JP2009534994A - 無線メッシュ型ネットワークにおけるｔｘｏｐ使用法のための方法及びシグナリング手順 - Google Patents

Abstract

好適な一実施形態によると本発明は、残りのＴＸＯＰ時間をピア・ノードが異なった送信先にトラフィックを転送するために使用する方法と、残りのＴＸＯＰ時間を発信したノードが異なった送信先にトラフィックを送出するために使用する方法と、残りのＴＸＯＰ時間を隣接ノードが発信したノードにトラフィックを送出するために使用する方法と、残りのＴＸＯＰ時間を隣接ノードが別のノードにトラフィックを送出するために使用する方法と、残りのＴＸＯＰ時間の再使用ルールを信号送出する方法と、隣接ノードに対してＮＡＶをリセットするためにＴＸＯＰを効率的に開放／打ち切りする方法と、を含む。

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、無線メッシュ型ネットワークにおけるＴＸＯＰ（Transmission OPportunity：送信機会）使用法のための方法及びシグナリング手順に関する。

典型的なＷＬＡＮ（無線ＬＡＮ）ネットワークにおいては、すべてのデバイスが競って無線媒体にアクセスしようとする。コンテンションの基本的なＭＡＣ（Medium Access Control：媒体アクセス制御）形態は、ＣＳＭＡ（Carrier Sensing Multiple Access：搬送波感知多重アクセス）機構に基づく。無線媒体上でのＣＳＭＡの性能を高めるために、いくつかの修正案が提案されている。例えば、オリジナルの８０２．１１標準規格（Ｒｅｖｌ９９７）では、ＣＳＭＡ／ＣＡ（CSMA with Collision Avoidance）の仕様を定め、最近の８０２．１１ｅ修正版では、より良いＱｏＳ（Quality of Service：サービス品質）を提供するための拡張仕様を定める。

８０２．１１ｅにより導入された拡張の１つがＴＸＯＰの概念である。ＴＸＯＰの間は、許可された時間の間に複数のパケットを送信可能である。ＴＸＯＰは、基本的なＭＡＣに対して非常に効率的な拡張であるということが判明している。ＴＸＯＰの導入に関する主要な着想は、ＳＴＡ（station：端末）がいったんコンテンションを勝ち取った場合にそれがチャネル上で費やすことが可能な全体的な時間を制限することである。８０２．１１ｅの出現以前には、ＳＴＡは、いったんコンテンションに基づくアクセスを勝ち取ると、送信するべきデータを有する限り、送信が可能であった。これにより、特定のＳＴＡが送信するべき非常に多くのデータを有するということで、基本的に無線媒体を占有する（pre-empt）ことが可能であり、結果としてそのＢＳＳ（Basic Service Set：基本サービス・セット）における他のＳＴＡによるトラフィックのストリームに対して有害な影響を生ずる状況をもたらした。この問題を救済するために、８０２．１１ｅではＴＸＯＰを導入した。つまり、どのＳＴＡもＴＸＯＰ時間長より長い間無線媒体を占有することはできず、その媒体は、全てのＳＴＡが最低保証レートにてコンテンションができるように再度開放される。

しかしながら、端末がＴＸＯＰ全体にわたっては最早送信するべきデータを有さず、帯域幅が無駄になってしまう場合が時々ある。これらの場合に対して８０２．１１ｅ修正版は、他のデバイスがこの以前に許可された時間を使用して、その媒体に対して再度コンテンション可能なように、その媒体を開放するための機構を提供する。ここで、ＡＰ（Access Point：アクセス・ポイント）のみが送出可能であるＣＦ−Ｅｎｄ（Contention Free-End）フレームが、システムのすべての端末に対してＮＡＶ（Network Allocation Vector）をリセットするために、かつ元のＴＸＯＰの満了前ではあるが再度コンテンションを開始可能であるという事実をＢＳＳに通信するために、使用される。８０２．１１ｎは、任意の端末が自身のＴＸＯＰをＣＦ−Ｅｎｄにより打ち切る（truncate）ことを可能とすることにより、この概念をさらに拡張する。

現在では、８０２．１１ｎグループはより高スループットを提供するための標準規格に対するさらなる拡張に取り組んでいる。これらの拡張の１つは、ＲＤ（Reverse Direction）と呼ばれる。これに関連して、媒体アクセスのアテンプト（attempt）の数を減少させることによって媒体効率を増加させるための逆方向（reverse-direction）送信に対して、８０２．１１ｅのＴＸＯＰが供給過大（over-provisioned）になる場合がある。ＲＤの概念は、ＴＸＯＰにおける未使用の／供給過大の残り時間に対するいろいろな使用法を導入する。すべての端末に対して再度コンテンションさせるために媒体を開放するのではなく、特にピア端末（すなわちＴＸＯＰの受信者）が発信元へ逆方向回線上でデータを送出するためにＴＸＯＰの残り時間を再利用することを可能とする。

このようなＲＤＧ（Reverse Direction Grant）の１つの利点は、時間のかかるピア端末による媒体に対するコンテンションが最早発生することなく、全体の相対的媒体占有率（時間期間についてのデータ送信のコンテンション時間に対する比率）が増加するということである。もう一つの利点は、逆方向送信に対する待ち時間が結果として削減されることであり（そうでなければ、媒体アクセスコンテンションにより遅延させられている可能性があり）、これはＶｏＩＰなどの比較的シンメトリックなリアルタイム・トラフィックのシナリオにおいて特に有益である。

ＷＬＡＮメッシュ型システムにおいては、２つまたはそれ以上のＭＰ（Mesh Point）の集合がＩＥＥＥ８０２．１１回線を介して相互接続される。メッシュ型ネットワーク上の各ＭＰは、他のノードに対するルータまたは転送機能（forwarder）として機能しつつ、それ自身のトラフィックを送受信する。メッシュ型ネットワークはまた、パケットが送信先に到達するために２回以上中継される場合があるため、マルチホップ・ネットワークとしても知られている。

従って、スター・トポロジー（例えば、ＢＳＳ、ＩＢＳＳ）のみを扱い、その結果単一ホップの通信を取り扱う、オリジナルのＷＬＡＮ標準規格と比較して、これは別の規範を表す。

現在の８０２．１１ｎ規格のＲＤＧ方法をＷＬＡＮメッシュ型コンテキストに導入したときに起こる１つの特定の問題は、チャンネル・アクセス競合解決（contention resolution）（または決定論的な（deterministic））のアロケーションが、すべてのＳＴＡがＡＰとの通信範囲にあるべく保証されるＢＳＳコンテキスト（８０２．１１ｎにおいて想定されるように）における場合とは異なることである。ＷＬＡＮメッシュ型ネットワークにおいては、特定のメッシュ型回線の何れの片側のノードも他のメッシュノードのサブセットのみと通信範囲にある。しかしながら、それらノードの１つがＴＸＯＰを獲得するためには、このＴＸＯＰの間、干渉範囲にある他のすべてのノードが送信しないよう占有する（pre-empt）必要がある。その回線上の両方のノードが８０２．１１ｎ ＲＤＧプロトコルを再使用し、特定のＴＸＯＰの使用をノード間で個々に調整することが可能であっても、現在の機構では、許可されたＴＸＯＰの変更された使用法を少なくともティア（tier）１の隣接ノードに通信するための方法が存在しないため、その対の間での衝突の無い通信を保証することはできない。

現在元々の８０２．１１ｎ ＲＤＧ方法で取り扱われていない現実的な設計上の追加的問題は、ＷＬＡＮメッシュ型ネットワーク設計においては、複数のメッシュノード間の回線群にわたってはトラフィックが順方向逆方向に伝達されない（そうではなくＢＳＳにおける特定の対のノードの間のみにて伝達される）ことから生ずる現実的な事柄である。メッシュ型回線上のＭＰが受信されたトラフィックを前方に（forward）伝達するために（発信元ＭＰへ逆方向に送り戻すためにそれを使用するのではなく）ＴＸＯＰの残りを使用するときに、ノードの処理量及びトラフィック待機時間が実質的により増大することが有り得る多くの使用法シナリオがある。この問題は、何れのトラフィックも特定のデバイスの対の間でのみで順方向逆方向に、すなわちＡＰから所与のＳＴＡへまたは所与のＳＴＡからそのＡＰへ、伝達される、伝統的なインフラストラクチャ型ＢＳＳにおいては生じ得ないことに注意するべきである。

したがって、既存技術の制約に影響されない、ＷＬＡＮメッシュ型ネットワークに対して８０２．１１ｎ ＲＤＧ方法による利益を実現する方法の必要性が存在する。ＷＬＡＮメッシュ型ネットワークに関して、ＭＰ群が残りのＴＸＯＰ時間を効率的に再使用する着想を改良する方法の必要性もまた、存在する。

好適な一実施形態によると本発明は、残りのＴＸＯＰ時間をピア・ノードが異なった送信先にトラフィックを転送するために使用するための方法と、残りのＴＸＯＰ時間を発信したノードが異なった送信先にトラフィックを送出するために使用するための方法と、残りのＴＸＯＰ時間を隣接ノードが発信したノードにトラフィックを送出するために使用するための方法と、残りのＴＸＯＰ時間を隣接ノードが別のノードにトラフィックを送出するために使用するための方法と、残りのＴＸＯＰ時間の再使用ルールを信号送出するための方法と、隣接ノードに対してＮＡＶ（Network Allocation Vector）をリセットするためにＴＸＯＰを効率的に開放する（relinquish）か、または打ち切る（truncate）ための方法と、を備える。

以上の概要、及び本発明の好適な実施形態の以下の詳細な記述は、付加された図面を参照して読むと、より良く理解されるであろう。

本明細書において、用語「ＷＴＲＵ（Wireless Transmit Receive Unit：無線送受信ユニット）」は、限定するものではないが、ＵＥ（User Equipment：ユーザー端末）、移動端末（mobile station）、固定または移動体の加入者ユニット、ページャー（pager）、携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、メッシュノード（mesh node）、ＭＰ（Mesh Point）、コンピュータ、または無線環境において動作する能力がある他の任意の種別のユーザー・デバイスをも含む。本明細書において、用語「基地局（base station）」は、限定するものではないが、ノードＢ（Ｎｏｄｅ−Ｂ）、サイト制御装置、ＡＰ（Access Point：アクセス・ポイント）、または無線環境において動作する能力がある他の任意の種別のインタフェース・デバイスをも含む。

本発明は、ＷＬＡＮ（無線ＬＡＮ）のメッシュ型ネットワークにおいて適用される場合に、新しいメッシュ型ネットワーク応用に対してＲＤ（Reverse Direction）の概念を使用すること、及び効率的なＴＸＯＰ開放／打ち切りのためにメッシュ型ネットワークに対してＣＦ−Ｅｎｄフレームの使用法を拡張すること、によってＴＸＯＰ使用法を改良する機構に関連する。

図１及び図２を参照すると本発明は、ＷＬＡＮ（無線ＬＡＮ）において通信するための方法及びシステムを具備する。本発明によるとＢＳＳ（Basic Service Set：基本サービス・セット）１０は、１つまたは複数のメッシュノード（ここではＭＰ（Mesh Point）と呼ぶ）１５（１５_A、１５_B、１５_D、１５_E、１５_F、１５_G、及び１５_C）を具備する。ＭＰ群１５は、無線クライアント１６（１６_A1．．．１６_G1）の接続性及び相互通信を容易にする。ＭＰ１５は、少なくとも１つのデータベース（示されない）を格納する処理装置（示されない）を具備する。本発明の実施形態によると、ＭＰ１５のデータベースは、ＴＸＯＰ使用法の現在の構成、すなわち、サポートされているか、有効か／無効か、及び以下に開示される何れの形態が許容されているか（例えば前方向のみ、逆方向のみ、または両方の組み合わせ）、を表す情報を含む。

上述のように、ＭＰ群１５の各処理装置は少なくとも１つのデータベースを含むが、各処理装置が必ずＴＸＯＰ構成情報を含むわけではない。ＴＸＯＰ構成情報は、単一のＭＰ１５（例えば１５_A）のデータベース中に集中的に格納されるか、それぞれのＭＰ１５（例えば１５_A．．．１５_G）のデータベース中に格納されるか、またはＭＰ群１５のサブセット（例えば１５_A、１５_G、及び１５_C）のデータベース中に格納されることが可能である。ＴＸＯＰ構成情報は、その情報が如何に格納されるかにかかわらず、ＭＰ群１５の間のシグナリングメッセージを通して変更されまたは構成設定される。

当業者にとって既知であるように、ＴＸＯＰは、特定のＭＰ１５がフレーム交換信号系列を無線媒体に対して開始する権利を有する時間期間である。このＴＸＯＰは、開始時刻及び最大期間によって定義される。ＭＰ１５は、チャンネルに対するコンテンションに成功するか、または調整エンティティからの直接的割り付けによるかの何れかにより、このＴＸＯＰへのアクセス権を獲得する。

当業者にとって既知であるように、ＴＸＯＰは送信しているＭＰ１５が全ては使い切らないという可能性がある。本発明によると、残りの／供給過大のＴＸＯＰ時間は、開放するか、逆方向のトラフィックまたは発信元ＭＰからのトラフィックに無関係のトラフィックを送信するために受信ＭＰに与えるか、または発信元ＭＰまたは受信ＭＰ以外の応答側ＭＰに与えることが可能である。

図２は、好適実施形態による、無線通信システムにおいて通信する方法を利用する複数のＭＰ群１５_A...１５_Cの機能図を例証する。

無線媒体は共有環境であるため、例えば発信元ＭＰ１５_Aから２ホップの近傍のＭＰ１５が、自身のＮＡＶ（Network Allocation Vector）をＴＸＯＰ期間全体の間に設定している。特に、ＲＴＳ（Request to Send）／ＣＴＳ（Clear to Send）のようなメッセージ交換がＴＸＯＰ時間の前に使用されるか、または協調情報（例えば、ＨＣ（Hybrid Coordinator：制御局）によって生成されるか、またはチャンネル占有公示上で伝達される）が第１のホップを超えて伝播される場合に、これが当てはまる。

何れの場合においても、２ホップの近傍にあるＭＰ群（例えば１５_G、１５_F、１５_E、１５_D、１５_B、及び１５_C）が全体のＴＸＯＰ期間に対してそれらのＮＡＶを既に設定している場合には、ＴＸＯＰの何れの未使用の残り時間も発信元ＭＰから受信されたパケットを受信ＭＰがもう１ホップだけ転送するために再使用することが好ましい。例えば、ＭＰ１５_Aが発信元ＭＰであったなら、受信ＭＰ１５_Bは、受信されたパケットをＭＰ１５_Cに転送するためにＴＸＯＰ中の何れの残り時間をも使用することができる。この意味において、媒体に対してはコンテンションは１回のみで、その結果パケット待機時間を削減しつつ、２つのホップにわたって（例えばＭＰ１５_AからＭＰ１５_Bへ、そしてＭＰ１５_BからＭＰ１５_Cへ）受信したパケットを送ることができる。

代替の実施形態においては受信ＭＰ（例えば１５_B）が、残りのＴＸＯＰ時間を使用して別のパケット（例えばＴｘ待ち行列において既に待機しているパケット）を第２のホップを超えて送る。ネットワークの構成及び方針に依存して、このパケットが同一のトラフィックの流れ（例えばＶｏＩＰ呼）またはトラフィック優先度に属する場合、または属さない場合がある。

別の実施形態においては、発信元ＭＰ、例えばＭＰ１５_Aが、ＴＸＯＰとして配分（例えばＭＰ１５_AからＭＰ１５_Bへ）された残りのＴＸＯＰ時間を使用し、受信ＭＰ（応答側ＭＰ）以外のＭＰに（例えばＭＰ１５_AからＭＰ１５_Dへ）別のパケットを送信する。

さらに別の実施形態においては、残りのＴＸＯＰ時間の制御を受信ＭＰ（例えばＭＰ１５_B）以外の別のノード（例えばＭＰ１５_E）に渡し、発信元ＭＰに（例えばＭＰ１５_EからＭＰ１５_Aへ）トラフィックを送信する。重ねてこのパケットは、ネットワークの構成及び方針に依存して、同一のトラフィックの流れ（例えばＶｏＩＰ呼）またはトラフィック優先度に属する場合、または属さない場合がある。

また別の実施形態においては、隣接ＭＰ群（すなわち発信元ＭＰ、例えば１５_Aから１ホップにある近傍のＭＰ群）のみが特定のトラフィック（例えばＭＰ１５_FからＭＰ１５_Gへの）を送るか、または媒体へのアクセスのために自由にコンテンションする（例えばＭＰ１５_B、ＭＰ１５_D、ＭＰ１５_E、及びＭＰ１５_Fをコンテンションさせる）ことを可能とすることによって残りのＴＸＯＰ時間を利用できる。ＴＸＯＰの共通的な開放に対してのこの実施形態の利点は、媒体に対してコンテンションするＭＰの数が、それらのＮＡＶをＴＸＯＰに対して設定することができるＭＰの全体的な数より潜在的に少ないということである。このコンテンションする者の数がより少ないと言うことは、すべてのノードに対してＴＸＯＰを単純に開放することと比較して、統計的な利点をそれらに提供する。

したがってこの実施形態によると、このノードのサブセット（例えばＭＰ１５_B、ＭＰ１５_D、ＭＰ１５_E、及びＭＰ１５_F）が、データベース１８に格納されたＴＸＯＰ情報によって媒体にアクセスする。当業者が承知しているように、アクセスは、（１）順番に−予め定義された、または明示的な順序により；（２）コンテンション−媒体に対して通常にコンテンションして、または媒体により良くアクセスするために別のコンテンション／伝送パラメータ（例えばＩＦＳ、ＣＷＭｉｎ、ＣＷＭａｘ）を使用して；（３）特製コンテンション−送られるべきトラフィックの種別（例えばアクセス類型（Access Category）に関する）に依存する異なったコンテンション／伝送パラメータを使用して；または（４）それらの組み合わせにより、許可可能である。

本発明により提供される柔軟性により、残りのＴＸＯＰ時間の配分は、ある送信先に、例えば発信元ノード（例えばＭＰ１５_A）、別の特定のノード（例えばＭＰ１５_G）、またはネットワークにおける他の任意のノード（例えばＭＰ１５_N）に、限定することが可能である。

メッシュ型ネットワーク１０においては、好適な実施形態によると、明示的な信号、好ましくはＴＸＯＰの制御が渡された特定のＭＰを通知するためのパケット上のフラグ（例えばヘッダ）を使用して、ＲＤＧ（Reverse Direction Grant）に対する制御交換を獲得することが可能である。図３において、１つのＭＰからもう１つのＭＰへ送信されるパケット・データ・フレームの代表的形式が例証される。例証されるように、データ・フレーム中に拡張されたＭｅｓｈ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌヘッダ・フィールド２０が含まれ、そして該フィールド２０は逆方向シグナリングを具備する。図４は、本発明による「拡張されたｍｅｓｈ ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ」フィールドの代表的例証的形式である。図４において例証されるように、拡張されたｍｅｓｈ ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌフィールド２０は好ましくは、残りのＴＸＯＰを許可することを信号送出する、ＲＤＧ／Ｍｏｒｅ−ＰＰＤＵ（Physical layer Protocol Data Unit：物理層プロトコル・データ・ユニット）ビットならびに他のシグナリング及び予備ビット、制御されたブロードキャスト・フラッディング（broadcast flooding）を可能にするメッシュ型ｅ２ｅ信号系列、及び無限ループの可能性を排除するＴＴＬ（Time To Live：有効期間）を具備する。

図５を参照すると代替の実施形態において、ＴＸＯＰ所有者である発信元ＭＰが例えば、ＲＤＧシグナリング（ＲＤＧ／Ｍｏｒｅ−ＰＰＤＵ）を伝達するために、データ・フレームにおいて、好ましくはＲＤＧ／Ｍｏｒｅ−ＰＰＤＵビットならびに他のシグナリング及び予備ビットに加えて、新しい制御フィールド４０を追加することにより、媒体の制御に渡すことができる。

代替の実施形態によると、制御フィールド４０の存在が、ＲＤＧ／Ｍｏｒｅ−ＰＰＤＵビットが１に設定されて表され、そこでは制御フィールド４０は好ましくはＨＴ（high throughput：高スループット）制御フィールドであり、そして他のＨＴ制御シグナリングと共にＲＤＧ／Ｍｏｒｅ−ＰＰＤＵビットシグナリングを伝達する。表１においてＲＤＧ／Ｍｏｒｅ−ＰＰＤＵ Ｄａｔａビットの好ましい記述が詳しく説明される。

ＲＤＧ／Ｍｏｒｅ−ＰＰＤＵビットシグナリングに加えて、逆方向に送ることが可能なトラフィックの種別への制約を表す追加的フィールド／ビットを伴うことができる。例えばこのフィールド／ビットが０に設定される場合には、トラフィックの種別への制約はない（すなわち、アクセス優先度にかかわらず何れのトラフィック種別も送ることが可能である）。これに反して非ゼロ値は、好ましくは、逆方向に送ることが可能なトラフィックへの制約の種別を表す。単純な代表的な場合において、このビットが０に設定されると何れの送信も許容され、このビットが１に設定されると、例えば発信元のトラフィックの類型／種別と同一のトラフィックの類型／種別に送信が制約される。

上記の実施形態のそれぞれにおいて代替として、拡張されたｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ２０及び制御フィールド４０により、ＴＸＯＰの制御が渡されているＭＰのグループを特定することができる。

当業者は、上記の実施形態のそれぞれにおいて、それぞれの実施形態において開示された発明の目的から逸脱することなく、フィールドの発生順序を図に示された例とは異ならせることができることを理解すべきである。

さらに別の実施形態においては、制御交換のための明示的信号が、上記で開示されたようにＴＸＯＰの制御を渡す仕様を定める専用フレームである。

制御交換のための明示的信号の使用に対する代替の実施形態では、暗示的シグナリングを使用する。この実施形態によると、暗示的シグナリングはＭＰ１５のデータベースに格納された明確なルールを有し、それにより送信の終了の際に、かつある時間（例えばＤＩＦＳ（Distributed Coordination Function（ＤＣＦ）Interface Space））の後に、これらの明確なルールに基づき、ＴＸＯＰの制御が特定のＭＰまたはＭＰのグループに渡される。

Ｍｏｒｅ−ＰＰＤＵフラグを０に設定することによって、ＴＸＯＰ制御を発信元ＭＰに与え戻すこと、ＱｏＳ−Ｎｕｌｌデータ・フレーム（または、データ送信の終了を表す他の何れかの種別のフレーム）を送ることによってＴＸＯＰ制御を発信元ＭＰに与え戻すこと、または受信／応答側ＭＰによりＣＦ−Ｅｎｄフレームを送ることによってＴＸＯＰを終結させること（後述のように、隣接ＭＰ群からのＣＦ−Ｅｎｄフレームがこれに続く場合がある）、により受信／応答側ＭＰによる逆の送信を終了させることができる。

ＴＸＯＰの制御が発信元ＭＰに戻されるなら、発信元ＭＰはＴＸＯＰの終了までに、ＳＩＦＳ（Short Interframe Space）の後にデータを送信すること、またはＴＸＯＰを開放／打ち切りすることができる。

発信元ＭＰが逆方向許可を為した後にＰＩＦＳ（PCF Interframe Space）期間の間媒体が空きであることを検知した場合には、そのＴＸＯＰの継続期間において送信を開始することができる。

以下に開示されるように、ＴＸＯＰの制御を取り戻した後に発信元ＭＰがＣＦ−Ｅｎｄフレームを送信することにより（隣接ＭＰ群からのＣＦ−Ｅｎｄフレームが続く場合がある）、または受信／応答側ＭＰがＣＦ−Ｅｎｄフレームを送信することにより（隣接ＭＰ群からのＣＦ−Ｅｎｄフレームが続く場合がある）、逆方向のＴＸＯＰを終結させることができる。

発信元ＭＰが逆方向のためにリソースを効果的に配分するために、例えば最小、平均、及びピークのデータ速度、パケット・サイズ、及び遅延範囲を含む逆方向のトラフィック特性についての情報を利用可能であれば、使用することができる。そのようなトラフィック特性が利用可能でないか、またはトラフィックが性質上バースト的であれば、応答側ＭＰ（群）からのフィードバックを使用してリソースを配分することができる。

この実施形態により、利用可能なデータに基づく発信元ＭＰによる初期の逆方向の配分が十分でない場合には、応答側ＭＰはその配分の中で適合するデータを送信し、かつ送信されるべき残りのデータに対するリソース要求を行う。受信／応答側ＭＰが、ＱｏｓフレームのＱｏＳ制御フィールドの待ち行列サイズ・フィールドにおいてリソース要求／フィードバックを送ることが好ましい。あるいはまた受信／応答側ＭＰが、ＱｏｓフレームのＱｏＳ制御フィールドのＴＸＯＰ要求フィールドにおいてリソース要求／フィードバックを送ることができる。発信元ＭＰによる引き続く逆方向の配分は、受信／応答側ＭＰからのこのリソース要求／フィードバックに基づくことができる。

正確なリソース配分を行おうとするアテンプトにもかかわらず、ＴＸＯＰ期間が必要より多い状況においては、ＴＸＯＰを開放／打ち切りするための効率的機構が必要である。本発明の実施形態によると、ＣＦ−Ｅｎｄフレームは、ＭＰがメッシュＡＰであるか否かに関係なく、すべてのＭＰによって送信される。

従って、発信元または受信／応答側ＭＰは、ＣＦ−Ｅｎｄフレームを送信し、ＴＸＯＰを開放／打ち切りするか、または自身のＴＸＯＰを開放／打ち切りするか、または逆方向許可におけるデータ伝送の完了の後に自身のＴＸＯＰを開放／打ち切りする。他のＭＰがＣＦ−Ｅｎｄフレームを検出したときには、それぞれのＭＰは自身のＮＡＶをリセットする。ＣＦ−Ｅｎｄフレームを送信する発信元または受信／応答側ＭＰに対する１つまたは複数の隣接しているＭＰ群は、メッシュ型ネットワーク動作パラメータによって決定されるように、ＳＩＦＳ、ＰＩＦＳ、または他の何れかのＩＦＳの中でそれ自身のＣＦ−Ｅｎｄフレームを送信する。隣接しているＭＰ群によって１つのＣＦ−Ｅｎｄ伝送のみが許容され、ＣＦ−Ｅｎｄ伝送の「連鎖反応（chain-reaction）」が回避されることに注意するべきである。隣接ＭＰ群がＣＦ−Ｅｎｄフレームを受信したときに、隣接ＭＰ群がＣＦ−Ｅｎｄフレームを送信することをも許容することによって、隠れたノード／ＭＰ、及び関連する衝突に関する問題が削減される。

発信元ＭＰはまた、ＣＦ−Ｅｎｄフレームを送信し、逆方向許可の完了の後に自身のＴＸＯＰを開放／打ち切りすることができる。受信／応答側ＭＰからＱｏＳ−Ｎｕｌｌデータ・フレーム（または、データ伝送の終了を表す他の種別のフレーム）を受信した場合にも同様である。上記で開示されたように、発信元ＭＰはＣＦ−Ｅｎｄフレームを送信し、隣接しているＭＰ（群）によるＣＦ−Ｅｎｄフレームの送信が続く。

実施形態
１．無線メッシュ型ネットワークにおいて通信するための方法であって、
発信元ＭＰ（Mesh Point）にて、期間時間を含むＴＸＯＰを獲得するステップと、
前記発信元ＭＰによって使用された時間が前記期間時間に満たないときに、前記ＴＸＯＰの制御を別のＭＰと交換するステップと
含むことを特徴とする方法。

２．前記交換するステップが、前記ＴＸＯＰの制御が渡されていることをパケット中に表すステップをさらに含むことを特徴とする実施形態１に記載の方法。

３．前記パケットが拡張されたｍｅｓｈ ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌヘッダを含み、前記制御ヘッダが逆方向シグナリング情報を含むことを特徴とする実施形態２に記載の方法。

４．前記パケットが制御フィールドを含み、前記制御フィールドが、ＲＤＧ（Reverse Direction Grant）シグナリングを含むことを特徴とする実施形態２及び３の何れか一つに記載の方法。

５．前記制御フィールドがＲＤＧシグナリングとは別の制御シグナリングをさらに含むことを特徴とする実施形態４に記載の方法。

６．前記制御フィールドがＲＤＧ／Ｍｏｒｅ−ＰＰＤＵビットをさらに含み、前記ＲＤＧ／Ｍｏｒｅ−ＰＰＤＵビットが、逆方向で送ることが可能な情報の種別を表すことを特徴とする実施形態４に記載の方法。

７．前記ＲＤＧ／Ｍｏｒｅ−ＰＰＤＵビットがゼロであるときには、前記逆方向に関して制約がないことを特徴とする実施形態６に記載の方法。

８．前記交換するステップが、前記ＴＸＯＰの制御がＭＰ（Mesh Point）のグループに渡されていることをパケット中に表すステップをさらに含むことを特徴とする実施形態１〜７の何れか一つに記載の方法。

９．前記残りのＴＸＯＰの前記制御が、受信ＭＰに渡されることを特徴とする実施形態１〜８の何れか一つに記載の方法。

１０．前記受信ＭＰが、前記残りのＴＸＯＰの中で前記発信元ＭＰ以外のＭＰに前記パケットを送信することを特徴とする実施形態９に記載の方法。

１１．前記受信ＭＰが、前記発信元ＭＰから受信された前記パケットとは別のパケットを前記発信元ＭＰとは別のＭＰに送信することを特徴とする実施形態９に記載の方法。

１２．前記制御が前記発信元ＭＰに戻され、前記発信元ＭＰが、前記受信されたパケットとは別のパケットを、最初のパケットを受信した受信ＭＰとは別のＭＰへ送信することを特徴とする実施形態２〜１０の何れか一つに記載の方法。

１３．前記制御が前記受信ＭＰまたは前記発信元ＭＰとは別の応答側ＭＰに渡され、
前記応答側ＭＰが、前記発信元ＭＰからのパケットとは別のパケットを前記残りのＴＸＯＰの中で前記発信元ＭＰへ送信すること
を特徴とする実施形態２〜８及び１２の何れか一つに記載の方法。

１４．前記発信元ＭＰの１つまたは複数の隣接しているＭＰが、前記残りのＴＸＯＰに対してコンテンションすることを特徴とする実施形態２〜１３の何れか一つに記載の方法。

１５．前記１つまたは複数の隣接しているＭＰが、前記発信元ＭＰから１ホップＭＰ（Mesh Point）だけ離れていることを特徴とする実施形態１４に記載の方法。

１６．前記ＴＸＯＰの前記残り時間において前記受信ＭＰがＣＦ−Ｅｎｄ（Contention Free-End）フレームを送信することにより、前記受信ＭＰの逆の送信を終結させるステップをさらに含むことを特徴とする実施形態９〜１２及び１４〜１５の何れか一つに記載の方法。

１７．前記ＣＦ−Ｅｎｄフレームに続いて、前記受信ＭＰに隣接している１つまたは複数のＭＰからＣＦ−Ｅｎｄフレームが送信されることを特徴とする実施形態１６に記載の方法。

１８．逆方向ＴＸＯＰを終結するために、前記ＴＸＯＰの制御を受け取り戻した後に前記発信元ＭＰがＣＦ−Ｅｎｄフレームを送信するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態１３〜１５の何れか一つに記載の方法。

１９．前記ＣＦ−Ｅｎｄフレームに続いて、前記発信元ＭＰに隣接している１つまたは複数のＭＰからＣＦ−Ｅｎｄフレームが送信されることを特徴とする実施形態１８に記載の方法。

２０．前記ＴＸＯＰにおける前記残り時間の前記使用を終結するために、前記発信元ＭＰがＣＦ−Ｅｎｄフレームを送信するステップをさらに含むことを特徴とする実施形態９〜１２及び１４〜１５の何れか一つに記載の方法。

２１．前記ＣＦ−Ｅｎｄフレームに続いて、前記発信元ＭＰに隣接している１つまたは複数のＭＰからＣＦ−Ｅｎｄフレームが送信されることを特徴とする実施形態２０に記載の方法。

２２．無線通信システムにおいてＭＰ（Mesh Point）として構成された無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）であって、
期間時間を含むＴＸＯＰを獲得し、使用された前記ＴＸＯＰ時間が前記期間時間に満たないときに、前記システムにおける別のＭＰと前記ＴＸＯＰの制御を交換する処理装置を備えたことを特徴とする無線送受信ユニット。

２３．前記処理装置が、前記ＴＸＯＰの制御が渡されていることをパケットにおいて表すことを特徴とする実施形態２２に記載の無線送受信ユニット。

２４．前記パケットが拡張されたｍｅｓｈ ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌヘッダを含み、前記制御ヘッダが、逆方向シグナリング情報を含むことを特徴とする実施形態２３に記載の無線送受信ユニット。

２５．前記パケットが制御フィールドを含み、前記制御フィールドが、ＲＤＧ（Reverse Direction Grant）シグナリングを含むことを特徴とする実施形態２４に記載の無線送受信ユニット。

２６．前記制御フィールドが、ＲＤＧシグナリングとは別の制御シグナリングをさらに含むことを特徴とする実施形態２５に記載の無線送受信ユニット。

２７．前記制御フィールドが、ＲＤＧ／Ｍｏｒｅ−ＰＰＤＵビットをさらに含み、前記ＲＤＧ／Ｍｏｒｅ−ＰＰＤＵビットが、逆方向に送出可能な情報の種別を表すことを特徴とする実施形態２５に記載の無線送受信ユニット。

２８．前記ＲＤＧ／Ｍｏｒｅ−ＰＰＤＵビットがゼロであるときには、前記逆方向に関して制約がないことを特徴とする実施形態２７に記載の無線送受信ユニット。

２９．前記処理装置が、前記ＴＸＯＰの制御がＭＰ（Mesh Point）のグループに渡されていることをパケットにおいて表すことを特徴とする実施形態２２に記載の無線送受信ユニット。

３０．前記残りのＴＸＯＰの前記制御が、受信ＭＰに渡されることを特徴とする実施形態２３〜２９の何れか一つに記載の無線送受信ユニット。

３１．前記処理装置が、前記ＴＸＯＰの使用を終結するためにＣＦ−Ｅｎｄ（Contention Free-End）フレームを送信することを特徴とする実施形態２２〜３０の何れか一つに記載の無線送受信ユニット。

３２．前記ＣＦ−Ｅｎｄフレームに続いて、１つまたは複数の隣接しているＭＰからＣＦ−Ｅｎｄフレームが送信されることを特徴とする実施形態３１に記載の無線送受信ユニット。

３３．前記処理装置が、前記ＴＸＯＰ使用法の構成を格納するためのデータベースを備えたことを特徴とする実施形態２２〜３２の何れか一つに記載の無線送受信ユニット。

３４．前記構成が、ＴＸＯＰ制御がどこに渡されるかを定義するルールを含むことを特徴とする実施形態３３に記載の無線送受信ユニット。

本発明の特徴及び要素が好適な実施形態において特定の組み合わせにて記述されているが、それぞれの特徴または要素は、好適な実施形態の他の特徴及び要素なしで単独にて、または本発明の他の特徴及び要素のあるなしにかかわらず、様々な組み合わせにて使用可能である。本発明において提供された方法またはフロー図は、汎用コンピュータまたは処理装置による実行のための、コンピュータにて読み込み可能な記憶媒体にて実体的に具現化されたコンピュータ・プログラム、ソフトウェア、またはファームウェアにて実施することができる。コンピュータにて読み込み可能な記憶媒体の例としては、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、レジスタ、キャッシュ・メモリ、半導体記憶デバイス、内蔵ハード・ディスク及び着脱可能ディスクなどの磁気媒体、磁気−光学媒体、ならびにＣＤ−ＲＯＭディスク及びＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などの光学媒体が含まれる。

適切な処理装置の例としては、汎用目的処理装置、専用目的処理装置、従来の処理装置、ＤＳＰ（Digital Signal Processor：デジタル信号処理装置）、複数のマイクロ処理装置、ＤＳＰコアに関連付けられた１つまたは複数のマイクロ処理装置、制御装置、マイクロ制御装置、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）回路、他の何れかの種別のＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）、及び／または状態マシンが含まれる。

ＷＴＲＵ（Wireless Transmit Receive Unit）、ＵＥ（User Equipment）、端末、基地局、ＲＮＣ（Radio Network Controller：無線ネットワーク制御装置）、または任意のホスト・コンピュータにおいて使用するための無線周波数送受信機を実施するために、ソフトウェアに関連付けられた処理装置を使用することができる。ＷＴＲＵは、ハードウェア及び／またはソフトウェアにて実施され、カメラ、ビデオカメラ・モジュール、テレビ電話、スピーカフォン、振動デバイス、スピーカ、マイクロホン、テレビ送受信機、ハンズフリー受話器、キーボード、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール、ＦＭ（Frequency Modulated：周波数変調）された無線ユニット、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶）表示装置、ＯＬＥＤ（Organic Light-Emitting Diode：有機発光ダイオード）表示ユニット、デジタル音楽プレーヤ、メディア・プレーヤ、テレビゲーム・プレーヤ・モジュール、インターネット・ブラウザ、及び／または任意のＷＬＡＮ（無線ＬＡＮ）モジュールなどのモジュールと連動して使用することができる。

代表的な無線メッシュ型構造の図である。 本発明に係る処理を実行する複数のメッシュノードを示す機能図である。 本発明に係るフレーム・フォーマット・ヘッダを示す図である。 本発明に係るフレーム・ヘッダにおける代表的フィールドを示す図である。 本発明の代替の実施形態に係るフレーム形式ヘッダを示す図である。

Claims (34)

1. 無線メッシュ型ネットワークにおいて通信するための方法であって、
   発信元ＭＰ（Mesh Point）にて、期間時間を含むＴＸＯＰを獲得するステップと、
   前記発信元ＭＰによって使用された時間が前記期間時間に満たないときに、前記ＴＸＯＰの制御を別のＭＰと交換するステップと
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記交換するステップが、前記ＴＸＯＰの制御が渡されていることをパケット中に表すステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記パケットが拡張されたｍｅｓｈ ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌヘッダを含み、前記制御ヘッダが逆方向シグナリング情報を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記パケットが制御フィールドを含み、前記制御フィールドが、ＲＤＧ（Reverse Direction Grant）シグナリングを含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記制御フィールドがＲＤＧシグナリングとは別の制御シグナリングをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記制御フィールドがＲＤＧ／Ｍｏｒｅ−ＰＰＤＵ（Physical layer Protocol Data Unit：物理層プロトコル・データ・ユニット）ビットをさらに含み、前記ＲＤＧ／Ｍｏｒｅ−ＰＰＤＵビットが、逆方向で送ることが可能な情報の種別を表すことを特徴とする請求項４に記載の方法。
7. 前記ＲＤＧ／Ｍｏｒｅ−ＰＰＤＵビットがゼロであるときには、前記逆方向に関して制約がないことを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記交換するステップが、前記ＴＸＯＰの制御がＭＰのグループに渡されていることをパケット中に表すステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記残りのＴＸＯＰの前記制御が、受信ＭＰに渡されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
10. 前記受信ＭＰが、前記残りのＴＸＯＰの中で前記発信元ＭＰ以外のＭＰに前記パケットを送信することを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記受信ＭＰが、前記発信元ＭＰから受信された前記パケットとは別のパケットを前記発信元ＭＰとは別のＭＰに送信することを特徴とする請求項９に記載の方法。
12. 前記制御が前記発信元ＭＰに戻され、前記発信元ＭＰが、前記受信されたパケットとは別のパケットを、最初のパケットを受信した受信ＭＰとは別のＭＰへ送信することを特徴とする請求項３に記載の方法。
13. 前記制御が前記受信ＭＰまたは前記発信元ＭＰとは別の応答側ＭＰに渡される、
    前記応答側ＭＰが、前記発信元ＭＰからのパケットとは別のパケットを前記残りのＴＸＯＰの中で前記発信元ＭＰへ送信することを特徴とする請求項３に記載の方法。
14. 前記発信元ＭＰの１つまたは複数の隣接しているＭＰが、前記残りのＴＸＯＰに対してコンテンションすることを特徴とする請求項３に記載の方法。
15. 前記１つまたは複数の隣接しているＭＰが、前記発信元ＭＰから１ホップＭＰだけ離れていることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 前記ＴＸＯＰの前記残り時間において前記受信機ＭＰがＣＦ−Ｅｎｄ（Contention Free-End）フレームを送信することにより、前記受信ＭＰの逆の送信を終結させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
17. 前記ＣＦ−Ｅｎｄフレームに続いて、前記受信ＭＰに隣接している１つまたは複数のＭＰからＣＦ−Ｅｎｄフレームが送信されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 逆方向ＴＸＯＰを終結するために、前記ＴＸＯＰの制御を受け取り戻した後に前記発信元ＭＰがＣＦ−Ｅｎｄフレームを送信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
19. 前記ＣＦ−Ｅｎｄフレームに続いて、前記発信元ＭＰに隣接している１つまたは複数のＭＰからＣＦ−Ｅｎｄフレームが送信されることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
20. 前記ＴＸＯＰにおける前記残り時間の前記使用を終結するために、前記発信元ＭＰがＣＦ−Ｅｎｄフレームを送信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
21. 前記ＣＦ−Ｅｎｄフレームに続いて、前記発信元ＭＰに隣接している１つまたは複数のＭＰからＣＦ−Ｅｎｄフレームが送信されることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
22. 無線通信システムにおいてＭＰ（Mesh Point）として構成された無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）であって、
    期間時間を含むＴＸＯＰを獲得し、使用された前記ＴＸＯＰ時間が前記期間時間に満たないときに、前記システムにおける別のＭＰと前記ＴＸＯＰの制御を交換するための処理装置を備えたことを特徴とする無線送受信ユニット。
23. 前記処理装置が、前記ＴＸＯＰの制御が渡されていることをパケットにおいて表すことを特徴とする請求項２２に記載の無線送受信ユニット。
24. 前記パケットが拡張されたｍｅｓｈ ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌヘッダを含み、前記制御ヘッダが、逆方向シグナリング情報を含むことを特徴とする請求項２３に記載の無線送受信ユニット。
25. 前記パケットが制御フィールドを含み、前記制御フィールドが、ＲＤＧ（Reverse Direction Grant）シグナリングを含むことを特徴とする請求項２４に記載の無線送受信ユニット。
26. 前記制御フィールドが、ＲＤＧシグナリングとは別の制御シグナリングをさらに含むことを特徴とする請求項２５に記載の無線送受信ユニット。
27. 前記制御フィールドが、ＲＤＧ／Ｍｏｒｅ−ＰＰＤＵ（Physical layer Protocol Data Unit：物理層プロトコル・データ・ユニット）ビットをさらに含み、前記ＲＤＧ／Ｍｏｒｅ−ＰＰＤＵビットが、前記逆方向に送出可能な情報の種別を表すことを特徴とする請求項２５に記載の無線送受信ユニット。
28. 前記ＲＤＧ／Ｍｏｒｅ−ＰＰＤＵビットがゼロであるときには、前記逆方向に関して制約がないことを特徴とする請求項２７に記載の無線送受信ユニット。
29. 前記処理装置が、前記ＴＸＯＰの制御がＭＰのグループに渡されていることをパケットにおいて表すことを特徴とする請求項２２に記載の無線送受信ユニット。
30. 前記残りのＴＸＯＰの前記制御が、受信ＭＰに渡されることを特徴とする請求項２３に記載の無線送受信ユニット。
31. 前記処理装置が、前記ＴＸＯＰの使用を終結するためにＣＦ−Ｅｎｄ（Contention Free-End）フレームを送信することを特徴とする請求項２２に記載の無線送受信ユニット。
32. 前記ＣＦ−Ｅｎｄフレームに続いて、１つまたは複数の隣接しているＭＰからＣＦ−Ｅｎｄフレームが送信されることを特徴とする請求項３１に記載の無線送受信ユニット。
33. 前記処理装置が、前記ＴＸＯＰ使用法の構成を格納するためのデータベースを備えたことを特徴とする請求項２２に記載の無線送受信ユニット。
34. 前記構成が、ＴＸＯＰ制御がどこに渡されるかを定義するルールを含むことを特徴とする請求項３３に記載の無線送受信ユニット。

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