JP2012070444A - 無線通信媒体へのアクセスを制御するための方法およびシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ＭＡＣ層のサービスアクセスポイントの上に、１００Ｍｂｐｓのスループットを満たすように最適化され得る様々な物理層インタフェースをサポートするより効率的なＭＡＣアーキテクチャ、および関連するプロシージャを提供することが望ましい。
【解決手段】無線通信システムにおいて媒体へのアクセスを制御する方法およびシステム。少なくとも１つのＳＲＡ（スケジュールされたリソース割り当て）と、少なくとも１つのＭＳＲＡ（管理ＳＲＡ）とを有するコンテンションフリー期間と、競合期間とを含むスーパーフレーム構造が、時間領域で定義される。ＳＲＡおよびＭＳＲＡについての情報を含むＥＢ（拡張されたビーコン）が、伝送される。このアーキテクチャは局のバッテリ消費を低減し、非リアルタイムのトラフィックに関して、より高いスループットをサポートし、完全な互換性を保ちながら、リアルタイムのトラフィックに関しより効率的である。
【選択図】図３７

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、無線通信システムにおける媒体へのアクセスを制御するための方法およびシステムに関する。

高精度テレビ（ＨＤＴＶ）やストリーミングビデオなどの、高いスループットのデータを伝送するために、２００Ｍｂｐｓを超えるデータレートを有する新たな無線標準を開発するために、ＩＥＥＥ８０２．１１ワーキンググループ、つまりＴＧｎ（Ｔａｓｋ Ｇｒｏｕｐ ｎ）が設立されてきた。既存の標準ＩＥＥＥ８０２．１１ａおよびＩＥＥＥ８０２．１１ｇの理論上の最大スループットは、およそ５４Ｍｂｐｓであり、使用可能な最高のスループットは、およそ２５Ｍｂｐｓである。

現行のＩＥＥＥ８０２．１１ ＷＬＡＮ（無線ローカルエリアネットワーク）のサービス要件および展開シナリオ想定の下で、ＭＡＣ（メディアアクセス制御）層のサービスアクセスポイントの上に、１００Ｍｂｐｓのスループットを満たすように最適化されうる様々な物理層インタフェースをサポートする、より効率的なＭＡＣアーキテクチャ、および関連するプロシージャを提供することが望ましい。

本発明は、無線通信システムにおける媒体へのアクセスを制御するための方法およびシステムに関する。ＭＡＣアーキテクチャが、既存のＩＥＥＥ８０２．１１ ＭＡＣアーキテクチャ、およびそのＩＥＥＥ８０２．１１ｅ拡張の上に構築し、より高いパフォーマンスを提供する。少なくとも１つのＳＲＡ（Scheduled Resource Allocation：スケジュールされたリソース割り当て）と少なくとも１つのＭＳＲＡ（Management SRA:管理ＳＲＡ）を有するコンテンションフリー期間、およびを含むように、スーパーフレーム構造が、時間領域において定義される。ＳＲＡおよびＭＳＲＡについての情報を含むＥＢ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｂｅａｃｏｎ：拡張されたビーコン）が、伝送される。ＭＡＣアーキテクチャは、局のバッテリ消費を低減し、ＮＲＴ（非リアルタイム）のトラフィックに関してより高いスループットをサポートし、完全な互換性を保ちながらＲＴ（リアルタイム）のトラフィックに関してより効率的である。本発明は、ＳＴＡ（局）のバッテリ消費を低減し、ＮＲＴ（非リアルタイム）のトラフィックに関してより高いスループットをサポートし、これは、完全な互換性を保ちながら、ＲＴ（リアルタイム）のトラフィックに関してＩＥＥＥ８０２．１１ｅによって必要とされるより効率的である。

本発明は、隠れノード問題を解消する。本発明は、類似した待ち時間要件の下で、ＦＴＰ（ファイル転送プロトコル）またはＷｅｂブラウジングなどの、ＮＲＴサービスに関するＥＤＣＡ（Enhanced Distributed Channel Access:拡張分散チャネルアクセス）上で、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅによって必要とされるより、ＮＲＴサービスに関するより高いパフォーマンス、より良好な安定性、より多くのユーザ数、またはより高いスループットを提供し、ＡＰ（アクセスポイント）伝送に向けてのＩＥＥＥ８０２．１１ｅの不公平さを修正する。

本発明は、ＱｏＳ（サービス品質）、ＳＴＡ電力消費の低減、すべてのＲＴアプリケーションに関するより高いＭＡＣ効率およびスループット、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ ＥＤＣＡと比べてより低い遅延ジッタ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ ＨＣＣＡ（（Hybrid Coordination Function:ハイブリッド調整機能）Controlled Channel Access制御チャネルアクセス）と比べて、類似した遅延ジッタを有するＶｏＩＰ（ボイスオーバーインターネットプロトコル）アプリケーションに関する、より高いＭＡＣ効率を保証する一方で、ＲＴサービスに関する、より高いパフォーマンスをもたらす。

本発明は、ＩＥＥＥ８０２．１１ ＭＡＣおよびＩＥＥＥ８０２．１１ｅ拡張、ならびにＩＥＥＥ８０２．１１ｋに対する下位互換性をもたらす。

本発明は、符号化および変調率を決定するのに使用されるＣＱＩ（チャネル品質情報）のタイムリーな受信を可能にする順序づけられた(orderly)往復の伝送を通して、効率的なＰＨＹ（物理）動作、チャネルの相互（ｃｈａｎｎｅｌ ｒｅｃｉｐｒｏｃｉｔｙ）の使用、または、必要な場合は送信器動作を最適化するのに使用されることが可能なＣＳＩ（チャネル状態情報）の受信、ハイブリッドＡＲＱ（自動再送要求）のサポート、および拡張された周波数ホッピング（オプション）をサポートする。

本発明は、ＭＩＭＯ（複数入力複数出力）技術およびＦＥＣ（前方誤り訂正）符号化技術、ＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多重アクセス）動作、必要な場合、他の帯域幅にも拡張可能な、同一のスーパーフレームにおける２０ＭＨｚと４０ＭＨｚの両方のＨＴ（高いスループット）のＳＴＡを含むが、これらに限定されない、様々なタイプのＰＨＹインタフェースをサポートする柔軟性のある設計を組み込む。

本発明は、ＡＰの制御下において、拡張されたピアツーピア直接データ転送、ならびにサービスエリアの範囲および率を拡張する中継動作のサポートを提供する。

本発明のより詳細な理解は、例として与えられ、添付の図面に関連して理解されるべき、好適な例の以下の説明から得ることができる。

以上説明したように、本発明により、ＭＡＣ層のサービスアクセスポイントの上に、１００Ｍｂｐｓのスループットを満たすように最適化され得る様々な物理層インタフェースをサポートするより効率的なＭＡＣアーキテクチャおよび関連する手順を提供することができる。

本発明によるＭＡＣアーキテクチャのブロック図である。 本発明によるレガシー動作を有するスーパーフレーム構造のブロック図である。 本発明によるレガシー動作を有さないスーパーフレーム構造のブロック図である。 本発明による柔軟性のあるスーパーフレーム構造を示すブロック図である。 ＭＳＲＡにおけるスロット付きＡｌｏｈａ動作を示す図である。 本発明によるＡＣＫを伴う例示的なフレーム交換シーケンスのブロック図である。 本発明によるＡＣＫを伴わない例示的なフレーム交換シーケンスのブロック図である。 本発明によるビーコンおよびＥＢ伝送の図である。 本発明による周波数ホッピングのためのＩＥのブロック図である。 本発明によるＲＡＲ（リソース割り当て要求）のブロック図である。 本発明によるＲＡＲフレームのフレーム本体のブロック図である。 本発明による各ＲＡＲブロックのブロック図である。 本発明によるリソース割り当て応答フレームのブロック図である。 本発明によるリソース割り当て応答フレームのフレーム本体のブロック図である。 本発明による一般的な管理フレームのブロック図である。 本発明による管理フレームのフレーム本体のブロック図である。 本発明によるＯＦＤＭ ＭＩＭＯパラメータセット（Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｅｔ）要素のブロック図である。 本発明によるＣＰアクセス要素のブロック図である。 本発明によるＥＢ要素のブロック図である。 本発明によるＳＲＡスケジュール要素のブロック図である。 本発明によるＳＲＡブロックＩＥのブロック図である。 本発明によるＭＳＲＡスケジュール要素のブロック図である。 本発明によるＭＳＲＡブロック要素のブロック図である。 本発明によるＯＲＡスケジュール要素のブロック図である。 本発明による各ＯＲＡブロックＩＥのブロック図である。 本発明によるＲＡＲ指定ＩＥのブロック図である。 本発明によるリソース割り当て通知ＩＥのブロック図である。 シミュレーションのためのスーパーフレーム構造のブロック図である。 スループット比較に関するシミュレーション結果の図である。 平均遅延に関するシミュレーション結果の図である。 ８名のユーザに関する平均遅延対アプリケーションデータ率に関するシミュレーション結果の図である。 ８名のユーザに関する平均システムスループット対アプリケーションデータ率に関するシミュレーション結果の図である。 本発明によるＤＬＰ（直接リンクプロトコル）シグナリングのブロック図である。 本発明によるＤＬＰセットアップのためのメッセージ交換を示すブロック図である。 本発明によるＭＲＡＰにおける一括（ｃｏｌｌｅｃｔｉｖｅ）ＡＣＫを伴うスロット付きＡｌｏｈａ動作を示す図である。 本発明によるＭＲＡＰにおける即時ＡＣＫを伴うスロット付きＡｌｏｈａ動作を示す図である。 本発明によるＳＲＡ割り当てのためのプロセスのフロー図である。

以降、「ＳＴＡ」という用語には、ユーザ装置、ＷＴＲＵ（無線送信／受信ユニット）、固定もしくは移動加入者ユニット、ページャー、または無線環境で動作可能な他の任意のデバイスが含まれるが、これらに限定されない。以降、言及する際、「ＡＰ」という用語には、基地局、ノードＢ、サイトコントローラ、または無線環境における他の任意のタイプのインタフェースデバイスが含まれるが、これらに限定されない。以降、「ＳＴＡ」という用語は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎをサポートするように構成されたＳＴＡを指し、「レガシーＳＴＡ」という用語は、ＩＥＥＥ８０２．１１またはＩＥＥＥ８０２．１１ｅをサポートするように構成されたＳＴＡを指す。

以降、以下の用語が、本発明において使用される。ＡＰは、提案されるＩＥＥＥ８０２．１１ｎ標準に準拠する任意のＡＰを意味する。ＳＴＡ（または、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ ＳＴＡ、ＨＴ（高スループット）ＳＴＡと交換可能）は、提案されるＩＥＥＥ８０２．１１ｎ標準に準拠する任意のＳＴＡを意味する。レガシーＡＰは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ標準より前から存在するＩＥＥＥ８０２．１１標準に準拠し、したがって、提案されるＩＥＥＥ８０２．１１ｎ標準をサポートしない任意のＡＰを意味する。レガシーＳＴＡには、提案されるＩＥＥＥ８０２．１１ｎ標準より前から存在するＩＥＥＥ８０２．１１標準に準拠し、したがって、提案されるＩＥＥＥ８０２．１１ｎ標準をサポートしない任意のＳＴＡが含まれる。

以降、本発明は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ環境での文脈で説明される。しかし、本発明は、他の任意の無線通信環境にも適用可能であることに留意されたい。

本発明によるＭＡＣは、既存のＩＥＥＥ８０２．１１ ＭＡＣアーキテクチャ、およびそのＩＥＥＥ８０２．１１ｅ拡張の上で構築し、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ準拠のＡＰおよびＳＴＡを含むネットワークに関して、より高いパフォーマンスをもたらす。本発明によるシステムは局のバッテリ消費を低減し、ＮＲＴトラフィックに関してより高いスループットをサポートし、レガシーＳＴＡと高スループットＳＴＡの両方を同時にサポートする完全な互換性を保持する一方で、ＲＴトラフィックに関して、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅより効率的である。本発明は、現行のＩＥＥＥ８０２．１１ ＷＬＡＮサービス要件および展開シナリオ想定の下で最適化できる、様々な物理層インタフェースをサポートするＭＡＣアーキテクチャおよびＭＡＣプロシージャを提供する。

完全な下位互換性を保持する一方で、ＳＴＡに関する割り込み動作を実現するため、スーパーフレームは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎアクセスに使用されるＨＴ期間と、ＩＥＥＥ８０２．１１アクセスおよびＩＥＥＥ８０２．１１ｅアクセスに使用されるオプションのレガシー期間に分割される。ＲＴサービスとＮＲＴサービスはともに、異なる方法を使用してスーパーフレームのＩＥＥＥ８０２．１１ｎ期間中にＳＴＡに提供される。ＮＲＴ動作は、正規の待ち時間要件を全く有さなく、予測不可能で大きく変化するデータ率によって特徴付けられる。

ダウンリンク（ＡＰ→ＳＴＡ）データ伝送は、ＡＰにおいて一般的に（ただし、必然的にではなく）実装されるコントローラの裁量で行われる。その時間中に、レガシーＳＴＡまたはＨＴ ＳＴＡからの競合は、全く生じない。確認応答パケットおよびフィードバックパケットが、諸条件に依存し、ノード間で行われるネゴシエーションに応じて、単一のパケット、または複数のパケットの後に、逆方向（アップリンク、つまり、ＳＴＡ→ＡＰ）で規則的に伝送され、物理層パフォーマンスを最適化するように活用されることが可能である。この機構は、システムパフォーマンスをさらに向上させるように、バッファ占有率およびチャネル条件を考慮に入れることができる高度なスケジューリングアルゴリズムを使用することを可能にするだけ、十分に柔軟性がある。以上の動作は、スーパーフレームにおけるＳＲＡ（スケジュールされたリソース割り当て）期間中に行われる。

アップリンク（ＳＴＡ→ＡＰ）データ転送は、スロット付きＡｌｏｈａ帯域幅要求のすぐ後に、データを伝送する許可を示す応答が続くことを介して達成される。ダウンリンクのケースに関しては、確認応答パケットおよびフィードバックパケットが、諸条件に依存し、ノード間で行われるネゴシエーションに応じて、単一のパケット、または複数のパケットの後に、逆方向で規則的に伝送される。要求は、ＭＳＲＡ（管理ＳＲＡ）中に送信されるのに対して、データ転送は、ＳＲＡ中に実行される。スロット付きＡｌｏｈａモードで短いパケットを使用することにより、スループット、および高い負荷における安定性が高まり、ＳＴＡが、競合に関する媒体を検知することを要求されないので、隠れノード問題が解消される。ダウンリンクのケースと同様に、この機構は、システムパフォーマンスをさらに向上させるように、バッファ占有率およびチャネル条件を考慮に入れることができる高度なスケジューリングアルゴリズムを使用することを可能にするだけ、十分に柔軟性がある。また、管理目的および制御目的で使用される（例えば、ＲＴ動作をセットアップするために）小さいパケット群が、その時点で交換されることも可能である。

ＲＴ動作は、予測可能なデータ転送を特徴とする。リソースは、スーパーフレーム当たり１回、または数回、伝送されるＥＢ（拡張されたビーコン）によって各ユーザに示される。その結果、ポーリングオーバーヘッドが小さくなるが、より重要なことには、ＳＴＡが、ほんのわずかな時間だけしかリッスンすることを要求されず、これにより、ＳＴＡ電力消費要件が小さくなる。ＮＲＴサービスのケースと同様に、確認応答パケットおよびフィードバックパケットが、単一のパケット、または複数のパケットの後に、逆方向で規則的に伝送され、物理層パフォーマンスを最適化するように活用されることが可能である。ＮＲＴに関しては、スケーリングは、トラフィック条件とチャネル条件をともに考慮することができる。

ＥＢは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｋ標準におけるいくつかの用途を有する。第１に、ＥＢは、ＳＴＡが、周波数帯域を走査して近隣を探す際、電力節約を可能にする。第２に、ＥＢは、ＢＳＳ遷移に関する近隣走査中、中断時間の短縮を可能にする。第３に、ＥＢは、ＳＴＡの範囲を広げる。

ＥＢは、低い速度で伝送されることも、高い速度で伝送されることも可能である。低い速度では、ＥＢは、範囲を広げることに用途を有する。高い速度では、ＥＢは、ビーコンオーバーヘッドを減らすことに用途を有する。ＥＢは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ動作および非ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ動作、１０／２０／４０ＭＨｚ動作およびデュアル２０ＭＨｚ動作（ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ）を含め、いくつかのシナリオに適用可能である。

ＥＢは、標準のビーコンに取って代わることが可能であり、その場合、標準のビーコンの一部の、またはすべての情報要素を含む。また、ＥＢは、可変長でもある。

図１は、本発明による、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅのために採用されたアーキテクチャを拡張するＭＡＣアーキテクチャ１００のブロック図である。ＭＡＣアーキテクチャ１００は、ＲＣＦ（Resource Coordination Function:リソース調整機能）１０５、およびＤＣＦ（Distributed Coordination Function:分散調整機能）１１０を含む。ＲＣＦ１０５は、ＰＣＦ（Point Coordination Function:ポイント調整機能）１１５、ＥＤＣＡ（Enhanced Distributed Channel Access:拡張された分散チャネルアクセス）１２０、ＨＣＣＡ（ＨＣＦ（Hybrid Coordination Function:ハイブリッド調整機能）Controlled Channel Access制御チャネルアクセス）１２５、ＲＭＣＡ（RCF Management Channel Access: ＲＣＦ管理チャネルアクセス）１３０、およびＲＳＣＡ（RCF Scheduled Channel Access:ＲＣＦスケジュールチャネルアクセス）１３５を含むことが可能である。ＲＭＣＡ１３０およびＲＳＣＡ１３５は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎのために追加された新たな機能である。ＲＣＦ１０５およびＤＦＣ１１０は、下位互換性のためにＨＣＦおよびＰＣＦとともに存在する。

ＲＣＦ１０５は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ構成においてのみ使用可能であり、完全なＱｏＳ（サービス品質）を提供する。すべてのＩＥＥＥ８０２．１１ｎ ＳＴＡが、ＲＣＦ１０５を実装する。ＲＣＦ１０５は、ＤＣＦ１１０からの機能、および新たなスケジューリング機能を使用して、ＱｏＳを伴うまたはＱｏＳを伴わないデータ転送のためにフレームセット交換シーケンスを可能にする。管理機能およびスケジューリング機能のためにＲＣＦ１０５によってサポートされる２つのアクセスプロシージャが、存在する。第１に、ＲＭＣＡ１３０が、小さいパケットの転送、およびスケジュール要求／予約のために、ＲＣＦ１０５によって提供される。第２に、ＲＳＣＡ１３５が、完全なＱｏＳサポートを提供する、コンテンションフリーデータ転送のために提供される。通常、ＲＭＣＡ１３０は、ＲＳＣＡ１３５によってサポートされることになるサービスに関するすべての帯域幅要求のために使用される。

ＲＣＦ１３０が動作の際に使用されるスーパーフレーム構造を以下に説明する。図２は、本発明によるレガシー動作を有するスーパーフレーム構造２００のブロック図である。スーパーフレーム２０５は、レガシービーコン２１０と、レガシーコンテンションフリー期間（ＣＦＰ）２１５と、レガシー競合期間（ＣＰ）２２０とを含む。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ期間２２５が、ＣＦＰ２１５内で定義される。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ期間２２５は、競合、ならびにＩＥＥＥ８０２．１１ｎ ＳＴＡ向けのスケジュールされた伝送を含む。ＣＦＰ２１５は、ＡＰによってポーリングされない限り、レガシーＳＴＡが、チャネルにアクセスしないことを確実にする。ＲＣＦ１０５が、ＢＳＳ（基本サービスセット）において動作している際、ＣＦＰ２１５およびＣＰ２２０が、レガシーＳＴＡおよびＩＥＥＥ８０２．１１ｎ ＳＴＡをサポートする必要性に基づいて生成される。

ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ ＳＴＡは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ期間２２５として定義される期間においてサポートされる。ＣＰを使用して、レガシーＳＴＡの動作がサポートされる。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ ＳＴＡは、好ましい動作モードではない可能性があるものの、そこで競合することを許される。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ期間２２５は、ＥＢ、ＳＲＡ（スケジュールされたリソース割り当て）、およびＭＳＲＡ（管理ＳＲＡ）をサポートし、可変のガードタイムが、これらを分離する。レガシー動作が有効にされない場合、スーパーフレーム構造２００は、ビーコン２１０およびＣＰ２２０を含まない。

レガシー動作が無効にされた場合に、ＳＲＡが、時間だけに基づいて割り当てられる単純なスーパーフレーム構造３００が、図３に示されている。スーパーフレーム構造３００は、ＰＨＹ（物理）層とは独立であり、すべてのタイプのＰＨＹ層をサポートする。ＰＨＹ層が、可変のサブチャネルの割り当てを可能にする（ＯＦＤＭＡにおけるような）ケースにおいて、スーパーフレームは、図４に示されるとおりである。

ＡＰは、ＣＦ（コンテンションフリー）パラメータセット要素をビーコンフレームの中に含めることにより、ＣＦＰ２１５にわたる無線媒体の制御を得る。このため、すべてのＳＴＡは、ＳＴＡのＮＡＶ（ネットワーク割り当てベクトル）をＣＦパラメータセット要素の中の「ＣＦＰＤｕｒＲｅｍａｉｎｉｎｇ」値に設定し、これにより、どれだけの時間、ＣＦＰが続くかが示される。これにより、レガシーＳＴＡ群によるＣＦＰ２１５内の競合が防止される。ＡＰによって生成されたＣＦＰ２１５は、常に、ＣＦ終了フレームで終了する。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ期間は、ＡＰによってＣＦＰ２１５内のどこにでも確立されることが可能である。

レガシービーコン２１０は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ ＳＴＡを含め、すべてのＳＴＡが、ビーコン２１０を受信することができるように、２０ＭＨｚチャネルで伝送される。ビーコン２１０は、レガシー情報のすべてを含み、ＥＢについての情報をＩＥＥＥ８０２．１１ｎ期間の中に含めるように変更される。ＥＢについての周期性（periodicity）情報、周波数帯域情報、およびサブチャネル情報は、ビーコンの中に明示的に含められる。ＥＢは、現行のＩＥＥＥ８０２．１１ビーコンにおいて定義されるシステム情報に加えて、ＳＲＡ、ＭＳＲＡ、およびＯＲＡ（オープンＲＡ）期間の位置、時間、およびタイプにつての情報を含む。

ＥＢは、ビーコンよりも高いデータレートで伝送されることが可能である。レガシー動作が有効にされる場合、ＥＢの最初の出現は、ビーコンの直後である。ＥＢのその後の出現は、ＥＢの周期性に基づく。

レガシー動作が存在しない場合、レガシービーコンは、存在しなくてもよく、ＥＢは、システムにおけるビーコンとしてだけの役割をする。レガシー動作が存在する場合、スーパーフレームは、２つのレガシービーコンの間の期間として定義される。それ以外の場合、スーパーフレームは、２つのＥＢの間の期間である。レガシービーコンが存在する場合、１つまたは複数のＥＢが、スーパーフレームの中に存在することが可能である。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ ＳＴＡは、ビーコンをリッスンしてＥＢを探し出すこと、またはＥＢを直接にリッスンすることができる。ＥＢの長さは、可変である。

これらのＳＴＡは、レガシーＳＴＡと比べて、無線媒体に効率的な形でアクセスして、ＭＡＣ ＰＤＵ（プロトコルデータユニット）（すなわち、ＭＰＤＵ）を伝送することができる。ＲＣＦ１０５の下におけるＳＴＡへの基本的な割り当て単位は、ＳＲＡである。各ＳＲＡは、開始時刻および時間によって定義される。ＳＲＡは、ＲＳＣＡ１３５の下において、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ期間の中でＲＣＦ１０５によってＳＴＡに割り当てられる。ＳＲＡの割り当ては、ＲＭＣＡ１３０の下で要求を行うＳＴＡによってセットアップされることが可能である。伝送は、割り当てられたＳＲＡを超えて延長されない。ＳＴＡに割り当てられたＳＲＡの指定された時間中、他のいずれのＳＴＡも、無線媒体に関して競合する可能性がない。

ＭＳＲＡは、ＲＭＣＡ１３５の下において、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ期間２２５の中でＲＣＦ１０５によってセットアップされる管理ＳＲＡである。ＭＳＲＡは、リソース要求およびリソース応答、関連付け要求および関連付け応答、ならびに管理情報の交換などの、管理機能のために使用される。各ＭＳＲＡは、開始時刻および時間を有する。伝送は、ＭＳＲＡの時間を超えて延長されない。ＲＣＦは、各ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ期間の中で十分なＭＳＲＡが割り当てられることを確実にする。ＳＴＡ群は、ＭＳＲＡ中に無線媒体に関して競合する。

ＯＲＡは、スーパーフレームの中ですべてのＳＲＡおよびＭＳＲＡが割り当てられた後に利用可能なリソースである。また、ＯＲＡは、ＳＲＡが完全に利用されていないために現れる可能性もある。ＳＲＡは、ＳＴＡの所与のトラフィックストリームに割り当てられるので、ＯＲＡは、ＳＲＡとは異なる。それらのリソースは、ＡＰによって制御される。ＯＲＡは、ＡＰによって、ＮＲＴサービスのダウンリンク伝送およびアップリンク伝送のため、補助的なＳＲＡを提供するため、ならびにブロードキャストトラフィックマルチキャストトラフィックのために使用されることが可能である。一部のＯＲＡは、ＳＴＡのグループに割り当てられることが可能である。

ＲＭＣＡ機構は、データパケット交換、およびスケジュールされた伝送に関する要求／予約のためにＭＳＲＡをセットアップすることにより、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ期間内に管理機能に無線メディアへのアクセスを提供する。

ＲＭＣＡの下におけるチャネルアクセスプロシージャは、実用可能なＭＳＲＡのタイプに依存する。ＡＰは、ＥＢの中でＲＭＣＡパラメータを告知する。それらのパラメータは、位置、時間、およびアクセス機構、ならびに、オプションとして、タイプなどの、ＭＳＲＡについての情報を含む。タイプは、関連付けられたＳＴＡのために使用されるＭＳＲＡと、関連付けられていないＳＴＡのために使用されるＭＳＲＡを区別することが可能である。好ましくは、スロット付きＡｌｏｈａ競合ベースのアクセス機構が、すべてのＭＳＲＡにおいて使用される。しかし、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅによって定義されるＣＳＭＡ／ＣＡ機構、または他の任意の競合機構が、実施されることが可能である。競合機構は、ＥＢの中でシグナルされる。

ＭＳＲＡは、関連付けられたＳＴＡ、および関連付けられていないＳＴＡ、およびＡＰが、競合モードでメッセージを交換することを可能にする。データ交換は、通常、スケジュールされた伝送に関するリソース割り当て要求、関連付け／再関連付け要求などの、小さいデータパケットである。関連付けられたＳＴＡによって伝送されるデータは、通常、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ期間の中でＳＲＡの割り当てを要求するためのリソース割り当て要求フレームである。新たなＳＴＡ、または関連付けられていないＳＴＡによって伝送されるデータは、通常、ＡＰに対する関連付けを要求するための関連付け／再関連付け要求フレームである。さらに、小さいパケット群が、パケットのサイズのある制限の対象となるＳＴＡによって、オプションとして、伝送されることが可能である。ＭＳＲＡは、データパケット伝送と制御パケット伝送の少なくとも１つ向けに特定される。

図５は、ＭＳＲＡ５０５に関するスロット付きＡｌｏｈａ機構５００を示す。スロット付きＡｌｏｈａ機構５００では、ＳＴＡは、短いデータパケットを使用して無線媒体にアクセスする。無線媒体は、データパケット時間と等しいサイズのタイムスロット群５１０に分割され、伝送は、それらのスロットの先頭においてだけ許される。

指数関数的なバックオフ機構が、以下のとおり実施される。バックオフカウンタが、各ＳＴＡにおいて保持され、スロットごとに減分される。待ち状態のパケットは、バックオフカウンタが０になると、伝送される。バックオフカウンタは、ＣＷ（競合ウインドウ）から、一様に分布するランダムな変数として選択される。最初の試みにおいて、ＣＷは、最小に設定される。ＣＷのサイズは、上限に達するまで、再伝送の試みの回数とともに成長する。ＣＷが成長する速度は、オプションとして、トラフィックの優先順位に依存してもよい。例えば、トラフィックのアクセス遅延指定が小さいほど、ＣＷの成長は遅い。アクセス遅延指定に基づいてＣＷを制御することにより、高い負荷の状況下におけるスロット付きＡｌｏｈａアクセスのアクセス遅延のより良好な管理が可能になる。ＭＳＲＡの終わりに、ＡＰは、ＭＳＲＡ５０５の中で競合したすべてのＳＲＡに関する一括応答である、一括応答フレーム５１５を伝送する。一括応答フレーム５１５は、リソース割り当て要求を伝送することに成功した、関連付けられたＳＴＡ向けのリソース割り当て応答、および関連付け／再関連付け要求を伝送することに成功した、関連付けられていないＳＴＡ向けの関連付け／再関連付け応答を含む。失敗したＳＴＡは、バックオフカウンタを使用して、パケットを再伝送しなければならない。バックオフカウンタは、ＭＳＲＡ期間中にだけ減分される。

Ａｌｏｈａ機構５００は、ＲＣＦ１０５が、リソースを要求したＳＴＡ群の各ＳＴＡのサービス要件、バッファ占有率、およびチャネル条件に関する複数の要因を考慮に入れることを可能にする。

ＣＳＭＡ／ＣＡスキームが、ＭＳＲＡのために使用される場合、ＳＴＡからの成功した各伝送に、ＡＰからのＡＣＫメッセージで個々に確認応答が行われる。これは、前述したスロット付きＡｌｏｈａ機構５００のケースにおける一括応答と比べた場合、非効率である。

ＲＳＣＡ１３５は、スケジュールされたリソース割り当てを介してＱｏＳサービスサポートを提供するＲＣ（リソースコーディネータ）を使用する。ＲＣは、ＰＣ（ポイントコーディネータ）およびＨＣ（ハイブリッドコーディネータ）とは異なる諸規則の下で動作する。

ＳＲＡが、すべてのタイプのトラフィック（例えば、ＮＲＴおよびＲＴ）に応えるようにＳＴＡに割り当てられる。ＲＣは、複数のスーパーフレームにわたってほとんど変化せず、伝送が、発信元ＳＴＡによって終了させられるまで繰り返し出現するＳＲＡで、トラフィックに対応することができる。そのようなＳＲＡ（準静的な性質の）は、ＲＴ周期的トラフィックに適している。しかし、ＲＣは、スーパーフレームごとに頻繁に変化する可能性があり、１つまたは複数のスーパーフレームにわたってデータバーストを伝送するＳＲＡで、トラフィックに対応することもできる。それらのタイプのＳＲＡ（動的な性質の）は、任意のタイプのトラフィックに応えるように使用されることが可能であり、データバーストごとに割り当てられる。以上の機構は、リソースの利用を最適化するようにＳＲＡ割り当てを再構成する柔軟性をＲＣに与える。ＲＣは、ＳＴＡへのＳＲＡの割り当てにおいてＳＲＡ時間を設定する際に、ＳＲＡ伝送の一部となる応答フレームを含め、すべての伝送を考慮に入れる。ＳＲＡまたはＭＳＲＡとして割り当てられていないすべてのリソースは、ＲＣによってＯＲＡとして管理される。ＯＲＡは、多くの用途を有し、ＲＣが、スケジュールされていないリソースを効率的に利用することを可能にする。

非ＡＰ ＳＴＡが、ＲＣに向けられたリソース割り当て要求指定ＩＥ（情報要素）の中でＱｏＳ情報を提供しながら、ＭＳＲＡ中にリソース割り当て要求を送信することが可能である。ＳＴＡは、その伝送が、ＲＳＣＡの下でだけ、さらにオプションとして、ＲＭＣＡの下で行われるべきことを示さなければならない。

ＲＦトラフィックデリバリおよびＳＲＡ割り当ては、所与のトラフィックのＱｏＳ要件を満たすように、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ期間中にスケジュールされる。ＡＰは、割り当てられたＳＲＡに関するパラメータをＥＢの中で告知する。ＳＴＡは、十分な長さのＳＲＡ中に複数フレーム交換シーケンスを開始して、複数のそのようなシーケンスを実行することができる。ＳＲＡ割り当ては、様々なトラフィック特性を有し、ＢＳＳ固有のＱｏＳポリシーの対象となるユーザらに属する待ち状態のトラフィックについての、ＢＳＳ全体にわたるＲＣの知識に基づくことが可能である。

ＳＲＡ割り当ておよびＳＲＡ変更には、２つ以上のＳＴＡ間におけるデータの交換のためのＳＲＡの作成、変更、および終了が関わる。ＳＴＡは、そのＳＴＡがサポートするアプリケーションに応じて、１つまたは複数の接続をサポートすることができる。所与のタイプのトラフィックに応える接続のためのＳＴＡへのＳＲＡ割り当てには、１つまたは複数のスーパーフレームにわたるＳＲＡ割り当ての作成がかかわる。割り当ては、接続の存続期間中に、要求に応じて変更されることが可能である。２つ以上のＳＴＡ間におけるＳＲＡの作成、変更、および終了は、リソース割り当て要求メッセージおよびリソース割り当て応答メッセージを使用する、発信元ＳＴＡとＡＰの間におけるネゴシエーションによって実行される。ＳＲＡにインデックスが割り当てられると、ＳＲＡは、変更されること、または終了されることが可能である。ＡＰに関連付けられたＳＴＡだけが、ＳＲＡ割り当てを求めてＡＰにリソース割り当て要求メッセージを送信する。

ＳＲＡに関するアクセス遅延は、アクセスに関する優先順位をＭＳＲＡの中に含めることによって管理されることが可能である。アクセスが許可されると、要求されるＱｏＳで無線媒体／チャネルへの保証されたアクセスが存在する。

ＳＲＡの作成のために、発信元ＳＴＡは、目標ＳＴＡとの新たな接続を求めるリソース割り当て要求をＭＳＲＡの中でＡＰに送信し、宛先アドレスリストを目標ＳＴＡアドレスに、リソースインデックスを、未割り当てのステータスを示す既定値に、ＲＡＲ ＩＤを、ネゴシエーションの時間を表す一意の値に、ＲＡＲタイプを準静的割り当てまたは動的割り当てに、他のすべてのパラメータを適切な値に設定する。

ＡＰは、発信元ＳＴＡからリソース割り当て要求メッセージを受信すると、リソースインデックスフィールドが、未使用の値に、他のすべてのパラメータが、適切な値に設定されたＭＳＲＡの中で、リソース割り当て応答メッセージで発信元ＳＴＡに応答する。スーパーフレーム当たりのサービス時間、およびサービス間隔により、準静的ＳＲＡ割り当ての時間、および繰り返す形での、スーパーフレームに関する割り当ての頻度が決まる。スーパーフレーム当たりのサービス時間、サービス間隔、および最大サービス時間により、そのデータバーストに関して、動的ＳＲＡ割り当ての時間、スーパーフレームに関する割り当ての頻度、およびサービス時間が決まる。

次に、ＡＰが、その新たに割り当てられたＳＲＡでＥＢを更新することができる。ＡＰは、ＥＢおよびリソース割り当て応答の中で（共同で、または個々に）ＳＲＡの作成を告知する。また、ＡＰは、宛先ＳＴＡに関する接続の作成も告知する。

割り当てられたＳＲＡの変更は、リソースインデックスフィールドが、割り当てられた値に設定され、他のすべてのフィールドが、所望に応じて変更されたリソース割り当て要求メッセージをＡＰに送信することにより、達成されることが可能である。これは、３つの形で行われることが可能である。第１に、変更が、ＭＳＲＡを使用して実行される。第２に、リソース割り当て要求メッセージが、ＳＲＡ内でデータに結合されることが可能である。対応する応答は、ＳＲＡの中で、ＡＰからのデータに結合されることが可能であり、次のスーパーフレームにおいて効果を生じる。別の方法は、以上のメッセージ交換をＯＲＡの中でサポートすることである。

割り当てられたＳＲＡの終了は、応答インデックスフィールドが、割り当てられた値に設定され、他のすべてのフィールドが、空白またはゼロに設定されたリソース割り当て要求メッセージをＡＰに送信することにより、達成されることが可能である。発信元ＳＴＡだけが、確立されたＳＲＡを終了させることができる。

補助的なＳＲＡは、ＡＰからＳＴＡへの最後のメッセージ伝送のヘッダの中のセットアップ情報を、その所与のＳＲＡの中に含めることによってセットアップされることが可能な、１回限りの割り当てである。ダウンリンクトラフィックストリームに関して、ＡＰは、リソース割り当て情報をデータパケットに結合することができる。アップリンクに関して、ＡＰは、その補助的なＳＲＡ情報をデータパケットに結合することができる。補助的なＳＲＡ情報は、実際の割り当て情報であっても、あるＯＲＡにおいてリッスンする指示であってもよい。

スーパーフレームのＩＥＥＥ８０２．１１ｎ期間内のＳＲＡ位置は、ＥＢの中で指定される。ＳＲＡ位置情報は、Ｎ個のＥＢの後に変更されることが可能である。数Ｎは、アプリケーションとシステム要件の少なくとも１つに基づくことが可能である。これにより、ＥＢにおけるオーバヘッドが低減される。レガシーＣＰが存在する場合、その情報は、ＥＢごとに送信されなければならない。これは、レガシービーコンのずれが、ＥＢによって対処されることが可能であることを確実にするためである。

割り当てられたＳＲＡの中で、発信元ＳＴＡは、１つまたは複数のフレーム交換シーケンスの伝送を開始することができ、すべてのそのようなシーケンス、およびシーケンス内のフレームは、連続するパケット伝送に関するＳＩＦＳ（短いフレーム間スペース）間隔によって、またはパケットとＡＣＫの間の他の定義された間隔によって隔てられる。ＳＴＡは、送信すべきデータを全く有さない場合に限って、ＰＨＹ層情報を送信することができる。ＡＰは、ＰＨＹ層情報を使用して、ＡＰとＳＴＡの間におけるチャネル状態情報を知ることができる。図６および図７は、本発明による、それぞれ、ＡＣＫを伴う、またはＡＣＫを伴わないフレーム交換シーケンス実施例のブロック図である。

ＲＣは、割り当てられたＳＲＡの時間が、最大のコンテンションフリー時間（ｄｏｔ１１ＣＦＰＭａｘＤｕｒａｔｉｏｎ）および最大の滞留時間（ｄｏｔ１１ＭａｘＤｗｅｌｌＴｉｍｅ）の標準の諸要件を満たして、非ＡＰのＳＴＡが、それらの制約を確認することなしに、割り当てられたＳＲＡを使用することができるようにすることを確実にする。それらの限度の範囲内で、任意の所与のＳＲＡ中にどのようなＭＳＤＵおよび／またはＭＰＤＵが伝送されるかに関する決定が、ＳＲＡを割り当てられたＳＴＡによって行われる。

割り当てられたＳＲＡ中に、ＳＴＡが、そのＳＴＡにアドレス指定されたフレームを受信し、確認応答を要する場合、ＳＴＡは、ＮＡＶとは無関係にＡＣＫ（確認応答）で応答する。ＳＴＡに割り当てられたＳＲＡ中、ＳＴＡは、ＮＡＶとは無関係にフレーム交換シーケンスを開始することができる。

割り当てられたＳＲＡの未使用の部分は、ＲＣに戻される。ＳＴＡが、ＳＴＡに割り当てられたＳＲＡの中で送信すべきトラフィックを全く有さない場合、またはＭＳＤＵが、割り当てられたＳＲＡ内で送信するには長すぎる場合、ＳＴＡは、伝送終了標識を送信する。割り当てられたＳＲＡの中で、対応するＳＴＡからの伝送が全く存在しない場合、ＡＰは、ＤＩＦＳ（ＤＣＦフレーム間スペース）期間（ＳＩＦＳ期間より長い）の後、無線媒体を奪取し、その無線媒体をＯＲＡとして使用する。

ＯＲＡは、関連付けられたＳＴＡが、ＡＰとデータパケットを交換することができる、非接続ベースのアクセスを可能にする。ＯＲＡは、通常、スーパーフレームの、他の未割り当ての部分の中で、または未使用のＳＲＡの中でさえセットアップされる。ＡＰは、ダウンリンク方向とアップリンク方向の両方で、ＯＲＡ中にデータ交換を調整する。アップリンク方向において、ＡＰは、送信機会をＳＴＡに割り当てることにより、これを実現する。交換されるパケットの内容は、制御パケットまたはデータパケットであることが可能である。伝送は、ユニキャスト伝送、マルチキャスト伝送、またはブロードキャスト伝送であることが可能である。

ＯＲＡは、接続ＩＤセットおよび／またはＳＴＡセットに割り当てられることが可能である。その情報は、ＥＢの中で送信される。ＡＰが、このモードの間におけるデータ送信およびデータ受信を制御する。

ＯＲＡに関するいくつかのアプリケーションは、以下のとおりである。すなわち、ＡＰが、任意のＳＴＡにデータパケットを送信することが可能であり、そのＳＴＡが、データパケットまたはＡＣＫで応答することが可能である。ＯＲＡに参加するのに、ＳＴＡは、ＯＲＡ中にリッスン(Listen)しなければならない。ＡＰは、メッセージをブロードキャストする、もしくはマルチキャストすること、あるいは様々なＳＴＡを多重化することができる。ＯＲＡにおいてサービスを受けるＳＴＡは、ＥＢの中で定義される。ＡＰは、集約されたダウンリンク伝送を１つまたは複数のＳＴＡに送信することができる。ＳＴＡは、ＡＰから制御情報を受信すること、またはチャネルフィードバックなどの制御情報を送信することができる。

ＳＲＡ割り当てが、最終のシーケンスがＳＲＡ時間限度を超えてはならないという制約だけを伴って、１つまたは複数の交換シーケンスを伝送するのに使用される。ＲＭＣＡは、リソース割り当て通知ＩＥの中のＴＳ Ｉｎｆｏフィールドのアクセスポリシーサブフィールドの適切な設定によって許されているのでない限り、確立されたトラフィックストリームに属するＭＳＤＵを伝送するのに使用されてはならない（スケジューリング、およびＳＲＡの割り当てのためにＲＣによって受け入れられた後）。

レガシーＭＡＣからのスーパーフレーム構造が、本発明のＭＡＣにおいて保持されている。特に、レガシーサービスが存在する場合、レガシーの場合と同様に、ビーコン、ＣＦＰ、およびＣＰが存在する。レガシーサポートが有効にされていない場合、ビーコン、ＣＰ、およびＣＦＰにおけるあらゆるレガシーサポートは、オプションとなる。

レガシー機能との比較
ＲＣフレーム交換シーケンスが、主に、ＣＦＰ内のＩＥＥＥ８０２．１１ｎ期間においてＳＴＡの間で使用されることが可能である（ＰＣＦにおいて使用されるＰＣにおける場合と同様に）。しかし、ＲＣフレーム交換シーケンスは、オプションとして、ＰＣまたはＨＣの機能を実施することもできるものの、いくつかの形でＰＣおよびＨＣとは異なる。最も重要な違いは、ＲＣが、指定された時間のＳＲＡを非ＡＰのＳＴＡに割り当て、管理機能のために様々なタイプのＭＳＲＡも割り当てることである。

また、ＲＣは、フレームフォーマット、フレーム交換シーケンス、ならびにＰＣＦおよびＨＣＦに関する他の適用可能な諸規則を使用して、関連付けられたＣＦポーリング可能なＳＴＡにＣＦ−ＰｏｌｌをもたらすＰＣとして、かつ／またはＱｏＳ（＋）ＣＦ−ＰｏｌｌをもたらすＨＣとしても動作することが可能である。

様々なタイプの物理層をサポートするＭＡＣのシグナルおよび特徴を以下に説明する。

ＭＡＣは、受信電界強度、干渉レベル、チャネル情報、および送信器較正を含め、様々な物理層の必要性に関する測定フレームをサポートする。ＡＰは、特定のチャネル（ＡＰのチャネル以外であることが可能である）における干渉、受信されたＲＳＳＩ（受信強度信号標識）（他のＡＰ群からの）を測定することができる。ＡＰは、パスロス測定に関する信号を送信することができる。送信されるパケットは、送信電力を含むのに対して、応答フレームは、受信電力を含む。以上の測定は、ＯＲＡにおいてスケジュールされて、小さい較正フレームを送受信する。ＡＰにおいて、または別の場所で実装される物理層、または別の機構が、ＭＡＣに対する何らかのレイヤ間メッセージングを介して、要求される測定のタイプおよび数を示すことができる。

ＡＰ送信器較正のために、ＡＰは、ＳＴＡを使用して、ＡＰの較正に役立てることができる。ＳＴＡは、ＳＴＡの送信アンテナ較正のために、オープンＭＲＡにおいて要求を送信する。ＡＰは、通常のＭＲＡおよび／またはオープンＭＲＡにおいて、ＳＴＡにＡＰの送信器を較正させる。較正のために送信されるパケットの中の通常のフィールドは、ＴＸ較正として設定された測定タイプ、およびＳＴＡ ＩＤである。応答は、非ＭＩＭＯ局に関するすべての測定要求に関するＲＳＳＩ情報、およびＭＩＭＯ対応のＳＴＡに関するチャネルパラメータを含む。

ビームステアリングデバイスに関するサポートが、以下のとおり提供される。すなわち、ＡＰまたはＳＴＡがビームステアリングモードになっていることを示すことができる。アンテナ較正のために測定信号に類似した正しいビームを選択するために、特殊なパケットが、使用されることが可能である。

ＡＰは、タイミング情報をＳＴＡに送り返すことを許される。ＡＰは、スロット付きＡｌｏｈａスロットからのオフセットからのタイミング情報を検出することができる。その情報は、ＯＦＤＭＡシステムまたは２０ＭＨｚ／４０ＭＨｚシステムに役立つ可能性がある。

ＡＰおよびＳＴＡは、ある物理的特性、またはＡＰをＳＴＡから示し、区別するのに使用されることが可能なビットを含むことが可能である。

ＡＰのＭＩＭＯ能力に関する情報は、レガシービーコンの中の追加のフィールドとして送信されることが可能である（そのような情報が、復号化のために必要でない場合）。ＭＩＭＯ能力パラメータは、ＥＢ上の物理層の量として送信されることが可能である。他のパラメータは、ＡＰが、ＭＩＭＯ対応であるか否かの指示、およびＭＩＭＯ能力の詳細を含むことが可能なＥＢ ＭＡＣ情報として送信されることが可能である。ＳＴＡは、ＳＴＡのＭＩＭＯ能力情報を関連付けメッセージの中で送信する。

ＭＡＣヘッダは、チャネル品質やチャネル状態などの、チャネルフィードバック情報についてのオプションのＩＥを含む。この情報は、別個のパケットとして送信されること、またはデータパケットおよび／またはＩＥＥＥ８０２．１１ ＡＣＫパケットに結合されることが可能である。オプションとして、それらのパラメータのいくつかは、物理層の情報として送信されてもよい。

ＨＡＲＱ能力は、関連付け要求および関連付け応答の間に交換される。しかし、ＨＡＲＱは、あるアプリケーション、またはあるチャネルタイプに関してだけ、セットアップされることが可能である。したがって、ＨＡＲＱは、ＢＷ要求パケットおよびＢＷ応答に結合されることが可能である。パケットは、アプリケーションの途中でＨＡＲＱを開始するように提供される。これは、現行のＩＥＥＥ８０２．１１ｅ標準におけるブロックＡＣＫに関して使用される哲学に従うように行われる。

ＨＡＲＱフィードバック情報は、別個のパケットとして送信されること、またはデータパケットに結合されることが可能である。一部の情報は、ＭＡＣによって生成され、受信されるものの、ユーザデータよりもよく保護されること（例えば、より良好な符号化、またはより低次の変調を使用して）、または別個に符号化され、インターリーブされることが可能である。

リソース（すなわち、時間および／または周波数）が、ユーザ、または様々なユーザのセットに割り当てられる。アプリケーションの待ち時間要件に基づき、数十ミリ秒または数百ミリ秒が経過するたびに、チャネルが、数ミリ秒にわたって割り当てられることが可能である。また、背景アプリケーション（ＮＲＴトラフィック）のケースでは、チャネルは、利用可能性に基づいて割り当てられる。リソースは、いずれのＯＦＤＭベースのＩＥＥＥ８０２．１１システムに関しても、アプリケーションの時間にわたって絶え間なく割り当てられることはない。しかし、ＭＩＭＯが効率的に動作するのに、チャネル推定が要求される。

ＡＰ（またはＳＴＡ）が、ＰＨＹ層ＳＹＮＣＨ、およびチャネル情報に関するプリアンブルを送信する。リソースは、ＳＴＡ、またはＳＴＡセットに明確に割り当てられるので、ＭＡＣパケットを送信する必要はない。リソースが、複数のＳＴＡに割り当てられる場合、それらのＳＴＡは、チャネル推定のためのＰＨＹ層情報を送信しない。詳細は、リソース割り当て要求中、およびリソース割り当て応答中にネゴシエートされることが可能である。ＰＨＹヘッダは、予約されたビットの１つを使用して、ＰＨＹの後に続くＭＡＣパケットが全く存在しないことを示すことができる。

ＳＴＡは、パケットのスケジュールされた時刻より前にパケットをリッスンして、他のＳＴＡに送信されるパケットからチャネル推定情報を獲得することができる。これは、ＭＡＣヘッダから送信元アドレス情報を復号化することを要求する。また、これは、ＰＨＹヘッダが、伝送がＡＰからであるという何らかのＩＤを有する場合にも行われることが可能である。

ＡＰは、２０ＭＨｚレガシーデバイス、２０ＭＨｚＩＥＥＥ８０２．１１ｎデバイス、および４０ＭＨｚ ＩＥＥＥ８０２．１１ｎデバイスをサポートする必要がある可能性がある。図８は、本発明によるビーコンおよびＥＢ伝送に関する図である。ＡＰは、ＥＢを隣接する２０ＭＨｚ帯域の両方で送信する。ＥＢは、同時に送信されることも、時間をずらして送信されることも可能である。しかし、リソース割り当て情報は、２０ＭＨｚ動作または４０ＭＨｚ動作に依存して、２つのビーコンにおいて異なる可能性がある。

各デバイスが、そのデバイス独自の２０ＭＨｚ帯域でリッスンする。ＥＢは、デバイスに、スケジュールされた伝送、および競合期間の詳細について知らせる。ＡＰは、異なる帯域における２つの２０ＭＨｚデバイスを同時にサポートする何らかのスマートスケジューリングを必要とする可能性がある。２つの隣接する２０ＭＨｚ帯域からの干渉を回避するため、ＡＰは、その２つのＳＴＡへの送信／その２つのＳＴＡからの受信が、同時に行われるべきことを確実にしなければならない可能性がある。すべてのフレームのＭＡＣヘッダの中のオプションのＩＥは、所与の時点におけるＡＣＫ伝送をスケジュールするために提供される（ＳＩＦ時間内にＩＥＥＥ８０２．１１ ＡＣＫを送信する代わりに）。

各デバイスは、２０ＭＨｚ ＥＢのいずれかをリッスンする。両方のＥＢとも、スケジュールされた伝送および／または競合期間について、４０ＭＨｚデバイスに関する同一の情報を送信する。

ＩＥＥＥ８０２．１１標準は、定義されたＦＨ（周波数ホッピング）システムを有する。ビーコン要素の中で定義されたＦＨパラメータセットが、ＦＨ ＰＨＹを使用するＳＴＡに関する同期を可能にするのに必要なパラメータセットを含む。ビーコンの中で送信される情報が、図９に示されている。情報フィールドは、滞留時間パラメータ、ホップセットパラメータ、ホップパターンパラメータ、およびホップインデックスパラメータを含む。７９のホップパターン、および７７のホップインデックス（３つのホッピングシーケンスセットの間で分けられる）を有する３つのホッピングシーケンスセットが存在する。ＦＨ滞留時間は、ＭＡＣによって決められる。推奨される滞留時間は、１９タイムスロット（およそ２０ミリ秒）である。

ビーコンは、２０ＭＨｚ ＢＷの重なり合わない周波数、または重なり合う周波数の間における独自のホッピングの情報を含む。このことは、ビーコンが、すべての周波数上で、より頻繁に送信されることを要求する可能性がある。これは、標準における場合と異なる。各チャネルが、１ＭＨｚだけ、他方のチャネルから分離された１ＭＨｚ帯域を有する。周波数ホッピング情報は、関連付け応答中、またはリソース割り当て応答中にＳＴＡに送信される。ホッピングパターンは、任意のＳＴＡ−ＡＰ間のデータ交換に、またはＳＴＡ間のデータ交換に適用されることが可能である。このスキームでは、周波数は、絶え間ない周波数ホッピングの代わりに、一部のＳＴＡに関してだけ、オプションとして変更され、迅速なホッピングにより、待ち時間要件が厳しい場合に、ＱｏＳが改善される。

本発明によれば、ＭＡＣは、オプションとして、パケット転送をサポートする。１つまたはいくつかのノードが、パケットを転送することが可能である。転送の概念は、ＭＥＳＨネットワークに、または宛先ノードに関するＰＥＲ（パケット誤り率）を向上させるのに役立つ可能性がある。宛先ノードが中継パケットを受信する従来のメッシュ技術に加え
現行のＩＥＥＥ８０２．１１システムでは、パケットは、複数の宛先アドレスを有することが可能である。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎに関する転送は、以下の方法によって有効にされることが可能である。１）Ｔｏ ＤＳフィールドとＦｒｏｍ ＤＳフィールドがともに「１」ではない場合、ＭＡＣヘッダの中の現在、未使用のアドレス４フィールドが、パケット転送における中間アドレスのために使用されることが可能である。
２）情報ビットマップが、宛先ノードおよび転送ノードのアドレスを示すように追加されることが可能である。転送ノードは、パケットを再び送信する。
３）パケットは、マルチキャストパケットとして示されていないが、複数の宛先アドレスを有することが可能である。その場合、アドレスフィールドの中の最初のアドレス、または最後のアドレスなどの、宛先ノードに関する、あらかじめ決められた位置が存在することが可能である。

リソース割り当て方法は、転送ノードと宛先ノードの間でリソースを割り当てることをサポートする。これは、以下のステップを使用して行われることが可能である。リソース割り当て中にパケットの中で、トラフィックストリームが別のノードからの転送を要求するという指示が、行われる。情報（ＱｏＳ、要求されるデータ率などの）が、転送ノードと宛先ノードの間でリソースをセットアップするために送信される。リソースが設定された後、送信元ノードが、パケットを送信する。指定された中継器が、そのパケットを受信し、ＳＩＦＳ遅延の後、そのパケットを再伝送する。パケットは、オプションとして、再伝送の前に再符号化されてもよい。受信側ノードは、中継されたパケットを受信した後、ＡＣＫを戻す。ＡＣＫは、同一の機構を使用して戻され、あるいは、オプションとして、中継器を介さずに直接に戻される。

フレームフォーマット。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ ＭＡＣ層のために変更される、または追加される必要があるフレームフォーマットを以下に開示する。

テーブル１において、変更された（イタリック体になっている）フレーム、および新たなフレームが、タイプおよびサブタイプに応じてリストアップされている。

新たなフレームのいくつかは、制御タイプの下にリストアップされているが、それらのフレームは、管理タイプとして分類されてもよいことに留意されたい。それらのフレームは、予約されている管理サブタイプ値が、あと１つだけしか存在しないため、制御タイプの下に現在、リストアップされている。

２つの制御フレームが、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ ＳＴＡ向けのリソース割り当て要求およびリソース割り当て応答をサポートするように追加される。

ＲＡＲメッセージが、すべてのタイプのデータ（すなわち、ＮＲＴおよびＲＴ）に関するリソース割り当てを要求する、変更する、または終了させるのに使用される。ＲＡＲフレーム構造が、図１０に示されている。ＲＡＲフレームのフレーム本体は、図１１に示される情報を含む。長さフィールドは、後に続くＲＡＲブロック（ＳＴＡから複数が存在する可能性がある）の長さに対応する。各ＲＡＲブロックは、図１２に示される構造を有する。宛先番号は、送信側ＳＴＡによって求められる受信側ＳＴＡ（ユニキャスト／マルチキャスト）番号を示す。

宛先アドレスリストは、受信側ＳＴＡのアドレスを指定する。ＲＡＲ ＩＤは、ＲＡＲの識別番号である。リソースインデックスは、リソース割り当てに関する識別番号である。ＲＡＲタイプは、ＳＲＡが動的であるか、または準静的であるかを示す。ＲＡＲ指定は、リソース要求のＱｏＳ要件を指定するＩＥである。

リソース割り当て応答メッセージが、すべてのタイプのデータに関するリソース割り当てのＲＡＲ、変更、または終了に応答するのに使用される。フレーム構造が、図１３に示されている。リソース割り当て応答メッセージのフレーム本体が、図１４に示されている。ＲＡＮ（リソース割り当て通知）ＩＥは、割り当てられたリソースについての情報を含む。２つのオプションが存在する。第１に、リソース割り当て応答は、いくつかのＳＴＡに関して時間的に隣接して行われて、２つのリソース割り当て応答の間におけるガードタイムオーバヘッドを無くすことが可能な、個別のリソース割り当て要求に対する応答である。第２に、リソース割り当て応答は、リソース割り当て要求を行ったＳＴＡ群に対する一括応答（ＲＡフィールドが、ブロードキャストに設定されている場合）であることも可能である。これは、オーバヘッドを減らすのに効率的であるが、ブロードキャスト／マルチキャストに関するＡＣＫは存在しないので、信頼性が低下するというコストを被る。

管理フレームは、図１５に示される一般的なフォーマットを有し、フレーム制御フィールドの中のタイプサブフィールドは、管理に設定されている。

既に割り当てられているＳＲＡが解放されると、そのＳＲＡは、別のトラフィックストリームに割り当てられることが可能である。

関連付け／再関連付け要求メッセージは、ＭＩＭＯ能力、パイロットトーンパターンに関する副搬送波、および電力節約能力を示すデバイスタイプを含むように変更される。以上の情報は、既存の関連付け／再関連付け要求メッセージの能力フィールドの中の予約されたビットを使用して収容されることが可能である。再関連付けは、新たなＡＰに対してであることが可能である。

ビーコンフレームは、フレーム制御フィールドの中でサブタイプがビーコンに設定された、管理フレームのフレームフォーマットを有する。ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ ＳＴＡ向けのＥＢに対するポインタが、既存のビーコンに追加される。フレーム本体は、太字フォントになっている変更を伴う、テーブル２に示された情報を含む。

ＥＢフレームは、フレーム制御フィールドの中でサブタイプがＥＢに設定された、管理フレームのフレームフォーマットを有する。フレーム本体は、テーブル３に示される情報を含む。

サブタイプ、アクションの管理フレームは、現行のＩＥＥＥ８０２．１１ｈ標準およびＩＥＥＥ８０２．１１ｅ標準において、測定要求パケットおよび測定応答パケット、ＱｏＳ（ＩＥＥＥ８０２．１１ｅサポート）などのために使用される。アクションフレームは、アンテナ較正、拡張されたＤＬＰメッセージ、チャネルフィードバック情報、およびＨＡＲＱセットアップのために使用される。

以下のアクションフレームが、ＤＬＰカテゴリの下で追加される。
１）ＤＬＰ発見要求 ＱＳＴＡが、パケットをＡＰに送信して、アプリケーション要件を送信することによってデバイスのＭＡＣアドレスを獲得する。
２）ＤＬＰ発見応答 ＡＰが、デバイスのＭＡＣアドレスで応答する。
３）ＡＰによるＤＬＰ解体 ＡＰによるＤＬＰ解体のためのアクションフィールドを追加する。フレームには、タイマと呼ばれる情報がファイルされる。ＡＰは、ＱＳＴＡが、その時間内にＱＡＰにＤＬＰ解体メッセージを送信するものと予期する。
４）ＤＬＰ測定要求 ＤＬＰ測定要求に関するアクション項目値をＱＡＰ３３１５からＱＳＴＡ３３０５に追加する。ＤＬＰ測定要求は、ＱＳＴＡ３３１０の能力情報を含む。
５）ＤＬＰ測定応答 ＤＬＰ測定応答に関するアクション項目値をＱＳＴＡ３３０５からＱＳＴＡ３３１５に追加する。ＤＬＰ測定応答は、測定情報、およびＱＳＴＡ３３１０のＭＡＣアドレスを含む。

ＤＬＰ要求フレームは、２つのＳＴＡの間で最適なＰＨＹデータ率、および他のいくつかのチャネル特性を送信する追加の要素を含むように変更される。

ＨＡＲＱプロセスを開始するための新たなカテゴリが、本発明に従ってアクションフレームの中で作成される。２つのタイプのアクションフィールド、ＨＡＲＱ要求およびＨＡＲＱ応答が存在する。ＨＡＲＱパラメータの詳細は、標準による合意されたパラメータに基づき、後に埋められることが可能である。パラメータの一部には、応答ＩＤ、Ｈ−ＡＲＱ指示、Ｈ−ＡＲＱ ＡＣＫ遅延、ならびに使用される符号化および変調のスキームが含まれるが、以上には限定されない。また、開始情報が、リソース割り当て−要求パケットの中に結合されることも可能である。

測定のための新たなカテゴリは、以下のとおり作成される。
１．）初期アンテナ較正
この測定カテゴリでは、アンテナ較正要求−応答パケットのためのアクションフィールドが、定義される。ＩＥＥＥ８０２．１１ ＡＣＫの代わりに、応答パケットが送信されることが可能である。応答パケットは、ＲＳＳＩ情報またはチャネル状態情報を含む。
２．）ビームステアリング測定
この測定カテゴリでは、ビームステアリング較正要求および応答パケットのためのアクションフィールドが、定義される。ＩＥＥＥ８０２．１１ ＡＣＫの代わりに、応答パケットが送信されることが可能である。応答パケットは、ＲＳＳＩ情報またはチャネル状態情報を含む。アクションフィールドは、ビームステアリングの開始および終了の指示についてのサブフィールドを有することが可能である。これは、ＳＴＡまたはＡＰが、ビームステアリング測定パケットの代わりに、実際のデータパケットを使用することによって実行中のビームステアリングについて他方の側に知らせることを望む場合、使用されることが可能である。
３．）タイミングオフセットメッセージ
ＡＰは、スロット付きＡｌｏｈａ期間における伝搬遅延に起因するＳＴＡのタイミングオフセットを測定することができる。ＡＰは、タイミングオフセット情報をＳＴＡに送信する。タイミングオフセット情報は、ＳＴＡによって、ＥＢを基準としてＳＴＡの時刻を調整するのに使用される。
４．）測定情報
この測定カテゴリでは、測定のためのアクションフィールドが、定義される。それらのフィールドは、ＲＳＳＩ、ならびに干渉測定要求および干渉測定応答を示す。それらのフィールドは、チャネルＩＤを有するサブフィールドを含む。

チャネル品質やチャネル状態などのチャネル情報が、ある周波数で、送信器側に送信される必要がある。また、ＨＡＲＱ ＡＣＫも、ＨＡＲＱセットアップパラメータに基づき、同期で、または非同期で送信される必要がある。この情報は、データに結合されたオプションのＩＥとしてＭＡＣヘッダの中で、または別個のパケットとして送信されることが可能である。

管理フレーム本体構成要素
固定のフィールド
ＳＴＡが、同期する別の機会を有するように、ＥＢのタイムスタンプ（ビーコンの中のタイムスタンプと同様の）が、含められる。このタイムスタンプは、ＴＳＦ（時間同期機能）タイマの値を表す。

ＩＥは、管理フレームおよび制御フレームにおける可変長のフレーム本体構成要素である。ＩＥは、１オクテットの要素ＩＤフィールドと、１オクテットの長さフィールドと、可変長の要素固有情報フィールドとを含む、図１６に示された一般的なフォーマットを有する。

ＭＡＣフレームに対する変更、および新たな追加をサポートする有効なＩＥのセットが、テーブル４に与えられている。

ＳＳＩＤ（サービスセットＩＤ）要素、およびサポートされる速度要素は、ビーコンにおける場合と同一である。

ＯＦＤＭ ＭＩＭＯパラメータセット要素は図１７に示されている。ＯＦＤＭ能力フィールドは、ＯＦＤＭ ＰＨＹサポート情報を有する。ＭＩＭＯ能力フィールドは、ＭＩＭＯに関するサポートについての情報を有する。副搬送波マップ情報は、パイロットトーンおよび関連付けのための副搬送波を指定する。

ＣＰアクセス要素が、図１８に示されている。ＣＰ許可フィールドは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ ＳＴＡが、レガシー競合期間において競合することが可能であるか否かを示す。ＣＰ ＰＨＹ情報は、下位互換性のためにプリアンブルの中で使用するためのレガシーＰＨＹ情報を提供する。

図１９に示されたＥＢ要素は、ＥＢｓｓに関する周波、周波数帯域、および副搬送波を示す。

図２０に示されたＳＲＡスケジュール要素は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ期間におけるＳＲＡの数についての情報を含み、対応するＳＲＡ情報ブロックを伴う。

各ＳＲＡブロックＩＥは、スケジュールされたリソース割り当てに対応し、リソースインデックス、時間オフセット、ＳＴＡアドレス、およびリソース時間でＳＲＡを指定する。ＳＲＡブロックＩＥは、図２１に示されるとおり定義される。

ＭＳＲＡスケジュール要素は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ期間におけるＭＳＲＡの数を指定し、対応するＭＳＲＡ情報ブロックを伴う。ＭＳＲＡスケジュール要素は、図２２に示されるとおり、定義される。各ＭＳＲＡブロックは、管理スケジュールされたリソース割り当てに対応し、図２３に示されるとおり、ＭＳＲＡ ＩＤ番号、時間オフセット、時間、タイプ（関連付けられていないタイプおよび／または関連付けられたタイプ）、ＢＳＳＩＤ、パケットタイプ（制御またはデータ）、競合スキーム（スロット付きＡｌｏｈａまたはＣＳＭＡ／ＣＡ）を提供する。

ＯＲＡスケジュール要素は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ期間における割り当てられたＯＲＡの数についての情報を含み、対応するＯＲＡ情報ブロックを伴う。ＯＲＡスケジュール要素は、図２４に示されるとおり、定義される。

図２５に示される各ＯＲＡブロックＩＥは、オープンなリソース割り当てに対応し、リソースインデックス、時間オフセット、ＳＴＡアドレスリスト、およびリソース時間でＯＲＡを指定する。

ＲＡＲ指定ＩＥは、要求されたリソース割り当てに関するＱｏＳパラメータを含む。ＲＡＲ指定ＩＥは、図２６に示された構造を有する。ＲＡＲ指定ＩＥの中で定義されたパラメータセットは、使用される、または必要とされる可能性があるよりも豊富であり、未使用のフィールドは、メッセージビットマップを使用して空白に設定される。

ＲＡＲタイプフィールドは、ＲＡＲ指定フィールド情報要素のフォーマットを決定する。ＲＡＲタイプが、準静的である場合、ＲＡＲ指定ＩＥは、フィールドのほとんどを含む。しかし、ＲＡＲタイプが、動的である場合、ＲＡＲ指定ＩＥは、使用されないフィールドが、０に指定される可能性がある。ＴＳ Ｉｎｆｏフィールドは、トラフィックタイプ（ＮＲＴ、ＲＴ）、方向、ＭＡＣ、ＡＣＫポリシー、アクセスポリシー（ＲＭＣＡおよび／またはＲＳＣＡ）などについての情報を含む。公称のＭＳＤＵサイズは、トラフィックのオクテット単位で公称サイズを指定する。最大ＭＳＤＵサイズは、トラフィックのオクテット単位で最大サイズを指定する。最大サービス間隔は、２つの相次ぐサービス期間の合間の最大時間である。サービス開始時刻は、ＳＴＡが、フレームを送信する準備ができた時刻をＡＰに示す。最小データ率は、そのトラフィックに関するＭＳＤＵのトランスポートのために、ＭＡＣ ＳＡＰにおいて指定された最低のデータ率である。平均データ率は、そのトラフィックに関するＭＳＤＵのトランスポートのために、ＭＡＣ ＳＡＰにおいて指定された平均データ率である。ピークデータ率は、ＭＳＤＵの転送に関する許容できる最大のデータ率である。最大バーストサイズは、ピークデータ率においてＭＡＣ ＳＡＰに着信するＭＳＤＵの最大バーストを指定する。遅延範囲は、ローカルＭＡＣサブレイヤにおける着信から、宛先への成功した伝送または再伝送の完了まで、ＭＳＤＵのトランスポートに許される最大時間である。最小ＰＨＹ速度は、そのトラフィックに関する最小ＰＨＹ速度を指定する。余剰帯域幅許容差は、再伝送を見込むための余分な割り当てを示す。

リソース割り当て通知ＩＥは、要求されたリソース割り当てに関する応答を含む。リソース割り当て通知ＩＥは、図２７に示される構造を有する。ＲＡＲ ＩＤは、ＲＡＲの識別番号である。リソースインデックスは、リソース割り当てのＩＤである。ＴＳ Ｉｎｆｏフィールドは、ＭＡＣ ＡＣＫポリシー、アクセスポリシー（ＲＭＣＡおよび／またはＲＳＣＡ）などについての情報を含む。サービス開始時刻は、スーパーフレーム内の割り当て（音声などの、いくつかのトラフィックタイプに関して、複数である可能性がある）の開始に関するオフセットを指定する。スーパーフレーム当たりのサービス時間は、スーパーフレームにおける割り当てられた時間（ビーコン間隔）である。スーパーフレーム当たりの割り当ての数は、スーパーフレーム当たりのサービス時間が分割される等しい割り当ての数である。最大サービス時間は、いくつかのスーパーフレームにわたる割り当てを指定する。リソースタイプは、割り当てが、準静的であるか、または動的であるかを示す。ＥＢリスニング周期は、ＳＴＡが、タイミング情報に関してＥＢをどれだけ頻繁にリストする必要があるかを指定する。割り当てコードは、割り当てが成功したか否か、どのような条件下で成功したかについての情報を与える。

本発明によるＭＡＣのパフォーマンスが、ＮＲＴアプリケーションに関して現行のＩＥＥＥ８０２．１１ｅ ＭＡＣと比較される。インターネットファイル転送、Ｗｅｂブラウジング、およびローカルファイル転送などのＮＲＴアプリケーションのほとんどは、背景サービス、およびベストエフォートのサービスと考えられる。リソースは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅでも、本発明によっても、それらのアプリケーションに絶えず割り当てられることはない。現行のＩＥＥＥ８０２．１１ｅ ＭＡＣは、ＡＰおよびＳＴＡに、背景サービスとベストエフォートのサービスに関して同一の順位を与える。ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ ＭＡＣにおいて、ＡＰにおけるダウンリンクスループットが、ＳＴＡにおけるアップリンクスループットと比較して低いことは、よく知られている。本発明は、ＡＰに、より高い優先順位を与えて、データパケットの送信および受信を調整する。ダウンリンクスループット数値に関するシミュレーション結果は、全く与えられていないが、本発明のＭＡＣが、ダウンリンクトラフィックに不公平でないことは明白である。また、本発明は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅと比べてアップリンクスループットを向上させる。ＩＥＥＥ８０２．１１ｅおよび本発明が、バースト性のアップリンクトラフィックに関してシミュレートされる。

そのシミュレーションでは、特定のパケット誤り率が、想定される。データパケットとＡＣＫパケットには、異なるサイズのため、異なる誤り率が適用される。さらに、本発明のＭＡＣの場合、Ａｌｏｈａ部分において伝送される予約パケットには、異なる誤り率が適用される。

そのシミュレーションでは、あるパーセンテージの隠れリンクが、想定される。リンクは、２つのＳＴＡ間のパスとして定義される。例えば、１２名のユーザを有するシステムでは、６６のリンクが存在し、７つのリンクが、隠れているものと想定される。４名のユーザのケースに関して、６つのリンクが存在し、１つのリンクが、隠れているものと想定される。

パケット生成は、Ｐｏｉｓｏｎプロセスに従う。中間点は、所望のアプリケーションデータ率をもたらすように選択される。トラフィックジェネレータとＭＡＣの間のＴＣＰは、シミュレートされていない。しかし、指数関数的な着信間時間（ｉｎｔｅｒ−ａｒｒｉｖａｌ ｔｉｍｅ）の想定により、ＮＲＴデータパケット生成におけるバースト性が与えられる。

システムにおける負荷は、異なる２つの方法によって高められる。１つの方法では、ユーザの数は、一定に保たれる。しかし、平均データ率は、各ユーザに関して、システムが不安定になるまで高められる。他方の方法では、データ率は、一定に保たれるが、ユーザの数は、システムが不安定になるまで増やされる。

ＩＥＥＥ８０２．１１ｅの詳細は、本発明の範囲外である。シミュレータは、要求されるすべてのＩＥＥＥ８０２．１１ｅ ＭＡＣ機能を有する。シミュレーションのために使用されるパラメータは、テーブル５に与えられている。

シミュレーションでは、時間は、予約期間に分割され、各予約期間は、Ｓ−Ａｌｏｈａ部分、ブロードキャストチャネル部分、および伝送ウインドウを含む。これは、図２８に示されている。このシステムでは、衝突が、Ｓ−Ａｌｏｈａ部分において生じる可能性がある。シミュレーションでは、割り当てスキームは、ＦＩＦＯ（先入れ先出し）規則に従う。しかし、公平なスケジューリングアルゴリズムが、現実のインプリメンテーションにおいて考慮されなければならない。要求が、ＡＰによって受信された場合、ユーザは、ユーザのバッファに変化がない限り、その要求を再送信しない。要求は、ＡＰ「要求キュー」の中に留まる。

スロット付きＡｌｏｈａにおける各スロットの時間には、５０バイトのサイズの要求パケットのＳＩＦ＋伝送時間が含まれる。

シミュレーション遅延の目標は、所与の許容できる遅延に関する平均スループット、およびシステムにおけるすべてのユーザに関する平均伝送遅延を算出することである。遅延は、パケットが、ＡＰによって受信されることに成功した時刻と、パケットが、ユーザのバッファに到着した時刻の差として算出され、定義される。平均遅延は、すべてのユーザから伝送されたすべてのパケットに関して算出される。スループットは、シミュレーション全体にわたって伝送されることに成功したビットの総数を、合計シミュレーション時間で割った数値として定義される。すべてのシミュレーションに関する合計シミュレーション時間は、およそ１５０秒であった。

シミュレーションでは、アプリケーションデータ率は、各ユーザに関して２Ｍｂｐｓであるものと想定され、システムにおける様々なユーザ数に関する遅延およびスループットが、算出された。また、パケット誤り率が０であることも想定される。スループットおよび平均遅延に関する曲線が、図２９および図３０にそれぞれ示されている。システムにおけるユーザ数が増加するにつれ、遅延は、増加して、ついには、システムが不安定になる。キューが、蓄積しはじめると、遅延は、指数関数的に増加しはじめ、システムが不安定になる。遅延曲線は、システムが不安定になるまでに（不安定なシステムに関する遅延値は、意味がなく、図示されない）サポートされることが可能な最大ユーザ数を示す。本発明のＭＡＣの場合、それぞれ２Ｍｂｐｓで、合計で３２名のユーザがサポートされる。隠れノードのないＩＥＥＥ８０２．１１ｅシステムの場合、サポートされるユーザ数は、１回および３回であるパケット／伝送機会の数に関して、それぞれ、２２名および２８名である。１０％の隠れリンクを有するＩＥＥＥ８０２．１１ｅシステムの場合、サポートされるユーザ数は、１回および３回である伝送機会に関して、１８名および２２名である。

システムにおけるすべてのオーバヘッド（すなわち、フレーム間間隔、ヘッダ、プリアンブル、および確認応答）を考慮すると、実現可能な最大スループットは、提供される帯域幅の５５％であり、これは、およそ６６Ｍｂｐｓ（１２０Ｍｂｐｓという、想定される物理層の生のデータ率平均の場合）である。３２名のユーザでは、スループットは、およそ６４Ｍｂｐｓであり、これは、実現可能な最大値に近い。本発明における唯一の限界は、利用可能な帯域幅の限界である。

しかし、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅシステムにおいて、限界は、帯域幅の限界に起因するだけでなく、特に、隠れノードが存在するケースにおいて、衝突にもよる。隠れノードの確率が増加するにつれ、システム容量は、低下する。１０％の隠れリンクの場合、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅは、４４Ｍｂｐｓをサポートする。これは、本発明が、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅよりも、６０％のスループットの向上（４０Ｍｂｐｓから６４Ｍｂｐｓへの）をもたらすことを意味する。

この向上には、遅延が少し増加するというペナルティが伴う。遅延の増加の原因の１つは、ユーザが、帯域幅を求める要求をＡＰに送信するために、平均で３．５ミリ秒、待つ必要があることである（予約期間は、７ミリ秒であるので）。しかし、それらの遅延は、提供される負荷に応じて、数十ミリ秒から、最大で１００ミリ秒のオーダである。これは、ベストエフォートトラフィックのために背景として実行されているＮＲＴサービスに関して、大きい遅延ではない。

システム容量（平均ユーザスループットの観点で）
ユーザ数を固定し、各ユーザのアプリケーションデータ率を変化させた後、目的は、システムにおける所与のユーザ数に関して、ユーザ当たりのサポートされる最大データ率が、いくらであるかを見出すことである。隠れリンクのパーセンテージは、１０％、２０％、または３０％であるものと想定される。伝送機会は、すべてのケースで３回である。８名のユーザに関する結果が、図３１および図３２に示されている。

８名のユーザに関して、本発明は、ユーザ当たり８．２Ｍｂｐｓのアプリケーション速度をサポートすることができる。ＩＥＥＥ８０２．１１ｅシステムの場合、サポートされることが可能な最大データ率は、１０％、２０％、および３０％の隠れリンクのケースに関して、それぞれ、６．３Ｍｂｐｓ、５．５Ｍｂｐｓ、および５．２Ｍｂｐｓである。

同様のシミュレーションが、１２名のユーザに関して行われた。本発明は、ユーザ当たり５．４Ｍｂｐｓのアプリケーション速度をサポートすることができる。ＩＥＥＥ８０２．１１ｅシステムの場合、サポートされることが可能な最大データ率は、１０％、２０％、および３０％の隠れリンクのケースに関して、それぞれ、４．１Ｍｂｐｓ、３．６Ｍｂｐｓ、および３．３Ｍｂｐｓである。それらのより高いデータ率を得るために、遅延における小さいペナルティが存在する。

本発明は、ＲＴサービスに関して、保証されたＱｏＳを提供する。ＩＥＥＥ８０２．１１ｅは、ＥＤＣＡモードまたはＨＣＣＡモードでＲＴサービスをサポートすることができる。ＥＤＣＡでは、ＲＴサービスは、背景およびベストエフォート（主として、ＮＲＴサービス）より高い優先順位を得るが、保証されたＱｏＳは、得ない。ＡＰとＳＴＡはともに、リソースに関して競合する。しかし、ＡＰは、ＳＴＡよりわずかに高い優先順位を有する。ＥＤＣＡサービス上のＲＴサービスは、前段で示したのと同様のパフォーマンス数値を有する。ＨＣＣＡでは、ＲＴサービスは、セットアップ中にＱｏＳネゴシエーションに基づき、ある間隔でＳＴＡにポーリングを行うことによってセットアップされる。ＨＣＣＡは、保証されたＱｏＳを提供することができるが、アップリンクパケット転送を開始するのにポーリングパケットを送信する必要がある。ＳＴＡは、ＳＩＦｓ時間内にデータパケットまたはＩＥＥＥ８０２．１１ ＡＣＫパケットで応答する必要がある。また、ＳＴＡは、１００ミリ秒ごとに、（ビデオオンデマンドなどの）いくらかの情報を送信するのにさえ、絶えずリッスンする必要がある。本発明は、保証されたＱｏＳを提供するだけでなく、ＳＴＡが、常に起動していることも要求しない。ＲＴサービスだけをサポートするＳＴＡは、アプリケーションの特性に依存する量だけ、バッテリを節約することができる。（ＳＴＡは、拡張されたビーコンおよび／またはＳＲＡをリッスンするように起動しているだけでよい。本発明は、アップリンク転送ごとにポーリングパケットを要求しないので、データ率が低く、待ち時間が大きいアプリケーション（ＶｏＩＰなどの）に関するアップリンクにおいて、およそ１０％ないし２５％、より効率的である、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ ＭＡＣは、ＳＴＡ ＡＭＣが、ポーリングに応答して、ＳＩＦｓ期間内にデータパケットを送信することができない場合、それほど効率的でなくなる可能性がある。このことは、ＡＭＣターンアラウンド時間に厳しい要件を課し、そのようなことは、本発明のＭＡＣでは生じる可能性がなく、ＳＴＡは、スーパーフレームの先頭において、スケジュールされた送信および／または受信を認識している。

また、本発明は、ピアツーピア通信にも適用可能である。一般に、ＳＴＡは、ＢＳＳにおける他のＳＴＡに直接にフレームを送信することを許されず、フレームの伝送のために、常にＡＰに頼らなければならない。しかし、ＱｏＳファシリティ（ＱＳＴＡ）を有するＳＴＡは、ＤＬＰ（直接リンクプロトコル）を使用して、そのようなデータ転送をセットアップすることにより、別のＱＳＴＡに直接にフレームを送信することができる。このプロトコルの必要性は、意図される受信側が、電力節約モードになっている可能性があり、その場合、受信側は、ＱＡＰによってしか起動されることが可能でないことに動機付けられている。ＤＬＰの第２の特徴は、送信側と受信側の間で速度セット、およびその他の情報を交換することである。最後に、ＤＬＰメッセージを使用して、セキュリティ情報要素が付加されることが可能である。

ＤＬＰをセットアップするメッセージングプロシージャを説明する。図３３は、ＤＬＰシグナルのブロック図である。２つのＱＳＴＡ３３０５、３３１０の間でＤＬＰを開始するメッセージ交換が、以下の４つのステップに従う。すなわち、
１）別の非ＡＰ局３３１０と直接にフレームを交換することを目指す局３３０５が、ＤＬＰを呼び出し、ＤＬＰ要求フレーム３３２０ＡをＡＰ３３１５に送信する。この要求は、速度セット、ＱＳＴＡ３３０５の能力、およびＱＳＴＡ３３０５、３３１０のＭＡＣアドレスを含む。
２）ＱＳＴＡ３３１０が、ＢＳＳにおいて関連付けられており、ＢＳＳおよびＱＳＴＡ３３１０のポリシーにおいて直接ストリームが許されている場合、ＡＰ３３１０は、ＤＬＰ要求３３２０Ｂを受信側、ＳＴＡ３３１０に転送する。
３）ＳＴＡ３３１０が、直接ストリームを受け入れた場合、ＳＴＡ３３１０は、速度セット、ＱＳＴＡ３３１０の（拡張された）能力、およびＳＴＡ３３０５、３３１０のＭＡＣアドレスを含むＤＬＰ応答フレーム３３２５ＡをＡＰ３３１５に送信する。
４）ＡＰ３３１５が、ＤＬＰ応答３３２５ＢをＱＳＴＡ３３０５に転送し、その後、直接リンクが確立される。

ＤＬＰ解体は、２つのＱＳＴＡ３３０５、３３１０のいずれによっても開始されることが可能である。ＤＬＰ解体は、ＱＡＰ３３１５によっては開始されることが可能でない。ＱＳＴＡ３３０５、３３１０は、非活動時間有効期限の満了、またはアプリケーションの完了により、ＤＬＰを解体することができる。各ＱＳＴＡ３３０５、３３１０は、他のＱＳＴＡ３３０５、３３１０からパケット（データまたはＡＣＫ）を受信するたびに、タイマを再スタートさせる。タイマ有効期限内にパケットが全く受信されなかった場合、ＱＳＴＡ３３０５、３３１０は、ＤＬＰ解体のためにメッセージをＱＡＰ３３１５に送信する。以降、すべてのパケットは、ＱＡＰ３３１５を介して送信されなければならない。

ＱＳＴＡ３３０５とＱＳＴＡ３３１０はともに、標準において定義されたアクセス機構のいずれかを使用するデータ転送のために、直接リンクを使用することができる。また、ＱＳＴＡ３３０５、３３１０は、必要な場合、ブロックＡＣＫをセットアップすることもできる。必要な場合、ＱＳＴＡ３３０５、３３１０は、ＨＣを使用してトラフィックストリームをセットアップして、それらのストリームが、十分な帯域幅を有することを確実にすること、またはデータ転送のために、ポーリングされた送信器会（ＴＸＯＰ）を使用することができる。保護機構（ＨＣＣＡを使用して、ＲＴＳ／ＣＴＳを使用して送信すること、または非特許文献１において説明される機構などの）を使用して、他の局が、直接リンク伝送に干渉する確率を低減しなければならない。

ＱＳＴＡ３３０５は、ＤＬＰが、別のＱＳＴＡ３３１０に対してセットアップされる間に、以下のステップを使用してポーリングされる。ＤＬＰセットアップ（前段で定義した）の完了の後、ＱＳＴＡ３３０５が、ＱＡＰ３３１５（ＨＣ、ハイブリッドコーディネータ）とネゴシエーションを行って、ＱＳＴＡ３３０５がデータを送信するのに使用するＴＸＯＰを得る。この期間中に、能力に関連するＱＳＴＡ３３０５とＱＳＴＡ３３１０の間のネゴシエーションは、存在しない。この時間は、ＱＳＴＡ３３０５およびＱＡＰ３３１５だけによってネゴシエーションが行われる。ＱｏＳアクションフレームが、ＱＳＴＡ３３０５によって、トラフィックストリーム（すなわち、時間）を求める要求を送信するのに使用され、ＱｏＳアクションフレームが、ＱＡＰ３３１５によって、要求に応答するのに使用される。トラフィッククラスは、ＤＬＰセットアップの後にセットアップされるものと想定される。というのは、そうするのが、２つのＳＴＡが能力を交換した後に、ＢＷのネゴシエーションを行う論理的な形だからである。

ＱＡＰ３３１５は、ネゴシエートされた平均データ率、および最大サービス間隔に基づき、ある間隔の後にＱＳＴＡ３３０５にポーリングを行う。ＱＳＴＡ３３０５は、そのＴＸＯＰを使用して、ＱＳＴＡ３３１０からパケットを送受信する。しかし、ＱＳＴＡ３３０５は、ＱＡＰ３３１５からのポーリングにＡＣＫを行う第１のパケットを送信する。ＱＳＴＡ３３０５は、次に、パケットをＱＳＴＡ３３１０に送信し、ＱＳＴＡ３３１０は、ＤＡＴＡ＋ＡＣＫパケットで応答することができる。ＴＸＯＰごとに複数回のデータ転送が存在することが可能である。

ＤＬＰセットアップの後、ＱＳＴＡ３３０５および３３１０は、ＥＤＣＡ規則に基づき、あるＢＷのネゴシエーションを行うことができる。ＱｏＳアクションフレームが、ネゴシエーションのために使用される。ＥＤＣＡは、バックオフウインドウおよびＩＦＳ（フレーム間間隔）を変更することにより、異なるトラフィッククラスの優先順位を変更する。ネゴシエーションは、ある期間にわたって許される時間を決定する。ＱＳＴＡ３３０５、３３１０は、より高い優先順位のトラフィック（すなわち、バックオフウインドウおよびＩＦＳの設定）に関して、自らを自己監視しなければならない可能性がある。しかし、ＱＡＰ３３１５またはＱＳＴＡ３３０５、３３１０は、必要とする場合、最低の優先順位設定の下でパケット（高い優先順位トラフィックの）を送信することを許される。ＱＳＴＡ３３０５および／またはＱＳＴＡ３３１０は、ネゴシエーションが行われたＥＤＣＡパラメータに基づき、データパケットを互いに直接に送信することができる。

本発明は、アドホックモードにおける効率的なピアツーピア通信に要求されるシグナルを提示し、チャネル特性を活用し、ＲＲＭ制御をＡＰ（インフラモード）に与える、現行のピアツーピア通信における改良を含む。

各デバイスは、１ホップ内、および２ホップ内のすべてのデバイスのデータベースを保持する。１ホップデバイスは、互いを聞く（すなわち、互いからシグナルを受信する）ことができるデバイス群である（以降、「近隣」）。２ホップデバイスは、直接に聞くことができないデバイスである。しかし、近隣は、そのデバイスを聞くことができる。

また、近隣デバイスは、互いの間でシグナルを送信して、能力を知らせることもできる。それらのシグナルは、初期設定プロセス（デバイスに電源投入が行われた際の）の一環であることが可能である。シグナルは、定期的であることも、任意のデバイスの何らかの活動または非活動によってトリガされるイベントであることも可能である。また、それらのシグナルは、デバイスの１つによって開始された情報要求シグナルに対する応答であることも可能である。

２つのデバイス間でアプリケーションを実行する前に、１つ、または両方のデバイスが、そのアプリケーションについて近隣に知らせる。その情報は、ブロードキャストとして送信されること、および／または第２のレベルの近隣に伝搬されることが可能である。その情報は、送信器と受信器の間だけにおける誘導されたパケットであることが可能である。媒体が使用中であることを伝えられる必要がある、以下の２つのデバイスグループが存在する。すなわち、伝送を聞くことができるデバイス群、および、場合により、送信して、受信に干渉する可能性があるデバイス群である。したがって、送信側デバイスおよび受信側デバイスだけが、近隣のデバイスに知らせる必要がある。送信側デバイスは、媒体が使用中であり、送信側デバイスの近隣が、干渉なしに受信することができないことを送信側デバイスの近隣に伝える必要がある。受信側デバイスは、媒体が使用中であり、受信側デバイスの近隣が送信すべきでないことを受信側デバイスの近隣に伝える必要がある。以上のことは、いくらかのハンドシェークを要する可能性があるが、より良好な全体としての媒体の有効性をもたらす。

デバイス間で通信されることが可能である可能性のある情報には、ＢＷ要件、送信器または受信器、周波数帯域、好ましい変調モード、副搬送波、ＭＩＭＯ対応、およびコードなどが含まれるが、以上には限定されない。

以上の情報は、別のデバイスからの要求時に再び送信されることが可能である。そのデバイスは、その情報を求めて、デバイスの統計を更新する、または新たなアプリケーションを開始することができる。新たなデバイスは、アクティブな伝送を求めるブロードキャストメッセージを近隣に送信する。デバイスは、チャネル群を受動的に走査し、次いで、誘導されたパケットを送信することもできる。要求を受信すると、アクティブなセクション内の任意のデバイスが、その新たなデバイスに情報を送り返す。デバイスは、ランダムなバックオフに従ってから、応答する。

新たなデバイスは、その情報を得ると、その情報を使用して、新たなアプリケーションを開始するためにリソースを最適に割り当てることを決定することができる。一部のサービス／アプリケーションは、他のサービス／アプリケーションに優る優先順位を有する。それらのサービスは、他のサービスを中断する（要求される場合）。そのサービスの例が、９１１呼び出しのためのＶｏＩＰである。

中断は、その他の送信側ノードのサービスを停止させる、その他の送信側ノード間のメッセージ交換、ならびに帯域幅、副搬送波、周波数帯域などの再ネゴシエーションを行うメッセージ交換によって行われることが可能である。

本発明は、図３４に示された以下のステップを導入する。すなわち、
ＱＳＴＡ３３０５によるＱＳＴＡ３３１０ ＭＡＣの発見（オプション）。ＱＳＴＡ３３０５が、ＱＳＴＡ３３１０を探すことを望む場合、ＱＳＴＡ３３０５は、メッセージをＱＡＰ３３１５に送信する（アクションフレームに類似したメッセージ）。ＱＡＰ３３１５が、ＱＳＴＡ３３１０を認識している場合、ＱＡＰ３３１５は、妥当なＭＡＣ情報でＱＳＴＡ３３０５に応答する。さもなければ、ＱＡＰ３３１５は、失敗メッセージを送信する。以上は、ＤＬＰセットアップより前に行われる。

メッセージ１ａ ＱＳＴＡ３３０５が、ＱＳＴＡ３３０５とＱＳＴＡ３３１０の間における、オプションのＰＨＹ速度および／または他のチャネル品質情報をＤＬＰ要求パケットの中で送信する。その情報は、２つのＱＳＴＡ３３０５、３３１０の間における前の伝送から、またはＱＳＴＡ３３１０からの（ＱＡＰ３３１５、または他のＱＳＴＡへの）伝送をリッスンすることにより、獲得されることが可能である。その情報が入手できない場合、ＱＳＴＡ３３０５は、そのＩＥが空白に設定されたＤＬＰ要求パケットを送信する。

メッセージ３３２０Ｂおよび３３２５Ａ 変更されない。

メッセージ３３２５Ｂ ＱＡＰ３３１５が、２つのＱＳＴＡ３３０５、３３１０の間におけるチャネル品質に基づき、ＱＳＴＡ３３０５、３３１０に関するＤＬＰをサポートするか否かを決定することができる。ＱＡＰ３３１５が、２つのＱＳＴＡ３３０５、３３１０をＤＬＰでサポートしないと決定した場合、ＱＡＰ３３１５は、不十分なチャネル品質を理由に、ＤＬＰ要求を拒否する（現行の標準におけるメッセージングの一環ではない）。

メッセージ３４００Ａおよび３４００Ｂ（オプション） ＱＡＰ３３１５は、チャネル品質測定についての要求のためのＤＬＰパケット（メッセージ３４００Ａ）をＱＳＴＡ３３０５に送信することを決定することができる。ＱＡＰ３３１５は、ＱＳＴＡ３３１０の能力についての情報をＱＳＴＡ３３０５に送信する。ＱＳＴＡ３３０５は、２つのＱＳＴＡ３３０５、３３１０の間のチャネル品質測定（メッセージ３４００Ｂ）でＱＡＰ３３１５に応答する。メッセージ３４００Ａおよび３４００Ｂは、メッセージ３３２５Ｂの前に行われること、または進行中のＤＬＰセッション中に行われることが可能である。以上は、ＤＬＰセットアップ前にでも、ＭＩＭＯ能力情報を獲得するのに役立つ。

メッセージ３４００Ａおよび３４００Ｂは、オプションであり、その追加された能力をサポートするＳＴＡおよびＡＰに関してだけ、認識され、使用される。ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ ＤＬＰだけに適合するＳＴＡおよびＡＰは、メッセージ３４００Ａおよび３４００Ｂをサポートしない。

ＱＡＰ３３１５は、ＤＬＰを解体することを許される。ＤＬＰ応答メッセージは、ＱＡＰ３３１５による解体を許すように変更される。ＤＬＰ解体メッセージは、経過後、ＱＳＴＡ３３０５が、解体メッセージをＱＡＰ３３１５に送信しなければならないタイマを含まなければならない。ＤＬＰ解体メッセージは、完全な下位互換性を可能にする。ＤＬＰ解体メッセージを認識しないＱＳＴＡは、このメッセージを無視することができる。以上は、任意のアクセス方法（割り当てリソース割り当て、管理リソース割り当て、ＨＣＣＳ、またはＥＤＣＦ）で行われることが可能である。

トラフィックストリーム（すなわち、このケースでは、リソース割り当て）のネゴシエーションを行うのは、ＱＳＴＡ３３０５またはＱＳＴＡ３３１０の責任である。ＱＳＴＡは、ＥＤＣＡまたはＨＣＣＡを使用することを望む場合、背景技術のセクションで定義されたプロシージャに従う。本発明では、データ転送は、以下のステップを含む。すなわち、
ＱＳＴＡ３３０５が、オープンＭＲＡにおいて要求パケットを送信する。オープンＭＲＡは、関連付けられたＳＴＡによるＢＷ要求のための競合期間である。リソース割り当て情報が、オープンＭＲＡの後にブロードキャストで送信される。要求および応答ＩＥは、ピアツーピア通信、およびＱＳＴＡ３３１０のＭＡＣアドレスの追加を指定するように変更する必要がある。

リソース割り当て。アプリケーションのＱｏＳ要求を定義し、それに応じてＢＷを要求することは、ＱＳＴＡ３３０５、３３１０の責任である。ＱＡＰ３３１５は、ＢＷ割り当て情報で応答する。通常、ＲＴアプリケーションは、アプリケーションの時間にわたってリソースを割り当てられるのに対して、ＮＲＴアプリケーションは、必要に応じてリソースを割り当てられる。リソースは、ＱＡＰ３３１５によって割り当てられる。

ＲＴアプリケーションの場合、その情報は、すべてのＥＢの中でブロードキャストされる。ＩＥは、ＱＳＴＡ３３０５とＱＳＴＡ３３１０の両方のＳＴＡ ＩＤを含む。このことは、ＱＳＴＡ３３０５、３３１０の両方が、割り当てられた時間中に起動していることを確実にするのに必要とされる。

割り当てられた時刻および／またはチャネルにおいて、ＱＳＴＡ３３０５は、第１のパケットをＱＳＴＡ３３１０に送信する。ＱＳＴＡ３３１０は、２つのＳＴＡ３３０５、３３１０の間でネゴシエーションが行われたＡＣＫまたはＤａｔａ＋ＡＣＫで応答することができる。

ＮＲＴアプリケーションの場合、ステップは、非常に似通っている。しかし、ＱＡＰ３３１５は、オープンＭＲＡが終わった後、リソース割り当てメッセージ（ブロードキャストメッセージ）を介してリソースを割り当てる。リソースは、現在のバッファ占有率要件を満たすように、短い時間にわたってだけ割り当てられる。第１のパケットは、ＱＳＴＡ３３０５によって送信される。

ＤＬＰセッションにわたってサポートされる背景サービスがされるＱＳＴＡは、オープンＭＲＡの後、ブロードキャストメッセージをリッスンする必要がある。ＤＬＰにわたってストリーミングサービスおよび／またはＲＴサービスがサポートされるＱＳＴＡは、ＥＢをリッスンする必要がある。ＱＳＴＡは、スケジュールされた伝送時間帯に起動しているものと予期される。

ＤＬＰセットアップ（オプション）の前の、またはその間のチャネル推定およびチャネル情報をサポートするため、ＱＳＴＡ３３０５は、オープンＭＲＡにおいてＱＡＰ３３１５に要求パケットを送信することができる。ＱＡＰ３３１５は、互いに通信するように２つのＱＳＴＡ３３０５、３３１０にＭＲＡを割り当てることができる。この情報は、次のＥＢ期間において送信される。測定情報は、割り当てられたＭＲＡ中に、ＱＳＴＡ３３０５によってＱＡＰ３３１５に送り返される。

また、ＱＳＴＡ３３０５は、ＣＳＭＡ／ＣＡアクセス機構を使用して、オープンＭＲＡにおいてＱＳＴＡ３３１０に直接にパケットを送信することもできる。ＱＳＴＡ３３０５は、その情報をオープンＭＲＡにおいて送信することができる。測定パケットは、チャネル品質についての情報（ＣＱＩ）、およびチャネル状態についての情報（ＣＳＩ）を獲得する機構をサポートする。

ＩＥＥＥ８０２．１１ｅでは、ＱＳＴＡ３３０５は、ＥＤＣＡにおいてＱＳＴＡ３３１０に測定パケットを送信し、次いで、チャネル品質についてＱＡＰ３３１５に知らせる。データ転送中（特に、ＤＬＰに関して）、２つのＱＳＴＡ３３０５、３３１０の間でＭＩＭＯをサポートするさらなるメッセージングの必要性は、全く存在しない。ＱＡＰ−ＱＳＴＡ通信中にＭＩＭＯデータ率またはＰＥＲを向上させるチャネルフィードバックは、ＳＴＡ間の場合と同様である。

いくつかのアクションフレームフォーマットが、ＤＬＰ管理目的で定義される。カテゴリフィールドの直後のオクテットフィールドの中のアクションフィールドが、フォーマットを区別する。各フレームフォーマットに関連付けられたアクションフィールド値が、テーブル６で定義されている。

以下のアクションフィールド値が、追加される。

ＤＬＰ発見要求 ＱＳＴＡが、アプリケーション要件を送信することにより、デバイスのＭＡＣアドレスを獲得するパケットをＡＰに送信する。

ＤＬＰ発見応答 ＡＰが、デバイスのＭＡＣアドレスで応答する。

ＤＬＰ解体（変更された） ＤＬＰ解体のためのアクションフィールドが、ＡＰによって追加される。フレームには、タイマと呼ばれる情報がファイルされる。ＡＰは、ＱＳＴＡが、その時間内にＱＡＰにＤＬＰ解体メッセージを送信するものと予期する。

ＤＬＰ要求（変更された） ２つのＳＴＡの間で最適なＰＨＹデータ率、および他のあるチャネル特性を送信する追加の要素。

ＤＬＰ測定要求 ＤＬＰ測定要求に関するアクション項目値が、ＱＡＰ３３１５からＱＳＴＡ３３０５に追加される。ＤＬＰ測定要求は、ＱＳＴＡ３３１０の能力情報を含む。

ＤＬＰ測定応答 ＤＬＰ測定応答に関するアクション項目値が、ＱＳＴＡ３３０５からＱＡＰ３３１５に追加される。ＤＬＰ測定応答は、測定情報、およびＱＳＴＡ３３１０のＭＡＣアドレスを含む。

以下の情報を含むＢＷ要求パケット ＱＳＴＡ３３１０ ＭＡＣアドレス、Ｐ２Ｐオプション、オプションのＰＨＹデータ率、ＢＷ応答要素、および中央コントローラを使用してＤＬＰを実行する代替の方法。

各デバイスは、そのデバイスが、直接に通信することができるすべてのデバイス、およびそのデバイスが、ＡＰを介して、いずれのデバイスと通信することができるかのデータベースを保持する。ＡＰは、そのＡＰを介して利用可能である利用可能なデバイスのデータベースを提供することができる。

各ノードは、ＡＰに接続される。しかし、すべてのトラフィックが、必ずしもＡＰに由来する、またはＡＰに向かうわけではない。このケースでは、２つのノードは、ＡＰを介してトラフィックを送信することなしに、互いに直接に通信することができる。基本的に、以上のプロセスを制御する以下の２つの形が存在する。すなわち、前述した非ＡＰのケースと同様の、ＡＰ制御および分散制御である。

ＡＰ制御を使用して、以上は、以下のステップのいくつか、またはすべてを使用して行われることが可能である。すなわち、
ノード１が、宛先ｉｄ、要求されるＢＷ、チャネル情報、宛先までの直接ホップなどを有するメッセージをＡＰに送信する。ＡＰは、受信された情報に基づき、２つのＳＴＡを互いに直接に、またはＡＰを介して通信させることを決定することができる。決定は、２つのノード間の信号強度、現在のネットワーク負荷、ＡＰ活動、２つのノードの能力などに基づくことが可能である。ＡＰは、要件、および何が利用可能であるかに基づき、リソース（例えば、その接続に関する、ある時間、副搬送波、またはアンテナ）を割り当てることを決定することができる。その情報は、ノード１とノード２の両方に送信され、誘導されたパケットとして送信されることが可能である。その他のノードは、それらのノードが、リソースが使用中であることを認識しているように、通知される。それらのノードは、すべてのノードへのブロードキャストによって、またはＡＰ割り当て情報を（その情報が、すべてのノードによる使用に向けられていない場合でも）監視するよう、すべてのノードに義務付けることにより、通知される。これにより、その他のノードが、同一のリソースを使用することが防止される。

無線ＬＡＮでは、媒体へのアクセスは、通常、分散型である。しかし、ＡＰは、非ＡＰのＳＴＡより高い優先順位を有する。したがって、ＡＰは、管理機能を実施するために無線媒体を奪取して、ＳＴＡによる無線媒体の使用およびアクセスを調整することができる。本発明では、ＡＰは、定義された間隔（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ ＷＬＡＮ標準におけるＤＩＦＳ）の後、無線媒体を奪取し、指定されたＭＲＡＰ（管理リソース割り当て期間）が、データパケット交換、およびポーリングされる伝送に関する要求／予約のために後に続くことを示すブロードキャストメッセージを、すべてのＳＴＡに伝送する。ＭＲＡＰ中、スロット付きＡｌｏｈａ機構が、無線媒体へのアクセスを提供する。

ＭＲＡＰにわたるＡＰからのブロードキャストメッセージの中には、タイプ、位置と時間、およびスロット付きＡｌｏｈａパラメータなどのＭＲＡＰパラメータが含められる。タイプは、関連付けられたＳＴＡのために使用されるＭＲＡＰと、関連付けられていないＳＴＡのために使用されるＭＲＡＰを区別することができる。

ＭＲＡＰは、関連付けられたＳＴＡ、および関連付けられていないＳＴＡと、ＡＰが、競合モードでメッセージを交換することを可能にする。データ交換は、通常、小さいデータパケット、ポーリングされる伝送に関するリソース割り当て要求、関連付け／再関連付け要求である。

ＭＲＡＰに関するアクセス機構は、スロット付きＡｌｏｈａ機構である。スロット付きＡｌｏｈａ機構では、ＳＴＡは、短いデータパケット（小さいデータパケット、リソース割り当て要求、関連付け／再関連付け要求）を使用して無線媒体にアクセスする。無線媒体は、データパケット時間と等しいサイズのスロットに分割され、伝送は、スロットの先頭においてだけ許される。

指数関数的バックオフ機構が、以下のとおり実施される。すなわち、バックオフカウンタが、各ＳＴＡにおいて保持され、スロットごとに減分される。バックオフカウンタが０になると、待ち状態のパケットが伝送される。バックオフカウンタは、競合ウインドウから、一様に分布するランダムな変数として選択される。第１回の試みで、競合ウインドウは、最小競合ウインドウに設定される。競合ウインドウのサイズは、上限に達するまで、再伝送の試みの回数とともに成長する。また、競合ウインドウが成長する速度は、オプションとして、トラフィックの優先順位に依存することも可能である。例えば、トラフィックのアクセス遅延指定が小さいほど、競合ウインドウの成長は、遅い。アクセス遅延指定に基づいて競合ウインドウを制御することにより、高い負荷の状況下においてスロット付きＡｌｏｈａアクセスのアクセス遅延のより良好な管理が可能になる。

ＡＰが、予約スロットの中のＳＴＡからの伝送に対するＡＣＫ（確認応答）を送信する、２つの可能な方法が、存在する。１つの方法では、図３５に示されるとおり、ＭＲＡＰの終わりで、一括ＡＣＫフレーム３５０５が、送信される。この一括（または集約された）ＡＣＫは、ＭＲＡＰにおいて競合したすべてのＳＴＡ向けの個々のＡＣＫを含む。別の方法では、予約スロットの中のＳＴＡからの伝送には、図３６に示されるとおり、同一のスロット内でＡＰによって即時にＡＣＫが行われる。この方法は、ＳＴＡからのデータパケットとＡＣＫをともに収容するようにスロットサイズを定義しなければならない。

ＡＰからＳＴＡへの応答は、ＡＰによって実施されるポーリング機構において後に行われる。ＡＰからのポーリングは、リソース割り当て要求を伝送することに成功した、関連付けられたＳＴＡ向けのリソース割り当て応答を有する。ポーリングは、関連付け／再関連付け要求を伝送することに成功した、関連付けられていないＳＴＡ向けの関連付け／再関連付け応答を有する。成功しなかったＳＴＡは、バックオフカウンタを使用して、パケットを再伝送しなければならない。バックオフカウンタは、ＭＲＡＰ中にだけ減分される。

ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ期間において、いずれの隣接する２つのスケジュールされたリソース割り当て（ＳＲＡまたはＭＳＲＡ）における伝送も衝突するのを防止するように、ガードタイムが、必要とされる。要求されるガードタイムは、ＢＳＳの物理サイズ、ローカルＳＴＡ時刻とＲＣにおける理想的な時刻のずれに依存する。ＳＴＡにおけるクロックは、理想的な時刻に対して速い、または遅いことが可能である。伝搬遅延は、特に、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎモデルシナリオにおいて示唆される距離に関して、わずかな影響しか及ぼさない可能性がある。ＲＣは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ期間全体にわたり、またはＥＢを介する２つのスケジュール告知の間における単一の最悪ケースのガードタイムを推定することができる。また、ＲＣは、ＳＲＡ割り当ての性質（準静的または動的）、およびスーパーフレームにおけるＳＲＡまたはＭＳＲＡの位置に基づき、ガードタイムを計算することもできる。例えば、準静的なＳＲＡ割り当ては、ビーコン時刻の小さいずれに対処しながら、複数のスーパーフレームにわたって割り当てを同一に保つのに、より長いガードタイムを要する可能性がある。

受け付け制御が、利用可能な帯域幅リソースを効率的に利用するのに必要である可能性がある。また、受け付け制御は、ＱｏＳを保証するのに要求される可能性もある。ＲＣは、ネットワークにおいて受け付け制御を実施すること、またはそのような受け付け制御判定を別のエンティティに委ねることができる。受け付け制御は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ、もしくは他のグループによって標準されること、またはスケジューラのベンダインプリメンテーションに委ねられることが可能である。受け付け制御は、利用可能なチャネル容量、リンク条件、再伝送制限、および所与のトラフィックストリームのＱｏＳ要件に依存することができる。いずれのストリームも、以上の基準のすべてに基づいて受け入れられること、または拒否されることが可能である。

図３７は、本発明による、少なくとも１つのＳＴＡ３７０５と、少なくとも１つのＡＰ３７１０とを含むシステムにおいてＳＲＡ割り当てを実施するためのプロセス３７００の流れ図である。ＳＴＡ３７０５が、ＡＰ３７１０に対する同期および関連付け（ステップ３７１２）を得る。ＡＰ３７１０が、ＳＲＡやＭＳＲＡなどのＩＥＥＥ８０２．１１ｎ期間における割り当てについての、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ ＳＴＡ向けの情報を有するＥＢをブロードキャストする（ステップ３７１４）。

レガシー動作が有効にされる場合、ＡＰ３７１０は、レガシービーコンを伝送することによってスーパーフレームを開始する。レガシービーコンの中で、ＡＰは、ＣＦＰを告知して、レガシーＳＴＡが、その期間中に伝送するのを防止する。レガシー動作がサポートされない場合、このビーコンは、存在しなくてもよい。

ＳＴＡ３７０５が、ステップ３７１６においてＳＲＡリソースを要望する場合、ＳＴＡ３７０５は、ＥＢを読み取って、ＭＳＲＡを探し出す（ステップ３７１８）。ＳＴＡ３７０５は、スロット付きＡｌｏｈａ機構を介してリソース割り当て要求を送信するＭＳＲＡを選択する（ステップ３７２０）。ＳＴＡ３７０５は、リソース割り当て要求をＡＰ３７１０に送信する（ステップ３７２２）。ＡＰ３７１０は、その要求を受信し、ＳＲＡを割り当てる（ステップ３７２４）。次に、ＡＰ３７１０は、確認応答をＳＴＡに送信する（個々に、または一括して）（ステップ３７２６）。次に、ＡＰ３７１０は、ＳＲＡ割り当てに関する情報を含むＥＢをブロードキャストする（ステップ３７２８）。ＳＴＡ３７０５は、ＥＢを読み取り、いずれのＳＲＡが、ＳＴＡ３７０５に割り当てられているかを知る（ステップ３７３０）。ＳＴＡ３７０５は、オプションとして、ＳＲＡが割り当てられるまで、待機モードに入ってもよい（ステップ３７３２）。ＳＴＡ３７０５は、ＡＰ３７１０が、ＳＴＡ３７０５の活動を待つなかで（ステップ３７３６）、割り当てられたＳＲＡ開始時に、アクティブモードに再び入る（ステップ３７３４）。データが、割り当てられたＳＲＡ上で伝送される（ステップ３７３８）。ＳＴＡ３７０５が、割り当てられたＳＲＡの終わりに先立って動作を完了した場合（ステップ３７４０）、ＳＴＡ３７０５は、伝送終了標識をＡＰ３７１０に送信する（ステップ３７４２）。ＡＰ３７１０が、伝送終了標識を受信した、またはＤＩＦＳ内で全く活動が検出されなかった場合、ＡＰ３７１０は、ＳＲＡリソースを回収する（ステップ３７４４）。ＳＴＡ３７０５は、次のＳＲＡ位置が、ＥＢから読み取られるまで、待機モードに入ることができる（ステップ３７４６）。

本発明の特徴および要素は、特定の組み合わせで、好ましい実施形態において説明されているが、各特徴または各要素は、好ましい実施形態の他の特徴および要素なしに単独で、または本発明のその他の特徴および要素を伴う、または伴わない様々な組み合わせで使用されることも可能である。

本発明は、無線通信システムに利用することができる。

１００ ＭＡＣアーキテクチャ
２００、３００ スーパーフレーム構造
２０５ スーパーフレーム
２１０ レガシービーコン
２１５ コンテンションフリー期間（ＣＦＰ）
２２０ レガシー競合期間（ＣＰ）

Claims (4)

1. 無線通信で使用する方法において、
   ビーコンインターバルでビーコンを送信するステップであって、前記ビーコンは少なくとも１つの管理スケジュールされたリソース割当て期間および複数のチャネルアクセス期間に対するスケジュール情報を含み、前記ビーコンインターバルの残りの部分に対する前記複数のチャネルアクセス期間の割当ては、前記少なくとも１つの管理スケジュールされたリソース割当て期間に基づいている、送信するステップ
   を備えることを特徴とする方法。
2. 無線通信において使用される方法において、
   ビーコンインターバルでビーコンを受信するステップであって、前記ビーコンは少なくとも１つの管理スケジュールされたリソース割当て期間および複数のチャネルアクセス期間に対するスケジュール情報を含み、前記ビーコンインターバルの残りの部分に対する前記複数のチャネルアクセス期間の割当ては、前記少なくとも１つの管理スケジュールされたリソース割当て期間に基づいている、受信するステップ
   を備えることを特徴とする方法。
3. ビーコンインターバルでビーコンを送信するよう構成された送信機であって、前記ビーコンは少なくとも１つの管理スケジュールされたリソース割当て期間および複数のチャネルアクセス期間に対するスケジュール情報を含み、前記ビーコンインターバルの残りの部分に対する前記複数のチャネルアクセス期間の割当ては、前記少なくとも１つの管理スケジュールされたリソース割当て期間に基づいている送信機
   を備えたことを特徴とするアクセスポイント（ＡＰ）。
4. ビーコンインターバルでビーコンを受信するよう構成された受信機であって、前記ビーコンは少なくとも１つの管理スケジュールされたリソース割当て期間および複数のチャネルアクセス期間に対するスケジュール情報を含み、前記ビーコンインターバルの残りの部分に対する前記複数のチャネルアクセス期間の割当ては、前記少なくとも１つの管理スケジュールされたリソース割当て期間に基づいている受信機
   を備えたことを特徴とするステーション（ＳＴＡ）。

Images