JP2010537543A

JP2010537543A - 複数個の競争アクセス区間のためのシステム及びその方法

Info

Publication number: JP2010537543A
Application number: JP2010521777A
Authority: JP
Inventors: シン，ハルキラート; シン，シャンピン; シャオ，ファイ−ロン; ゴ，チウ
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2007-08-20
Filing date: 2008-08-19
Publication date: 2010-12-02
Also published as: US8917675B2; KR20100059804A; EP2181510A1; WO2009025480A1; US20090052389A1; CN101785216A

Abstract

複数の競争アクセス区間のためのシステム及び方法が開示される。一実施形態で、無線通信のためのシステムは、複数のスーパーフレームの間、複数の無線デバイス間の無線伝送をスケジューリングするように構成された調整子を含む。このとき、そのスーパーフレームのうち少なくとも一つは、少なくとも１つの任意アクセス技術を介して、その調整子がその無線デバイスから一つ以上のデータパケットを受信するように構成された区間を含み、その区間は、相互間に重ならないように、複数のサブ区間に分割され、調整子は、少なくとも第１サブ区間の間、パラメータに係わる第１値を有する第１データパケットと、第２サブ区間の間そのパラメータに係わる第２値を有する第２データパケットとを受信するように構成され、そのパラメータに係わる第１値と第２値は、互いに異なる。

Description

本発明は無線通信に係り、特に、無線ネットワークでの任意アクセス技術（random access schemes）に関する。

無線通信は、一般的に、電子通信ネットワーク（telecommunications network）と関連するが、その通信ディバイス間の相互連結は、有線網（wires）を使用せずに具現される。無線電子通信ネットワークは、ある種の遠隔情報伝送システムでもって具現されるが、かような遠隔情報伝送システムは、キャリア（carrier）のための、ラジオ波のような電磁波を利用する。かかる具現は、ネットワークの物理階層（physical layer）で発生する。

無線パーソナル・エリア・ネットワーク（ＷＰＡＮ：wireless personal area network）は、コンピュータ、携帯端末機、個人携帯情報端末機、デジタルカメラ、テレビ、メディアプレーヤのような複数個のディバイスでの通信のために利用される無線ネットワークである。ブルートゥースやＷＡＩＥＥＥ８０２．１５のような数多くのネットワーク通信のための標準が最近になって開発されている。

本発明の実施形態は、１つのスーパーフレーム以内に、複数の競争アクセス区間を有するための方法及び装置を提供するためのものである。

本発明の一側面は、無線通信のためのシステムであって、前記システムは、複数のスーパーフレーム間複数の無線デバイスでの無線伝送をスケジューリングするように構成された調整子を含み、前記スーパーフレームのうち少なくとも一つは、少なくとも１つの任意アクセス技術（random access scheme）を介し、前記調整子が、前記無線デバイスから一つ以上のデータパケットを受信するように構成された区間（period）を含み、前記区間は、相互間に重ならないように、複数のサブ区間に分割され、前記調整子は、少なくとも第１サブ区間の間、パラメータに係わる第１値を有する第１データパケットと、第２サブ区間の間、前記パラメータに係わる第２値を有する第２データパケットとを受信するように構成され、前記パラメータに係わる第１値と第２値は、互いに異なる。

本発明の他の側面は、無線通信のための電子装置であって、前記電子装置は、競争アクセス区間が、複数の重ならないサブ競争アクセス区間を含むとき、複数のスーパーフレームのうち、少なくとも一つでの前記競争アクセス区間の間、調整子にデータパケットを無線で伝送するように構成された送信機と、前記複数のサブ競争アクセス区間についての情報を受信するように構成される受信機とを含み、前記送信機は、前記受信された情報に少なくとも部分的に基づいて、複数のサブ競争アクセス区間のうち、一つ以上の区間の間、前記データパケットを伝送するようにさらに構成される。

本発明のさらに他の側面は、無線ネットワークでの無線通信のための方法であり、前記無線通信方法は、スーパーフレームが競争アクセス区間を含み、前記競争アクセス区間が、第１サブ競争アクセス区間と少なくとも第２サブ競争アクセス区間とを含むとき、前記スーパーフレームでの第１サブ競争アクセス区間の間、パラメータに係わる第１値を有する第１データパケットを受信する段階と、前記第２サブ競争アクセス区間の間、前記パラメータに係わる第２値を有する第２データパケットを受信する段階とを含み、前記パラメータに係わる前記第１値及び前記第２値は、相異なる。

本発明のさらに他の側面は、データを無線で伝送する方法であって、前記伝送方法は、競争アクセス区間が重ならない複数のサブ競争アクセス区間を含むとき、複数のスーパーフレームのうち、少なくとも一つでの前記競争アクセス区間の間、データパケットを調整子に伝送する段階と、前記複数のサブ競争アクセス区間についての情報を受信する段階とを含み、前記データパケットは、前記複数のサブ競争アクセス区間についての情報に少なくとも部分的に基づき、前記複数のサブ競争アクセス区間のうち、一つ以上の区間の間に伝送される。

競争アクセス区間を数多くのサブ競争アクセス区間に分割することによって、数多くの長所が生じる。デバイス調整子があらゆる競争アクセス区間を介してあらゆる方向からデータパケットを受信することができるようにするために、多くのオーバーヘッド（overhead）が必要である。それぞれのＣＡＰ（contention access period）がデバイス調整子の異なる方向に対応するとき、ＣＡＰをサブ−ＣＡＰに分割することによって、さらに少ないハードウェア（less hardware）で同じ機能性を達成できる。同様に、全体ＣＡＰの間、複数の変調及びコーディング方式のデータパケットを受信することができるようにするために、コンピュータ処理オーバーヘッドが必要である。それぞれのサブＣＡＰが異なる変調及びコーディング方式に対応するとき、ＣＡＰをサブＣＡＰに分割することによって、処理が減って電力が節約される。

いくつかの実施形態で、ＣＡＰをサブＣＡＰに分割することは、任意アクセス技術を使用する間の衝突可能性を減らせる。これは、チャンネルの処理量を増加させ、短時間にさらに多くのデータ伝送を許容する。

アクセスポイントを利用した例示的な無線ＬＡＮの構成を図示したブロック図である。本発明のシステム及び方法の一実施形態による例示的な無線ＬＡＮシステムの機能的のブロック図である。方向性アンテナ及び／または全方向アンテナを有する調整子と無線デバイスとを含む、無線ネットワークの一実施形態に係わる機能的なブロック図である。方向性アンテナ及び／または全方向アンテナを有する調整子と無線デバイスとを含む、無線ネットワークの他の実施形態に係わる機能的なブロック図である。本発明の一実施形態による複数のスーパーフレームを含むタイムラインである。本発明の他の実施形態による複数のスーパーフレームを含むタイムラインである。本発明の一実施形態による、サブ競争アクセス区間のためのパラメータを動的に変更する方法を図示したフローチャートである。

本発明の一実施形態は、１つのスーパーフレーム以内に、複数の競争アクセス区間を有するための方法及びシステムを提供する。

以下の詳細な説明は、本願発明の特定の例示的実施形態について説明するものである。しかし、本願発明は、請求項によって定義されて保護されるところによって、多様な方法によって具現されうる。この説明では、図面での参照番号が同じパートは、同じ番号として指定されるものである。

システム概要
無線ネットワークの例示的な実施形態について記述する。その実施形態は、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ：wireless local area network）を背景として記述する。しかし、当業者は、その実施形態が異なった類型の無線ネットワークに適応されうるということを認めるであろう。図１は、アクセスポイント１０１を利用した例示的なＷＬＡＮ構成（configuration）１００を図示したブロック図である。例示的なＷＬＡＮ構成１００は、少なくとも１つのアクセスポイント１０１と、少なくとも１つのステーション１０３とを含む。その例示的なＷＬＡＮで、ステーション１０３は、無線クライアントを含む。そのアクセスポイント１０１はｍ無線ステーション１０３をＷＬＡＮに連結させるデバイスである。アクセスポイント基盤トポロジで、そのアクセスポイント１０１は、有線（例えば、イーサネット（登録商標）またはトークンリング）または無線バックボーン１０５に連結され、有線または無線のバックボーンを介して、トラフィックをルーティングする。ＷＬＡＮで、アクセスポイント１０１は、無線ステーション１０３がＷＬＡＮ１００の他の有線または無線のステーションと通信させる。アクセスポイント１０１がＩＥＥＥ８０２．１１プロトコルを支援する実施形態もある。

調整子は、無線チャンネル時間を複数個の区間に分割し、その時間の区間の間、特定のデバイス間の通信をスケジューリングすることによって、自体と他のデバイスとの間のデータを調整する役割を行う。その調整子は、例えば、テレビ、セットトップボックス、パソコン（ＰＣ）、ラップトップ・コンピュータ、または専用制御ボックスでありうる。

無線ステーション１０３は、圧縮または非圧縮のビデオ、またはオーディオのソースになりうる。無線ステーション１０３の例示は、デスクトップ・コンピュータ、ラップトップ・コンピュータ、セットトップボックス、ＤＶＤプレーヤまたはレコーダ、ＶＣＲ（video cassette recorder）、オーディオプレーヤ、デジタルカメラ、カムコーダなどを含む。コンテンツが、保護されたコンテンツ（protected content）でありうる実施形態もある。

図２は、例示的なＷＬＡＮネットワーク・システム２００を図示した一般化されたブロック図である。例示的なＷＬＡＮシステム２００は、無線送信機２０２と無線受信機２０４とを含む。図２に図示されたＷＬＡＮシステム２００が、ＩＥＥＥ８０２．１１スタック（stack）を示す実施形態もある。送信機２００は、物理（ＰＨＹ）階層２０６、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）階層２０８、上位階層２１０及び少なくとも１つのアンテナを含む。同様に、受信機２０４も、ＰＨＹ階層２１４、ＭＡＣ階層２１６、上位階層２１８及び少なくとも１つのアンテナを含む。ＰＨＹ階層２０６，２１４が無線周波数（ＲＦ：radio frequency）モジュール２０７，２１７を含む実施形態もある。ＰＨＹ階層２０６，２１４は、ＲＦモジュール２０７，２１７と少なくとも１つのアンテナとを経由し、無線媒体２０１を介して、送信機２０２と受信機２０４との無線通信を提供する。ＭＡＣ階層２０８，２１６は、図１のＷＬＡＮ１００のようなマルチポイント・ネットワーク内で、いくつかののネットワークノードに通信させるアドレシング（addressing）及びチャンネルアクセス制御を提供する。

上位階層２１０，２１８は、ＭＡＣ階層２０８，２１６それぞれより上位の、少なくとも１層の階層を示し、コマンド及び／またはデータメッセージをＭＡＣ階層に伝送する。特定の実施形態（例えば、ＯＳＩまたはＴＣＰ／ＩＰモデル）で、上位階層２１０，２１８は、ネットワーク階層を含む。ネットワーク階層が、ソースから目的地にデータパケットをルーティングする基本的な作業を行うＩＰプロトコルを含む実施形態もある。また、上位階層２１０，２１８が、伝送階層とアプリケーション階層とをさらに含む実施形態（例えば、５階層のＴＣＰ／ＩＰモデル）もある。さらにまた、上位階層２１０，２１８が伝送階層とアプリケーション階層とに加え、セッション階層と表現層をさらに含むことができる実施形態（例えば、７階層のＴＣＰ／ＩＰモデル）もある。

無線送信機２０２で、上位階層２１０は、データ（例えば、テキスト、グラフィックまたはオーディオデータ）及び／またはコマンド・メッセージをＭＡＣ階層２０８に提供する。ＭＡＣ階層２０８が、データ及び／またはコマンド・メッセージを少なくとも１つのデータパケット状にするパケット化モジュール（図示せず）を含むことができる実施形態もある。次に、ＭＡＣ階層２０８は、データパケットをＰＨＹ階層２０６に伝送する。送信機２０２のＰＨＹ／ＭＡＣ階層は、データパケットに、ＰＨＹヘッダとＭＡＣヘッダとを付加する。ＰＨＹ階層２０６は、そのデータパケットを含む無線信号をＲＦモジュール２０７を経て、無線チャンネル２０１を介して受信機２０４に伝送する。

無線受信機２０４で、ＰＨＹ階層２１４は、ＲＦモジュール２１７を介して、そのデータパケットを含む伝送された無線信号を受信する。ＰＨＹ階層２１４とＭＡＣ階層２１６は、次にその受信されたデータパケットを処理し、少なくとも１つのデータ／コマンド・メッセージを抽出する。その抽出されたデータ／コマンド・メッセージは、上位階層２１８に伝送されるが、そのメッセージは、（テキストまたはグラフィックとして）出力されたり、（オーディオとして）再生されたりするために、さらに処理され、かつ／または他のモジュールまたはデバイスに伝送される。

分割された競争アクセス区間を採用した無線ネットワーク
無線ネットワークは、一般的に無線チャンネルを介して、相互間に通信を行う複数個のデバイスを含む。ある従来の任意のアクセスチャンネル（random access channel）を採用した無線ネットワークでは、データに係わるパケットの伝送を願うそれぞれのデバイスは、任意の時間に伝送する。少なくとも１つのデバイスが同時にパケットを伝送すれば、衝突が起こり、ほとんどの場合、その２つの情報いずれに係わるパケットも失われうる。衝突が発生すれば、失われたそれぞれのパケットは、他の任意の時間に送信装置によって再伝送される。

ある従来の無線ネットワークは、かような衝突を避けるために、時間分割多重接続（time division multiple access）技術を使用する。ある無線ネットワークは、無線デバイス間の伝送を調整するように構成された調整子を含む。かような無線ネットワークは、複数個のスーパーフレームに分割されたタイムラインを採用でき、それぞれのスーパーフレームは、ビーコン（beacon）区間と、そのビーコン区間に続く競争アクセス区間（ＣＡＰ：contention access period）とを含む。その調整子は、デバイスに同期化情報（synchronization information）を提供するために、ビーコン区間の間、無線デバイスにビーコン信号を伝送できる。そのデバイスは、競争アクセス区間の間、その調整子にデータパケットを伝送できる。

その同一の競争アクセス区間の間、２個以上の無線デバイスがその調整子にパケットを伝送しようとする試みを行うとき、相互間のデータパケットの伝送が重なることになれば、衝突が発生する。かような衝突が発生すれば、そのデバイスは、それと同一な競争アクセス区間、または後続する競争アクセス区間の間、そのデータパケットを再伝送する必要がある。かような伝送衝突は、その無線ネットワークの全体性能を低下させうる。従って、競争アクセス区間の間の伝送衝突を最小化できる技術の必要性が存在する。

一実施形態として、無線ネットワークは、調整子と複数個の無線デバイスとを含む。その無線ネットワークは、複数個のスーパーフレームに分割されたタイムラインを採用できる。それぞれのスーパーフレームは、さらに分割され、ビーコン区間、競争アクセス区間、及び非競争区間を含むことができる。ビーコン区間の間、その調整子は、デバイスにビーコンを伝送し、例えば、無線デバイス間の同期化を行って伝送をスケジューリングする。競争アクセス区間の間、そのデバイスは、任意アクセス技術（random access schemes）を利用して調整子に伝送する。それぞれの競争アクセス区間は、複数個のサブ競争アクセス区間（sub-contention access periods）にさらに分割されうる。それぞれのサブ競争アクセス区間の間、調整子は、無線デバイスから少なくとも１つのパラメータを含むデータパケットを受信する。パラメータは、これに限定されるものではなく、方向、任意アクセスモード、及び変調並びにコーディング技術（ＭＣＳ：modulation and coding scheme）を含む。少なくとも１つのパラメータは、サブ競争アクセス区間ごとに異なりうる。

図３Ａを参照し、以下、本発明の一実施形態による、調整子と無線デバイスとを含む無線ネットワークについて説明する。図３Ａに図示されたネットワーク３００Ａは、調整子３２０と、第１デバイスないし第３デバイス３３０，３４０，３５０とを含む。調整子３２０と第１デバイスないし第３デバイス３３０，３４０，３５０は、多様なパラメータを利用できるが、そのパラメータは、限定されるものではないが、多様な方向、多様な変調並びにコーディング、多様なプロトコル、多様な任意アクセス技術及び多様な周波数バンドを含む。

調整子３２０は、無線の伝送及び受信のためのセクタアンテナ（sector antenna）を含む。そのセクタアンテナは、複数個のセクタ３２１を含み、それぞれのセクタは、データの伝送または受信のための多様な方向を示す。調整子３２０は、セクタを選択し、それと共に、セクタが選択されれば、その方向にデータの伝送または受信を行うことができる。調整子３２０は、そのセクタアンテナのそれぞれのセクタを利用し、方向的な伝送を行う。しかし、複数個のセクタ３２１を利用することによって、調整子３２０が、全方向伝送（omni-directional transmission）を摸倣できる実施形態もある。また、調整子３２０が、全方向アンテナを含むことができる実施形態もある。

それぞれのデバイス３３０，３４０，３５０は、方向性（directional）伝送能及び／または全方向伝送能を有することができる。一実施形態として、デバイスは、ほぼ５７ＧＨｚから６４ＧＨｚ近辺の周波数と、１０ｍまでの範囲（range）とを有するチャンネルを利用し、方向性伝送を行うことができる。

第１デバイス３３０は、全方向伝送及び受信を利用できる。第２デバイス３４０は、調整子３２０より多くのセクタ、または少ないセクタを有するセクタ化されたアンテナ（sectored antenna）を利用できる。また、第３デバイス３５０は、その調整子３２０と同じ個数のセクタを有するセクタアンテナを利用できる。第１デバイスないし第３デバイス３３０，３４０，３５０は、テレビ、デスクトップ・コンピュータ、ラップトップ・コンピュータ、セットトップボックス、ＤＶＤプレーヤまたはレコーダ、ＶＣＲ、オーディオプレーヤ、デジタルカメラ、カムコーダ、ゲームデバイス、またはコンピュータ周辺機器でありうる。このとき、コンピュータ周辺機器は、マウス、キーボード、プリンタまたはスキャナでありうる。

方向性伝送で、調整子３２０または少なくとも１つのデバイスは、ビームフォーミングを利用することもできる。非対称アンテナシステム（ＡＡＳ：asymmetric antenna system）が調整子、または少なくとも１つのデバイスによって採用されて、それによって、多様な伝送方向及び受信方向の集合がもたらされる実施形態もある。

図３Ｂは、調整子と無線デバイスとを含む無線ネットワークの他の実施形態に係わる機能的なブロック図である。図３Ｂに図示されたネットワーク３００Ｂは、調整子３６０と、第１デバイスないし第３デバイス３７０，３８０，３９０とを含む。この実施形態で、全方向アンテナを使用する第１デバイス３７０と、方向性アンテナ３９０を使用する第３デバイス３９０は、いずれもデバイス調整子３６０に対して同じ方向３６１に位置する。この実施形態で、第２デバイス３８０は、方向性アンテナを使用するが、第１デバイス３７０と第３デバイス３９０とを比較するとき、デバイス調整子３６０に対して異なる方向に位置する。

図３Ａ及び図３Ｂと関連して、前述のネットワークは、複数個のスーパーフレーム時間区間に時間を分割し、情報を伝送して受信することによって動作できる。図４Ａは、本発明の一実施形態る、複数個のスーパーフレーム４１０に分割された時間に係わる図である。それぞれのスーパーフレーム４１０は、ビーコン区間４２０、競争アクセス区間（ＣＡＰ）４２２、及びチャンネル時間アクセス区間（ＣＴＡＰ）４２４にさらに分割されうる。当業者は、ネットワークのデザインによって、前記スーパーフレームが他の適切な区間を有することができることを認めるであろう。

そのビーコン区間４２０の間、図３Ａの調整子３２０のような調整子は、図３Ａのデバイス３３０，３４０，３５０のような無線デバイスにビーコンを伝送する。ビーコンは、例えば、その調整子についての情報、またはそのスーパーフレームの分割（partitioning）についての情報のようなそのネットワークについての情報を含むことができる。ビーコンはまた、そのネットワークのデバイスについての予約スケジュール情報を含むことができる。ビーコンは、全方向、または少なくとも１つの特定の方向に伝送されうる。ビーコンは、数多くの変調及びコーディング方式のうち、いずれの技術を利用しても伝送でき、ＯＦＤＭ（orthogonal frequency division multiplexing）とシングルキャリア伝送とを含む数多くの物理階層伝送技術のうち、いずれの技術を利用しても伝送できる。

ビーコンは、いかなるデバイスでもそのビーコンを受信して解釈できるように、ブロードキャスティングされもし、またはそのビーコンは、特定のデバイスに伝送されもする。そのビーコン区間４２０内に伝送されたビーコンが同じ大きさを有する必要がないために、伝送するのに同じ長さの時間がかかる必要もない。ビーコン区間４２０は、サブビーコン区間に分割され、ビーコンは、それぞれのサブビーコン区間の間、調整子によって伝送されうる。

図４Ａの実施形態では、そのビーコンが共通モード区間（common mode period）４３０と、複数個の方向性伝送区間４３２ａないし４３２ｃとを含むことができる。調整子は、全方向性ビーコンを、例えば、その共通モード区間４３０の間、ブロードキャスティングできる。そのビーコンは、ネットワークについての情報、またはスーパーフレーム分割についての情報を含むことができる。

調整子は、方向性ビーコンを第１方向に、第１方向性伝送区間４３２ａの間に伝送できる。その方向性ビーコンは、以下で記述するように、その方向にあるデバイスが競争アクセス区間４２２の間、チャンネルに任意にアクセスしなければならないときのようなスーパーフレーム分割についての情報を含むことができる。方向性ビーコンは、１つのスーパーフレームでの複数個の方向性伝送区間４３２ａないし４３２ｃ間、数多くの方向に伝送できる。他の実施形態では、ただただ１つの方向性ビーコンが１つのスーパーフレームの間、一方向に伝送されるために、方向性ビーコンがそれぞれの方向に伝送される前に、伝送されねばならない数多くのスーパーフレームが必要である。

方向性ビーコンは、デバイスの予約スケジュール情報を含むことができる。予約情報スケジュールは、チャンネル時間アクセス区間（ＣＴＡＰ）４２４の間、調整子とデバイスとがいつデータを交換できるかについての情報を含むことができる。当業者は、無線ネットワークによって、前述のビーコンは変形されたり省略され、他の類型のビーコンが追加されうるということを認めることができるであろう。

競争アクセス区間（ＣＡＰ）４２２の間、無線デバイスは、調整子に結合要請を伝送することによって、その調整子にそれ自体を知らせる。その結合要請に応答し、その調整子は、後続するスーパーフレームのＣＴＡＰの間、そのデバイスとの通信のために時間を予約でき、ビーコン区間４２０の間、そのデバイスに係わる予約を示す情報を伝送できる。

その無線チャンネルは、その競争アクセス区間４２２の間、任意アクセスチャンネルでありうる。そのネットワークで、限定されるものではないが、slotted Aloha、ＣＳＭＡ（carrier sense multiple access）、ＣＳＭＡ／ＣＡ（carrier sense multiple access with collision avoidance）またはＰＳＭＡ（preamble sense multiple access）を含む数多くの任意アクセス技術のうち、いずれも使われうる。かような多くの任意アクセス技術でしばしばあることであるが、数多くのデバイスが同時にデータパケットを伝送するとき、衝突が発生しうる。

図示された実施形態で、少なくとも１つの競争アクセス区間４２２は、図４Ｂに図示されたように、数多くのサブＣＡＰにさらに分割されうる。それぞれのサブＣＡＰの間、調整子は、多様なパラメータを利用し、デバイスからパケットを受信するように構成される。一実施形態で、そのＣＡＰ４２２は、数多くのサブＣＡＰ４４１，４４２，４４３に分割されうるが、そのサブＣＡＰ４４１，４４２，４４３は、相互間に多様な方向の伝送に対して割り当てられうる。この文書の文脈上、ある方向への伝送は、一般的に選択された範囲内の伝送地点からの少なくとも１つの伝送を含む。当業者はしかし、その伝送に利用されるチャンネルによって、その選択された角度の範囲が広範囲に変更されうるということを認めるであろう。

調整子は、それぞれのサブＣＡＰの間、多様な方向から受信されるデータパケットを聴取（listen）する。例えば、図３Ａの調整子は、ＣＡＰ４２２を８つのサブＣＡＰに分割でき、それぞれのサブＣＡＰは、セクタアンテナの多様なセクタに対応する。次に、それぞれの対応するサブＣＡＰの間、調整子３２０は、そのアンテナをそのセクタに向かって設定し、データパケットを聴取する。図３Ａの例示的な実施形態で、それぞれのデバイスが、調整子に対して多様な方向に位置するために、これは、ＣＡＰ４２２の間、衝突可能性を下げる。調整子が方向に係わるＣＡＰ４２２の分割に基づくとき、変調及びコーディング方式は、あらゆるデバイスに共通するモードでありうる。

第１デバイス３７０と第３デバイス３９０とが異なる変調及びコーディング方式、異なる任意アクセス技術、または異なる物理階層伝送技術を利用するならば、パラメータによって、ＣＡＰ４２２を少なくとも２個のサブＣＡＰに分割することによって、その２つのデバイスによって伝送されるデータパケット間の衝突が回避できる。例えば、ＣＡＰ４２２は、２個のサブＣＡＰに分割され、調整子は、第１サブＣＡＰの間、シングルキャリアモードを利用し、データパケットを受信するように構成され、第２サブＣＡＰの間、ＯＦＤＭを利用し、データパケットを受信するように構成されうる。

他の実施形態で、ＣＡＰ４２２は、２個のサブＣＡＰに分割され、調整子は、第１サブＣＡＰの間、デバイスからslotted Aloha任意アクセス技術を利用し、データパケットを受信するように構成され、第２サブＣＡＰの間、ＣＳＭＡ／ＣＡ任意アクセス技術を利用し、データパケットを受信するように構成される。一実施形態で、ＣＳＭＡ／ＣＡがさらに効率的な任意アクセス技術であるために、ＣＳＭＡ／ＣＡに対応するサブＣＡＰは、slotted Alohaに対応するサブＣＡＰより短くありうる。

ＣＡＰ４２２がサブＣＡＰの集合に分割され、それぞれの集合が異なるパラメータ（例えば、ＭＣＳまたは任意アクセス技術）に対応し、それぞれの集合内のそれぞれのサブＣＡＰが異なる方向と関連するように、分割（partitioning）技術が併行されうる実施形態もある。

ＣＡＰ４２２の分割はまた、デバイスＩＤ、またはデバイスのシリアルナンバによって行われうる。異なるサブＣＡＰは、オーディオ、ビデオ及びデータ機能性のような多様な機能性を有するデバイスのために利用されうる。異なるサブＣＡＰがシンプルデバイス及び向上されたデバイスに対して割り当てられうる。サブビーコン区間と同様に、サブ競争アクセス区間が異なるサイズを有することができる。

たとえ結合メッセージが、一般的にスーパーフレーム４１０のＣＡＰの間に伝送されるとしても、他のＭＡＣコマンドがパケットに含まれ、この区間の間に伝送されうる。例えば、デバイスは、ＣＡＰ４２２の間、調整子をバイパシング（bypass）し、相互間にデータを伝送できる。また、結合メッセージを除外した他のデータパケットは、ＣＡＰ４２２の間、デバイスから調整子に伝送されうる。

前述のように、ビーコン区間４２０は、１つのシングルビーコンが伝送される間、数多くのサブビーコン区間に分割されうる。ＣＡＰ４２２をサブＣＡＰに分割することについての情報を伝送できるビーコンもある。例えば、一実施形態で、方向、開始時間及び持続時間またはそれぞれの方向に対応するサブＣＡＰの終了時間を特定するビーコンがそれぞれの方向に伝送される。他の実施形態で、シングルビーコンは、ＣＡＰ分割についての情報を有したまま、全方向にブロードキャスティングされる。他の場合、そのＣＡＰ分割に係わるデフォルト規則（default rules）は、ＣＡＰ分割情報を有したビーコンの伝送を不要にさせうる。

特定のＣＡＰ分割が特定のデバイスの構成に適さない無線ネットワークもある。例えば、１つのデバイスのグループが、デバイス調整子に対して一方向にいずれも位置した場合、ＣＡＰを、それぞれが異なる方向に対応する数多くのサブＣＡＰに分割するのは、それぞれのデバイスがデータパケットを伝送するときに使用できる時間を短縮させる。この場合及び他の場合にも、動的な（dynamic）ＣＡＰ分割が有利でありうる。

図５は、本発明の一実施形態による、競争アクセス区間を動的に分割する方法を図示したフローチャートである。プロセス５００は、ブロック５１０で、第１パラメータ集合に基づいて、ＣＡＰ分割を決定することによって始まる。例えば、それぞれのサブＣＡＰが異なる方向に対応するとき、ＣＡＰが数多くのサブＣＡＰに分割されたり、そのＣＡＰがシングルキャリア伝送のような第１物理階層伝送技術に対応する第１サブＣＡＰ、及びＯＦＤＭのような第２物理階層伝送技術に対応する第２サブＣＡＰに分割されうる。あるいはまた、このブロックでのそのＣＡＰ分割は、ＣＡＰをサブＣＡＰに分割するものではないことがある。ブロック５１０のＣＡＰ分割は、部分的に、例えば、産業標準またはネットワークトポロジで、以前に習得された情報によって決定されうる。

ブロック５２０で、その決定されたＣＡＰ分割を示す少なくとも１つのビーコンが伝送される。そのＣＡＰが数多くのサブＣＡＰに分割される場合に、それぞれのサブＣＡＰは、異なる方向に対応し、ビーコンは、全方向に伝送されたり、複数個のビーコンがそれぞれの方向に伝送されうる。ＣＡＰが変調及びコーディング方式に基づいて分割される場合に、ビーコンは、共通モードで伝送されたり、複数個の変調及びコーディング方式に基づいて、複数個のビーコンが伝送されうる。ＣＡＰ分割がデフォルト規則（例えば、産業標準のデフォルト規則）によって決定される場合に、ブロック５１０で決定されたＣＡＰ分割を示すビーコンの伝送は、不要でありうる。

ブロック５３０で、調整子は、ＣＡＰでのデータパケットの伝送を受信する。ＣＡＰが方向によって分割される場合に、これは、それぞれの方向に対応するサブＣＡＰが始まるとき、セクタアンテナをそれぞれの方向に対して設定することを含む。ＣＡＰが変調及びコーディング方式によって分割される場合、これは、その変調及びコーディング方式によって、いかなる受信されたメッセージでも後処理（post-processing）することを含むことができる。

ブロック５４０で、そのＣＡＰ分割が衝突可能性を減らすのに効果的であるか否か判断され、データパケットをほとんど正しく受信させる。衝突回数が高いならば、現在のＣＡＰ分割が効率的ではないと判断されうる。

ＣＡＰ分割が効率的であると判断されるならば、５００のプロセスは、ブロック５２０に戻り、そのＣＡＰ以前に、そのＣＡＰ分割を示すビーコンを伝送する。他の実施形態で、そのプロセス５００は、ブロック５３０へ戻る。例えば、そのＣＡＰ分割が変更されないものであるならば、その分割を示すビーコンが伝送されない実施形態もある。そのＣＡＰ分割が効率的な分割ではないと判断されれば、プロセス５００は、ブロック５５０に進む。

ブロック５５０で、新しいパラメータ集合に基づき、新しいＣＡＰ分割が決定される。そのパラメータ集合は、本来のパラメータ集合（original parameter set）を含んだり、または含まない。例えば、本来のパラメータ集合は、調整子の方向であって、その新たなパラメータ集合は、その調整子の方向と、数多くの変調及びコーディング方式とを含むことができる。あるいはまた、その新たなパラメータ集合は、その数多くの変調及びコーディング方式を含むこともできる。新たなＣＡＰ分割が決定されれば、プロセス５００は、ブロック５２０へ戻り、その新たなＣＡＰ分割を示すビーコンが伝送される。

競争アクセス区間を数多くのサブ競争アクセス区間に分割することによって、数多くの長所が発生する。デバイス調整子が、あらゆる競争アクセス区間を介して、あらゆる方向からデータパケットを受信することができるようにするために、多くのオーバーヘッドが必要である。それぞれのＣＡＰが、デバイス調整子の異なる方向に対応するとき、ＣＡＰをサブＣＡＰに分割することによって、さらに少ないハードウェアをもって同じ機能性を達成できる。同様に、全体ＣＡＰの間、複数の変調及びコーディング方式のデータパケットを受信することができるようにするために、コンピュータ処理オーバーヘッドが必要である。それぞれのサブＣＡＰが異なる変調及びコーディング方式に対応するとき、ＣＡＰをサブＣＡＰに分割することによって、処理が減って電力が節約される。

ＣＡＰをサブＣＡＰに分割することが、任意アクセス技術を使用する間の衝突可能性を少なくできる実施形態もある。これは、チャンネルの処理量を増加させ、短い時間によって多くのデータの伝送を許容する。

前述の説明は、多様な実施形態に適用されたように、本発明の新規特徴について説明しが、当業者は、本願発明の権利範囲（scope）を外れずにも、形式及びデバイスまたはプロセスの細部構成における多様な省略、代替、変更がなされうるということを理解することが可能であろう。従って、本願発明の権利範囲は、前述の説明ではなくして、特許請求の範囲によって定義される。特許請求の範囲と同一の意味及び範囲内でのあらゆる変更が権利範囲に含まれる。

Claims

無線通信のためのシステムにおいて、
複数のスーパーフレームの間、複数の無線デバイスでの無線伝送をスケジューリングするように構成された調整子を含み、
前記スーパーフレームのうち少なくとも一つは、少なくとも１つの任意アクセス技術を介して、前記調整子が前記無線デバイスから一つ以上のデータパケットを受信するように構成される区間を含み、
前記区間は、相互間に重ならないように複数のサブ区間に分割され、
前記調整子は、少なくとも第１サブ区間の間、パラメータに係わる第１値を有する第１データパケットと、第２サブ区間の間、前記パラメータに係わる第２値を有する第２データパケットとを受信するように構成され、
前記パラメータに係わる第１値と第２値は、相互間に異なることを特徴とする無線通信システム。
前記区間は、競争アクセス区間（ＣＡＰ）であり、
前記複数のサブ区間は、第１サブ競争アクセス区間と第２サブ競争アクセス区間とを含むことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
前記パラメータは、前記調整子が前記データパケットを受信する方向を示すことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
前記調整子は、セクタアンテナまたはアンテナ配列（array）を含むことを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
前記パラメータは、変調及びコーディング方式（ＭＣＳ）を示すことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
前記パラメータに係わる前記第１値及び前記第２値は、それぞれ第１物理階層伝送技術と第２物理階層伝送技術とを示すことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
前記第１物理階層伝送技術は、ＯＦＤＭモードを含み、
前記第２物理階層伝送技術は、シングルキャリア・モードを含むことを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
前記パラメータは、任意アクセス技術の構成（comprising）を示すことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
前記第１任意アクセス技術と前記第２任意アクセス技術は、slotted Aloha、ＣＳＭＡ／ＣＡ及びＰＳＭＡのうち、少なくとも２個を含むことを特徴とする請求項８に記載の無線通信システム。
前記競争アクセス区間は、第１分割を利用し、複数のサブ競争アクセス区間に分割され、
前記スーパーフレームは、前記調整子が前記無線デバイスに一つ以上のビーコンフレームを伝送するように構成されたビーコン区間をさらに含み、前記少なくとも１つのビーコンフレームは、前記第１分割を示す情報を含むことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
前記調整子は、前記第１分割での前記サブ区間のうち、少なくとも一つの間、衝突の可能性を判断するように、さらに構成されることを特徴とする請求項１０に記載の無線通信システム。
前記調整子は、前記衝突可能性が減るように、第２分割を示す情報を伝送するように、さらに構成されることを特徴とする請求項１１に記載の無線通信システム。
無線通信のための電子装置において、
競争アクセス区間が複数の重ならないサブ競争アクセス区間を含むとき、複数のスーパーフレームのうち、少なくとも一つでの前記競争アクセス区間の間、調整子にデータパケットを無線で伝送するように構成された送信機と、
前記複数のサブ競争アクセス区間についての情報を受信するように構成される受信機とを含み、
前記送信機は、前記受信された情報に少なくとも部分的に基づき、複数のサブ競争アクセス区間のうち、一つ以上の区間の間、前記データパケットを伝送するように、さらに構成されることを特徴とする電子装置。
前記受信機は、前記受信された情報を保存してアクセスするためのメモリを含むことを特徴とする請求項１３に記載の電子装置。
前記受信機は、前記調整子からビーコンを受信するように構成され、前記受信されたビーコンは、前記受信された情報を含むことを特徴とする請求項１３に記載の電子装置。
無線ネットワークで無線通信を行う方法において、
スーパーフレームが競争アクセス区間を含み、前記競争アクセス区間が第１サブ競争アクセス区間と、少なくとも第２サブ競争アクセス区間とを含むとき、前記スーパーフレームでの前記第１サブ競争アクセス区間の間、パラメータに係わる第１値を有する第１データパケットを受信する段階と、
前記第２サブ競争アクセス区間の間、前記パラメータに係わる第２値を有する第２データパケットを受信する段階とを含み、
前記パラメータに係わる前記第１値及び前記第２値は、異なることを特徴とする電子装置。
前記第１サブ競争アクセス区間と、前記第２サブ競争アクセス区間とについての情報を伝送する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の電子装置。
前記パラメータは、前記データパケットが受信される方向を示し、前記第１データパケットは、第１方向から受信され、前記第２データパケットは、前記第１方向と異なる第２方向から受信されることを特徴とする請求項１６に記載の電子装置。
前記第１データパケットを受信する前に、前記第１方向から情報を受信するように方向性アンテナを構成する段階と、
前記第１データパケットを受信し、前記第２データパケットを受信する前に、前記第２方向から情報を受信することができるように、方向性アンテナを構成する段階とを含むことを特徴とする請求項１８に記載の電子装置。
前記パラメータは、変調及びコーディング方式を示し、前記第１データパケットは、第１変調及びコーディング方式で、エンコーディングされて受信され、前記第２データパケットは、第２変調及びコーディング方式で、エンコーディングされて受信されることを特徴とする請求項１６に記載の電子装置。
前記第１変調及びコーディング方式によって、前記第１データパケットをデコーディングする段階と、
前記第２変調及びコーディング方式によって、前記第２データパケットをデコーディングする段階とをさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の電子装置。
無線でデータを伝送する方法において、
競争アクセス区間が重ならない複数のサブ競争アクセス区間を含むとき、複数のスーパーフレームのうち、少なくとも一つでの前記競争アクセス区間の間、データパケットを調整子に伝送する段階と、
前記複数のサブ競争アクセス区間についての情報を受信する段階とを含み、
前記データパケットは、前記複数のサブ競争アクセス区間についての情報に少なくとも部分的に基づき、前記複数のサブ競争アクセス区間のうち、一つ以上の区間の間に伝送されることを特徴とする伝送方法。
前記複数のサブ競争アクセス区間についての情報を受信する段階は、
メモリにアクセスする段階をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の伝送方法。
前記複数のサブ競争アクセス区間についての情報を受信する段階は、
前記調整子からビーコンを受信する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の伝送方法。