴＳプロトコルは、前記の隠されたノード問題を軽減する。例えば、ユーザ装置が送信すべきデータを持っているとき、ユーザ装置は受信者へＲＴＳ信号を送信することができ、そして、受信者はＣＴＳ信号を、送信者および、その地点の送信者がデータを送信する全ての周囲のノードへ送信する。特別のノードが、ＲＴＳまたはＣＴＳを受信すると、そのとき、そのノードは、特有の時間周期の間、そのチャネルを使用せず、そして、ＲＴＳ、ＣＴＳ、またはデータを送信することを控える。ＲＴＳ／ＣＴＳは、全てのユーザ装置が同じ送信電力を有するとき、隠されたノード問題を除去する、しかし、いくつかのユーザ装置が、他のいずれのユーザ装置と衝突していないにもかかわらず送信しないという「露出したノード（exposed node）」問題を引き起こし得る。さらに、隠されたノード問題は、ノードが異なった送信パワーを有するときには、ＲＴＳ／ＣＴＳへ戻る。

多重アクセス方式は、利用可能な帯域幅をサブキャリアにまで分割する。利用可能な帯域幅は、データ伝送のためにユーザ装置によって利用することができる帯域幅である。

ＲＴＳ／ＣＴＳは、各サブキャリア上で使用され、そして、ユーザ装置は、各サブキャリアについて独立して争奪する。非同期ハイブリッド自動繰り返し要求プロトコルは、信頼性を付加するため、および、より積極的な速度予想を改善し、可能にするために利用される。加えて、等しい送信パワー・スペクトル密度（ＰＳＤ）電力制御は、異なった送信電力を可能にするために利用され得る。例えば、より大きな送信電力を有するユーザ装置は、より広い帯域幅を利用することによって、より高いピーク速度を達成することができる、一方、より小さな送信電力を有するユーザ装置は、より狭い帯域幅を利用する、しかし、それでも、等しいＰＳＤを達成する。

スペクトルを多数のサブキャリアに分割することは、いくつかの長所を有する。第１に、それは負荷の統計的な多重化を可能にする。第２に、ユーザ装置は、それらのバッファサイズに基づいて必要とされる帯域幅の量を求めて争奪し、そして、レート予測は、帯域幅のより効率的な使用をもたらす。マルチキャリアは、干渉および空間使用のバリエーションをもまた提供する。

ＲＴＳ／ＣＴＳは、１以上の種々のアプローチを使用して各サブキャリア上で実施され得る。１つのアプローチは、各サブキャリア上で独立して争奪すること、および、全サブキャリア上でＲＴＳとＣＴＳを送信することを伴う。２つめのアプローチは、サブキャリアを横断して共同で争奪し、そして、それから首尾よく達成されたサブキャリアを横断してデータパケットをコード化することである。サブキャリアを横断して共同で争奪するとき、送信機は、所望の全サブキャリア上で１ビットＲＴＳを送信する、および、ＣＴＳ信号を受信するサブキャリアのサブセットを利用するかもしれない。あるいは、送信機は、サブキャリアの選好リストを指し示すかもしれない。

非同期ハイブリッド自動繰り返し要求（Ａｓｙｃ ＨＡＲＱ）は、より積極的なレート予測のために利用される。非同期ＨＡＲＱにおいて、送信機はパケットを送信し、そして、そのパケットが首尾よく送信されたことの肯定応答（acknowledgement）を探す。もし、そのＡＣＫが受信されないならば、そのときにはユーザ装置は、第２のパケットを予定に組み込み、送信する。その第２のパケットは、第１のパケットのデコードを援助するための増分の冗長な情報から成る。前記増分の冗長な情報は、データをただ送信することによって達成されるであろう単純な繰り返しコードよりもより良い性能をもたらし得る。非同期ＨＡＲＱにおいて、全ての再送信サブパケットが予定に組み込まれる。そこで、各サブパケットは、ＲＴＳ／ＣＴＳを使用して争う。

図４は、１以上の態様に従って、独立したサブキャリアの争奪を容易にするようにＲＴＳとＣＴＳの帯域幅の制限することに関する方法論を例示である。例えば、等しい送信電力スペクトル密度（ＰＳＤ）電力制御は、ここに説明された種々の態様に結合して利用されるかもしれない。隠されたノード問題を軽減するＲＴＳ／ＣＴＳに関して、各送信ノードは、その送信が干渉するノードからのＣＴＳを聴くことができるように作られ得る。これは、ネットワークのために最大の送信電力スペクトル密度を選択することによって達成され得る。ＲＴＳ、ＣＴＳ、およびデータは、所望のサブキャリア上で、このＰＳＤにて送信され得る。より具体的には、信号は、最大ＰＳＤであり得る既知のＰＰＳＤにて、最大のＰＳＤを達成するために予め定められた送信電力範囲の全てのノードに認められるサブキャリア帯域幅のサブセット上で、送信され得る。例えば、もしサブキャリアのスパンが１ＭＨｚの帯域幅であるならば、ＲＴＳとＣＴＳは、サポートされた送信電力において、３０ｄＢのダイナミックレンジを与えつつ、１ｋＨｚの帯域幅を超えて送信され得る。データは、既知のＰＳＤにて、または、それ未満で送信され得る。このようにして、隠されたノード条件は、たとえまったく異なる送信電力の能力の装置であったとしても、軽減され得る。

４０２において、その方法によれば、ＲＴＳ／ＣＴＳ技術は、非同期ＨＡＲＱプロトコルと結合して開始され得る。４０４において、ＲＴＳとＣＴＳのバンド幅は、全データサブキャリア帯域幅より少ない幅を利用するように制限され得る、そしてノードがデータ伝送のために利用するであろう最大ＰＳＤである得る既知のＰＳＤにて送信され得る、一方、データは既知のＰＳＤにおいて全サブキャリア上で送信され得る。４０６において、データ伝送は、全ての利用可能な帯域幅を使用し、そして既知のＰＳＤにて、承認されたサブキャリア上で送信され得る。他の態様によれば、ＲＴＳとＣＴＳについてのサブキャリア帯域幅は、制限され得る、そしてＲＴＳとＣＴＳは、その制限された帯域幅上で既知のＰＳＤにて送信され得る、一方、データはレート予測に基づく、最大より少ない、または既知の、ＰＳＤにてサブキャリア上で送信される。この態様は、たとえ、そのノードが、全帯域幅上で既知のＰＳＤにて送信するための十分な電力を持っていなくとも、全帯域幅を利用するために最大送信電力の制約を持ったノードもまた認める。この方法において、データ伝送は、首尾よく配信することを保証するために強固であり、一方、ＲＴＳ／ＣＴＳ信号は、不必要な帯域幅の消費を減らし、かつ、干渉を減少させるために、利用可能な帯域幅の最適化された部分上で送信される。

図５は、種々の態様に従って、メディアアクセス制御を容易にするために無線メッシュネットワークにおけるサブキャリアの独立した争奪に関する方法論の例示である。５０２において、非同期ＨＡＲＱを伴うＲＴＳ／ＣＴＳプロトコルは、無線サービスエリアにおいて、ノード間におけるサブキャリアの争奪を可能にするために始動され得る。５０４において、ＲＴＳメッセージは、データ伝送を送信するために使用される既知のＰＳＤと同じであるＰＳＤにおいて、利用可能な帯域幅の制限された部分上で送信され得る、そして、そのＰＳＤは、既知のＰＳＤより小さいものであるかもしれない、かつ、不必要な干渉を減少することを容易にし得る。加えて、より低いＰＳＤは、ＲＴＳの場合において、露出したノード条件を減少することを容易にし得る、なぜならば、より低いＰＳＤでＲＴＳを送信することは、データの送信中に干渉を実際に経験するかもしれない装置のみを知らせるという効果を持っているからである。５０６において、ＣＴＳ信号は、既知のＰＳＤにて送信されたものであって、争奪中のノードがＣＴＳを聴くことを保証するために受信され得る。例えば、アクセス端末は、そのアクセス端末が帯域幅を満たすのに十なデータを持っているとき、ユーザ装置が時間周期でチャンネルの空きを感知するとき、または他のヒューリスティックスのごとくの、いくつかの理由のために、最大のＰＳＤにてアクセス端末がサポートすることができる帯域幅よりも広い幅を使用することを選択することができる。

より多くのノードが同時にスペクトル的に効率的な方法において送信しているときには、いくつかの変形が、より良い空間的な再使用のためにＲＴＳ／ＣＴＳに適用され得る。 ＲＴＳ／ＣＴＳの基線バージョンが使用されるときには、露出されたノード条件は、いくらかのユーザが送信を禁止されているときに、たとえ、それらの送信が、ＲＴＳ／ＣＴＳの予約した送信に重大な干渉を引き起こさなくとも、発生し得る。さらに、ＲＴＳ／ＣＴＳプロトコルは、温度の制限された環境（受信機における干渉電力が、熱ノイズ電力よりも非常に少ない）を達成することを試みるかもしれない。

図６は、種々の態様に従って、開ループチャネル利得の評価のためのパイロットとしてＣＴＳ信号を利用することによって空間的な再使用を改善するための方法論６００を図示したものである。例えば、６０２において、非同期ＨＡＲＱ技術を使用するＲＴＳ／ＣＴＳプロトコルは、ノード間のサブキャリアの争奪を可能とするために開始されるかもしれない。６０４において、一度、ノードが、その他のノード（アクセスポイントまたはその他のアクセス端末のごとくの）が、１つの特別のサブキャリアまたは複数のサブキャリアのための争奪に勝ったことを示しているＣＴＳを受信すると、そのノードは、そのＣＴＳ信号を、チャネル利得の評価等を行う開ループパイロット信号として使用することができる。６０６において、開ループ干渉レベルは熱ノイズレベルと比較され得る。６０８において、ＣＴＳによってその他のノードに承認されたサブキャリア上で送信が可能とされることを保証するために、ＰＳＤおよび、ＲＴＳとデータ伝送についての送信電力レベルが最大レベル未満に選択され得る。このようにして、ＲＴＳとデータは、最大値未満のＰＳＤと結果としてなる電力レベルにて送信され得る、そして、たとえそのように示すＣＴＳが受信されたとしても、争奪したサブキャリアを勝ち取ったノードに干渉しないので送信機は送信を続行することができる。

図７は、いくつかの態様に従って、その他のノードが争奪で勝ち取ったサブキャリア上で送信しているとき、干渉を軽減するように適当なＰＳＤおよび送信電力レベルを選択するための方法論７００の例示である。７０２において、ＲＴＳ／ＣＴＳプロトコルは、無線サービスエリアにおいてノード間でサブキャリアの争奪を可能とするために、開始されるかもしれない。７０４において、受信されたＣＴＳ信号は、チャンネル利得の評価などのためのパイロット信号として使用され得る。このように、方法７００は、送信機が温度制限レベルの代わりに干渉制限レベルにて動作することを可能にする。このようにして、７０６において、開ループ計算された干渉電力は、図６に関して上で説明したように、熱ノイズレベルよりむしろ予め定めた許容できる干渉レベルと比較されるかもしれない。上記の予め定められた許容できる干渉レベルは、熱を超えた干渉レベル（interference level over thermal）（ＩＯＴ）、ＩＯＴ ＝（Ｉ＋Ｎ）／Ｎ、ここで、Ｉは干渉電力、Ｎは熱ノイズ電力、のようなものとして明記され得る。７０８において、送信機は、その他の争奪ノードに与えられたサブキャリア上でＲＴＳおよびデータ伝送が可能とされることを保証するために、与えられたＰＳＤにおけるＲＴＳ送信電力、および、与えられたＰＳＤまたは、それ未満におけるデータ送信電力を選択することができる。このような方法において、所望のサブキャリアの争奪に負けたノードは、それでもなお、そこで争奪に勝ったノードに干渉を与えること無く、そのサブキャリア上を通過するかもしれない。

図８は、１以上の態様にしたがって、他のノードに干渉を与えること無く、その他のノードに与えられたサブキャリア上で送信することをノードに可能とすることを容易にするために、多値のＣＴＳを利用することについての方法論８００を例示する。８０２において、ＨＡＲＱプロトコルを伴うＲＴＳ／ＣＴＳは、無線メッシュネットワークにおいて多数のノード間でサブキャリアの争奪を可能にするために使用され得る。８０４において、多値のＣＴＳは、使用され得る、それは、ＣＴＳ送信時における干渉レベルの関数であるところの値を持ち得るものである。８０６において、ＣＴＳを聴くが、しかし、ＣＴＳがそのために供給されるサブキャリアの争奪に負けるノードは、ＣＴＳ値の関数として、ＲＴＳおよびデータ伝送のためにＰＳＤレベルおよび送信電力レベルを選択し得る。

例えば、２−値の（または、ｎ−値、ここでｎは整数である。）ＣＴＳは、上述のことと連結して利用され得る。ノードは、通常、ＲＴＳに応答して値０のＣＴＳを送信し得る。しかしながら、ＨＡＲＱ再送信の閾値数が最近、越えられたならば、そのノードは、ＲＴＳに応答して、値１のＣＴＳを送信し得る。もし、その他のノードが値０のＣＴＳを受信するならば、そのとき、システム目標ＩＯＴレベルに至るまで、干渉を引き起こす、開ループＰＳＤにおいて、そのデータおよびＲＴＳを送信することが可能とされ得る。そのノードが、値１のＣＴＳを受信するならば、そのとき、ＩＯＴレベルよりはるかに低い開ループＰＳＤにおいてデータおよびＲＴＳを送信することが可能とされ得る。追加のＣＴＳ値は、種々の値Ｘについて、ＩＯＴのＸ％に等しい干渉に目標を定めるために利用され得る、ここで、Ｘ＝０は伝送を遮断する標準のＣＴＳを表す。

図９は、１以上の態様に従って、マルチ−ホップ・無線メッシュネットワークにおけるメディアアクセス制御を容易にするアクセス端末９００の例示である。アクセス端末９００は、例えば受信アンテナ（図示せず）を介して信号を受信し、そして受信信号に対して典型的なアクション（例、フィルタ、増幅、ダウンコンバート等）を実行し、さらにサンプルを得るために調節された信号をディジタル化する受信機９０２を備える。受信機９０２は、受信したシンポルを復調し、それらをチャンネル評価および他のアクションのためにプロセッサ９０６に供給する復調器９０４を備える。プロセッサ９０６は、受信機９０２によって受信した情報の分析、および／または送信機９１４による送信のための情報を生成することにあてられたプロセッサ、アクセス端末９００の１以上コンポーネントを制御するプロセッサ、および／または、受信機９０２によって受信された情報の分析も、送信機９１４による送信のための情報の生成も、そして、アクセス端末９００の１以上のコンポーネントの制御も行うプロセッサであり得る。加えて、プロセッサ９０６は、個々に、または組で、他のサブキャリアまたはサブキャリアの組の争奪とは関係なく独立して、サブキャリアを争奪するための命令を実行することができる、争奪モジュール９１６と作用するように関係づけられ得る。プロセッサ９０６は、さらに、１以上の争奪サブキャリアが伝送のために利用可能かどうかを決定するところの決定モジュール９１８と、結合され得る。例えば、決定モジュールは、ＲＴＳ／ＣＴＳプロトコルを実行する、干渉および／または熱ノイズレベルを１以上の予め定められた閾値レベルと比較する、そして争奪したサブキャリア上での送信を可能にする送信電力レベルを調節するかどうかを決定する等のための命令を実行することができる。

アクセス端末９００は、さらに、プロセッサ９０６と作用するように結合され、そして、送信され、受信されるデータ等のデータを記憶することができるメモリ９０８を備える。メモリ９０８は、干渉またはノイズレベルの閾値、ＲＴＳ／ＣＴＳを実行するためのプロトコル、ＨＡＲＱプロトコル、送信電力レベル調節プロトコル等に関係した情報を記憶することができる。

ここに記載されたデータストア(例、メモリ９０８）は、揮発性メモリまたは非揮発性メモリのどちらかであるか、あるいは、揮発性メモリおよび非揮発性メモリの両方を含み得ることが認識されるであろう。制限ではなく例示として、非揮発性メモリは、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、電気的にプログラム可能なＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能なＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）またはフラッシュ・メモリを含み得る。揮発性メモリは、外部のキャッシュメモリとして働くランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含み得る。制限ではなく例示として、ＲＡＭは、シンクロナスＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、二重データレートＳＤＲＡＭ（ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ）、拡張ＳＤＲＡＭ（ＥＳＤＲＡＭ）、シンクリンク（Synchlink）ＤＲＡＭ（ＳＬＤＲＡＭ）、および直接ランバス(direct Rambus)ＲＡＭ（ＤＲＲＡＭ）などの多くの形態において利用可能である。この主題のシステムおよび方法のメモリ９０８は、制限されることなく、これらおよび任意の他の適当な型のメモリを含むことが意図される。

プロセッサ９０６は、さらに、上述したように、他のノードが争奪に勝ったサブキャリア上の送信を可能にするために、１以上のＲＴＳメッセージ、ＣＴＳメッセージ、データメッセージについての送信電力レベルを調整することができる送信電力制御器９１０に作用するように結合される。アクセス端末９００は、なおさらに、変調器９１２、および、信号を、例えば、基地局、アクセスポイント、他のアクセス端末、リモート・エージェント等へ送信する送信機９１４を備える。プロセッサ９０６から分離されていると記述されたけれども、送信電力制御器９１０、争奪モジュール９１６、および／または決定モジュール９１８は、プロセッサ９０６または多くのプロセッサ（図示せず）の一部であるかもしれないことは認識されるべきである。

図１０は、１以上の態様に従って、勝利したノードに干渉を与えること無く、他の争奪ノードによって勝ち取られたサブキャリア上での送信を可能にするように送信電力を調整することを容易にするシステム１０００の例示である。システム１０００は、多数の受信アンテナ１００６を通って１以上のユーザ装置１００４からの信号を受信する受信機１０１０を持ったアクセスポイント１００２と、送信アンテナ１００８を通って１以上のユーザ装置１００４へ送信する送信機１０２２を備える。受信機１０１０は、受信アンテナ１００６から情報を受信することができ、そして受信した情報を復調する復調器１０１２に作用するように関係付けられる。復調されたシンボルは、図９に関して説明されたプロセッサと同様なものである得るプロセッサ１０１４によって分析される、そしてそれは、サブキャリアの争奪、送信電力の調節に関係した情報、および／または、ここで明らかになった種々のアクションおよび機能を実行することに関係した他の適当な情報を記憶するメモリ１０１６へ結合される、
プロセッサ１０１４は、さらに、所望のＰＳＤを達成するために送信電力を調節することができる送信ＰＳＤ調節器１０１８に結合され得る。例えば、送信ＰＳＤ調節器１０１８は、種々の態様に関連して上述したように、ＲＴＳ信号、ＣＴＳ信号、データ送信等についての目標ＰＳＤを達成するために送信電力レベルを調節することができる。

プロセッサ１０１４は、さらに、他のサブキャリアまたはサブキャリアの組についての争奪とは独立して、個々または組で、サブキャリアの争奪のための命令を実行することができる争奪モジュール１０２４に結合される。決定モジュールは、ＲＴＳ／ＣＴＳプロトコルを実行する、干渉および／または熱ノイズレベルを１以上の予め定めた閾値レベルと比較する、そして、争奪したサブキャリア上での送信を可能にする送信電力レベルを調節するかどうかを決定する等のための命令を実行することによって、争奪したサブキャリアが利用可能かどうかを決定することができる。プロセッサ１０１４は、さらに、送信機１０２２によるアンテナ１００８を通ってユーザ装置１００４への送信に、割当て情報を多重化することができる変調器１０２０に結合され得る。プロセッサ１０１４から分離されていると記述されたけれども、送信ＰＳＤ調節器１０１８、変調器１０２０、争奪モジュール１０２４、および／または決定モジュール１０２６は、プロセッサ１０１４または多くのプロセッサ（図示せず）の一部である得ることは認識されるべきである。

図１１は、典型的な無線通信システム１１００を示す。無線通信システム１１００は、簡潔さのために、１つの基地局および１つの端末を記述する。しかしながら、システムは、１つより多い基地局および／または１つより多い端末を含み得ること（そこにおいて、追加の基地局および／または端末は、以下に記述する典型的な基地局および端末と、実質上同類であること、または異なっていることがあり得る）が認識されるべきである。加えて、基地局および／または端末は、それらの間で無線通信を容易にすることために、ここで記述された方法（図２−８）および／またはシステム（図１，９，１０、および１２）を使用できることが認識されるべきである。

図１１を今、参照すると、アクセスポイント１１０５におけるダウンリンク上にて、送信（ＴＸ）データプロセッサ１１１０は、トラフィックデータを、受信し、フォーマットし、コード化し、インターリーブし、および変調（またはシンボルをマップ）し、そして、変調シンボル（データ・シンボル）を提供する。シンボル変調器１１１５は、データシンボルおよびパイロットシンボルを受信および処理して、そして、シンボルのストリームを提供する。シンボル変調器１１２０は、データおよびパイロットシンボルを多重化し、そして、それらを送信ユニット（ＴＭＴＲ）１１２０へ供給する。各送信シンボルは、データシンボル、パイロットシンボル、または、値ゼロの信号であり得る。パイロットシンボルは、各シンボル周期において連続的に送信され得る。パイロットシンボルは、周波数分割多重（ＦＤＭ）、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）、時分割多重（ＴＤＭ）、周波数分割多重（ＦＤＭ）、 または符号分割多重（ＣＤＭ）であり得る。

ＴＭＴＲ１１２０は、シンボルのストリームを受け取り、１以上のアナログ信号に変換し、そして、さらに、無線チャンネル上の伝送に適合したダウンリンク信号を生成するように、アナログ信号を調整（例、増幅、フィルタ、および周波数アップコンバート）する。ダウンリンク信号は、それから、アンテナ１１２５を通って端末へ送信される。端末１１３０において、アンテナ１１３５は、ダウンリンク信号を受信し、そして、受信ユニット（ＲＣＶＲ）１１４０へ受信信号を供給する。受信ユニット１１４０は、受信信号を調整（例、フィルタ、増幅、および周波数ダウンコンバート）する、そしてサンプルを得るために調整した信号をディジタル化する。シンボル復調器１１４５は、受信したパイロット信号シンボルを復調し、チャンネル評価のためにプロセッサ１１５０に供給する。シンボル復調器１１４５は、さらに、プロセッサ１１５０からダウンリンクについての周波数応答の評価を受け取り、データシンボルの評価（それは、送信されたデータシンボルの評価である）を得るために受信データシンボルにおいてデータ復調を行い、そして、ＲＸデータプロセッサ１１５５へ供給する、それは、送信されたトラフィックデータを再生するために、データシンボルの評価を、復調（つまり、シンボルをデマップ）し、デインターリーブし、そして、復号する。シンボル復調器１１４５およびＲＸデータプロセッサ１１５５による処理は、それぞれ、アクセスポイント１１０５におけるシンボル変調器１１１５およびＴＸデータプロセッサによる処理に補足的である。

アップリンクにおいて、ＴＸデータプロセッサ１１６０は、トラフィックデータを処理し、データシンボルを供給する。シンボル変調器１１６５は、データシンボルを受け取り、パイロットシンボルと多重化する、そして変調を行い、シンボルのストリームを提供する。送信ユニット１１７０、それから、シンボルのストリームを受け取り、アンテナによってアクセスポイント１１０５へ送信されるアップリンク信号を生成するために処理する。

アクセスポイント１１０５において、端末１１３０からのアップリンク信号はアンテナ１１２５によって受信され、サンプルを得るために受信ユニット１１７５によって処理される。シンボル復調器１１８０は、それから、そのサンプルを処理し、アップリンクについての受信パイロットシンボルおよびデータシンボルの評価を供給する。ＲＸデータプロセッサ１１８５は、端末１１３０によって送信されたトラフィックデータを再生するためにデータシンボルの評価を処理する。プロセッサ１１９０は、アップリンクにおいて、各活動状態の端末からの送信についてチャンネル評価を行う。多数の端末は、それら各々に割当てられたパイロットサブバンドの上のアップリンクにおいて、同時にパイロットを送信することができる、ここでパイロットサブバンドのセットはインターレースされ得る。

プロセッサ１１９０および１１５０は、アクセスポイント１１０５および端末１１３０における動作を指揮（例、制御、調整、管理等）する。プロセッサ１１９０および１１５０の各々は、プログラムコードとデータを記憶するメモリユニット（図示せず）と関連付けられ得る。プロセッサ１１９０および１１５０は、また、アップリンクおよびダウンリンクの各々に関する周波数およびインパルス応答の評価を導出するための計算もまた実行することができる。

多重アクセスシステム（例、ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭＡ、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ等）のため、多数の端末は同時に送信することができる。そのようなシステムについては、パイロットサブバンドは、異なった端末間で、共有され得る。チャンネル評価技術は、各端末についてのパイロットサブバンドが全動作バンド（ことによるとバンドエッジを除いて）に及ぶ場合において使用され得る。そのようなパイロットサブバンド構造は、各端末についての周波数ダイバーシティを得るために望ましいであろう。ここに示された技術は、種々の手段によって実現され得る。例えば、これらの技術は、ハードウエア、ソフトウエア、またはそれらの組み合わせで実現され得る。ハードウエアによる実現については、チャンネル評価のために使用される処理ユニットは、１以上の、特定用途向け集積回路 （ＡＳＩＣ）、ディジタル・シグナル・プロセッサ （ＤＳＰ）、ディジタルシグナル制御演算装置（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジックデバイス （ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ （ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、ここに示された機能を実行するために設計された他の電子ユニット、あるいは、それらの組み合わせにおいて実現される。ソフトウエアについては、実現は、ここに示された機能を実行するモジュール（例、手続き、関数等）を通してなし得る。ソフトウエアコードは、メモリユニット内に記憶され得る、そして、プロセッサ１１９０と１１５０によって実行され得る。

図１２は、ここに示された１以上の態様に従って、マルチ−ホップ・無線メッシュ・ネットワーク・メディア・アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルの実行を容易にする装置１２００の例示である。装置１２００は、一連の相互に関係した機能ブロック（プロセッサ、ソフトウエア、または、それらの組み合わせ（例、ファームウエア）によって実現される機能を表すことができる）として表される。例えば、装置１２００は、上で示したような、種々の役割を実行するためのモジュールを供給し得る。装置１２００は、任意の他のサブキャリアの争奪とは独立した、１つのサブキャリアまたはサブキャリアの組を争奪（例、選択、・・・）するところの 争奪のためのモジュール１２０２を備える。許可を要求するためのモジュール１２０４は、作用するように、サブキャリアの利用性を決定するためのモジュール１２０４（それは、多重アクセスのために使用される利用可能な帯域幅の一部の内の争奪サブキャリア上でデータパケットを送信する願望を示す要求（例、リクエスト・ツー・センド）を生成し、かつ送信する）と結合されている。利用可能な帯域幅の部分は、装置１２００が使用されている無線通信環境において多重アクセスのために使用される全ての利用可能な帯域幅より少ない、いくらかの部分であり得る。サブキャリアの利用性を決定するモジュール１２０４は、争奪サブキャリア（その上で、装置１２００は、送信のためのモジュール（争奪したサブキャリア上でデータパケットを送信する）（図示せず）を使用し得る。）の許可（例、クリア・ツー・センド信号、または、いくつかの他の形式の承認）を受け取ることができる。

ソフトウエアによる実現については、ここに示された技術は、ここに示された機能を実行するモジュール（例、手続き、関数等）で実現される。ソフトウエアコードは、メモリユニットに記憶され得る、そしてプロセッサにより実行され得る。メモリユニットは、プロセッサの内部、またはプロセッサの外部に実装され得る、その場合には、それは、当該分野における公知の種々の手段によってプロセッサに通信可能に結合され得る。

上に示されたことは、１以上の態様の例を含む。もちろん、前述の態様を示す目的のためのコンポーネントまたは方法論の全ての考えられる組み合わせを示すことは可能ではない。しかし、当業者は、種々の態様の多くのさらなる組み合わせ、および並べ換えが可能であることを認識することができる。したがって、説明された態様は、添付された特許請求の範囲の精神および視野の範囲内に落ちる全ての、そのような、改変、修正、およびバリエーションを含むことを意図している。さらに、用語「含む（include）」は、詳細な説明かまたは特許請求の範囲のいずれかにおいて使用されている限り、そのような用語は、特許請求の範囲において過渡的な語として使用されていると「を含む（comprising）」が解釈されるように、ある意味で用語「を含む（comprising）」と同様に、全て含むべきことが意図されている。

種々の態様に従った、アドホックな、またはメッシュの、無線通信環境の例示である。 種々の態様に従った、マルチキャリア無線通信環境におけるサブキャリアの争奪についての方法の例示である。 ここに説明された１以上の態様に従った、マルチ−ホップ・無線メッシュ・ネットワーク・メディア・アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルを実行することを容易にする方法論の例示である。 １以上の態様に従った、独立したサブキャリアキャリアの争奪（contention）を容易にするためにＲＴＳとＣＴＳの帯域幅を制限するための方法論の例示である。 種々の態様に従った、メディアアクセス制御を容易にするために、無線メッシュネットワークにおけるサブキャリアの独立した争奪のための方法論の例示である 種々の態様に従った、開ループチャンネル利得の評価のためにパイロットとしてＣＴＳを利用することによって空間的な再使用を改善するための方法論の実例である。 いくつかの態様に従った、他のノードが争奪に勝ったサブキャリア上で送信するとき、干渉を軽減するために、適切なＰＳＤおよび送信電力レベルを選択するための方法論の例示である。 いくつかの態様に従った、その他のノードに干渉すること無く別のノードに許可されたサブキャリア上での送信をノードに許すことを容易にするために多値のＣＴＳを利用することについての方法論の実例である。 １以上の態様に従った、マルチホップ無線メッシュネットワークにおけるメディアアクセス制御を容易にするアクセス端末の例示である。 １以上の態様に従った、勝者のノードに干渉すること無く、その他の争奪ノードによって勝ち取られたサブキャリア上で送信することを可能にするために送信電力を調節することを容易にするシステムの例示である。 ここに説明された種々のシステムおよび方法と関連して使用され得る無線ネットワーク環境の例示である。 ここに説明された１以上の態様に従った、マルチ−ホップ・無線メッシュ・ネットワーク・メディア・アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルの実施を容易にする装置の例示である。

Claims (46)

1. 他のサブキャリアの争奪とは独立して１組のサブキャリアを争奪すること、および、
   前記争奪したサブキャリアの組のサブセットが、データ送信のために使用可能かどうか決定すること,
   を含むマルチキャリア無線送信の方法。
2. 前記争奪したサブキャリアの組のために、送信するためのリクエスト（ＲＴＳ）信号を送信することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. サブキャリアの選好リストを送信することをさらに含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記争奪したサブキャリアの組のサブセットのためのクリア・ツー・センド（ＣＴＳ）信号、ここで、前記ＣＴＳ信号は既知のスペクトル密度（ＰＳＤ）で送信されたものである、を受信することをさらに含む、請求項２に記載の方法。
5. 前記争奪したサブキャリアのサブセットを利用してデータ信号を送信することをさらに含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記争奪したサブキャリアのサブセットに関連付けられた利用可能な全帯域幅より少ない帯域幅を利用して前記データ信号を送信することをさらに含む、請求項５に記載の方法。
7. レート予測を行うために非同期ＨＡＲＱプロトコルを使用することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記争奪したサブキャリアの組の前記サブセットは、前記争奪したサブキャリアの全部の組を含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記ＲＴＳ信号を予め定めたＰＳＤにて送信すること、および、前記ＣＴＳ信号を前記争奪したサブキャリア上で受信することをさらに含む、請求項４に記載の方法。
10. 前記予め定めたＰＳＤより低いＰＳＤにて前記データ信号を送信することをさらに含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記予め定めたＰＳＤよりも低いＰＳＤにて前記ＲＴＳおよびデータ信号を送信することをさらに含む、請求項４に記載の方法。
12. 開ループチャネル利得の評価のためのパイロットとして前記ＣＴＳ信号を利用することをさらに含む、請求項４に記載の方法。
13. 多値のＣＴＳ信号を使用すること、ここでＣＴＳの値は最近のＲＴＳ信号に関係付けられた干渉レベルに基づいている、をさらに含む、請求項４に記載の方法。
14. １以上の干渉ノードについてのＣＴＳ値の関数として前記ＲＴＳ信号および前記データ信号のための送信電力レベルを選択することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
    1
15. 他のサブキャリアとは独立した、１以上のサブキャリアを争奪するための争奪モジュール、および、 前記争奪サブキャリアのサブセットが利用可能であるかどうかを決定するように構成された決定モジュール、
    を含むマルチキャリア無線送信を容易にする装置。
16. 前記１以上の争奪したサブキャリアのためのリクエスト・ツー・センド（ＲＴＳ）信号を送信する送信機をさらに含む、請求項１５に記載の装置。
17. 前記１以上の争奪したサブキャリアのサブセットのためのクリア・ツー・センド（ＣＴＳ）を受信する受信機をさらに含む、請求項１６に記載の装置。
18. 前記送信機は、前記１以上の争奪サブキャリアのサブセットを利用してデータ信号を送信する、請求項１７に記載の装置。
19. 前記送信機は、前記１以上の争奪したサブキャリアに関係付けられた利用可能な全帯域幅より少ない帯域幅上で前記データ信号を送信する、請求項１８に記載の装置。
20. 非同期ＨＡＲＱプロトコルを使用してレート予測を行うプロセッサをさらに含む、請求項１７に記載の装置。
21. 前記１以上の争奪したサブキャリアの前記サブセットは、前記１以上の争奪したサブキャリアの全てを含む、請求項１７に記載の装置。
22. 前記１以上の争奪したサブキャリア上で、前記送信機は予め定められたＰＳＤにて前記ＲＴＳ信号を送信する、および前記受信機は前記ＣＴＳ信号を受信する、請求項１７に記載の装置。
23. 前記送信機は前記予め定められたＰＳＤより低いＰＳＤにて前記データ信号を送信する、請求項２２に記載の装置。
24. 前記受信機は前記１以上の争奪したサブキャリア上にて前記ＣＴＳ信号を受信する、そして、前記ＣＴＳは、予め定められたＰＳＤで送信されたものである、請求項１７に記載の装置。
25. 前記送信機は前記予め定められたＰＳＤ未満のＰＳＤにて前記ＲＴＳおよびデータ信号を送信する、請求項２４に記載の装置。
26. 前記プロセッサは、開ループチャンネル利得の評価のためにパイロットとして前記ＣＴＳ信号を使用する、請求項２０に記載の装置。
27. 前記受信機は、多値のＣＴＳ信号を受信する、そこにおいて、ＣＴＳ値は最近のＲＴＳ信号に関係付けられた干渉レベルを示している、請求項１７に記載の装置。
28. 前記装置は、アクセス端末において使用されている、請求項１５に記載の装置。
29. 前記装置は、アクセスポイントにおいて使用されている、請求項１５に記載の装置。
30. 前記送信機は、サブキャリアの選好リストを送信する、請求項１６に記載の装置。
31. 他のサブキャリアとは独立した、１組のサブキャリアを争奪する手段と、
    前記争奪したサブキャリアの組のサブセットがデータ伝送に利用可能かどうか決定する手段、
    を含むマルチキャリア無線伝送を行うことを容易にする装置。
32. 多重アクセスのために利用される全帯域幅より少ない、利用可能な帯域幅の部分内で、争奪した組のサブキャリアのために、送信するための要求（ＲＴＳ）信号を送信するための手段をさらに含む、請求項３１に記載の装置。
33. 前記争奪した組のサブキャリアのためのクリア・ツー・センド（ＣＴＳ）信号を受信するための手段、そこにおいて、前記送信するための手段は、前記争奪した組のサブキャリア上でデータパケットを送信する、をさらに含む、請求項３２に記載の装置。
34. 前記送信するための手段は、前記争奪した組のサブキャリアと関係付けられた利用可能な全帯域幅より少ない帯域幅上で、前記データパケットを送信する、請求項３２に記載の装置。
35. 非同期ＨＡＲＱプロトコルを使用してレート予測を行うための手段をさらに含む、請求項３１に記載の装置。
36. 前記争奪した組のサブキャリア上で、前記送信するための手段は既知のＰＳＤにて前記ＲＴＳ信号を送信する、および前記受信するための手段は前記ＣＴＳ信号を受信する、請求項３２に記載の装置。
37. 前記送信するための手段は前記既知のＰＳＤより低いＰＳＤにて前記データ信号を送信する、請求項３６に記載の装置。
38. 前記受信するための手段は、前記争奪した組のサブキャリア上で、前記既知のＰＳＤにて送信される、前記ＣＴＳ信号を受信する、請求項３３に記載の装置。
39. 前記送信するための手段は、前記既知のＰＳＤ未満にて、前記ＲＴＳおよびデータ信号を送信する、請求項３８に記載の装置。
40. 開ループチャネル利得の評価のためのパイロットとして前記ＣＴＳ信号を利用するための手段をさらに含む、請求項３３に記載の装置。
41. 前記受信するための手段は、多値のＣＴＳ信号を受信する、そこにおいて、ＣＴＳの値は最近のＲＴＳ信号に関係付けられた干渉レベルを示す、請求項３３に記載の装置。
42. 前記装置はアクセス端末で使用される、請求項３１に記載の装置。
43. 前記装置はアクセスポイントで使用される、請求項３１に記載の装置。
44. 前記送信するための手段は、サブキャリアの選好リストを送信する、請求項３２に記載の装置。
45. マルチキャリア無線伝送を容易にするための命令、そこにおいて、前記命令を実行すると、
    他のサブキャリアの争奪とは独立した１組のサブキャリアを争奪すること、および、
    前記争奪したサブキャリアの組のサブセットがデータ伝送のために利用可能かどうかを決定すること、
    を機械に引き起こす、を含む機械可読媒体。
46. マルチキャリア無線伝送を容易にするためのプロセッサであって、
    他のサブキャリアの争奪とは独立した１以上のサブキャリアを争奪するように、および、
    前記争奪した１以上のサブキャリアのサブセットがデータ伝送のために利用可能かどうかを決定するように、
    構成されている前記プロセッサ。

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