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 - Google Patents
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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WAIEEE 802.15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。
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IEEE 802.11プロトコルを支援する実施形態もある。
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IEEE 802.11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、IEEE 802.11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。
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、CAP 422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、CAP 422の間、衝突可能性を下げる。調整子が方向に係わるCAP 422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、CAP 422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、CAP 422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、CAP 422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。
CAP 422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。
CAP 422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、CAP 422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、CAP 422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。CAP 422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 (24)
- 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。
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