JP2013543702A - より広帯域幅の動作における衝突検出の方法および装置 - Google Patents

Abstract

より広帯域幅で衝突検出を提供するシステムおよび方法の実施形態が本願で一般に記載される。他の実施形態も記載および特許請求される。

Description

本願は無線システムに、より詳細には一つまたは複数の無線ネットワークにおける送信の共存のためのシステムおよび方法に関する。

無線ローカル・エリア・ネットワーク（WLAN: wireless local area network）および／または無線パーソナル・エリア・ネットワーク（WPAN: wireless personal area network）といった無線通信ネットワークまたは基本サービス・セット（BSS: basic service set）内で増大した量のデータを転送する需要を満たすためには、増大したスループット、たとえば無線通信クライアント当たり1ギガビット毎秒（Gbps）を超えるスループットが必要とされることがある。かかる増大したスループットは広い帯域幅をもつ通信リンクを使うことによって達成されうる。たとえば、IEEE802.11規格に従って一つまたは複数の周波数帯上で動作するネットワークにおいて高いスループットを提供するためには、複数のチャネルを使う40メガヘルツ（MHz）以上の帯域幅が必要とされることがある。

IEEE Standard for Information technology - Telecommunications and information exchange between systems - Local and metropolitan area networks - Specific requirements〔情報技術のためのIEEE規格―システム間の遠隔通信および情報交換―ローカル・エリア・ネットワークお呼びと試験ネットワーク―個別要件〕, Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications、June 2007 IEEE-Std 802.16, 2004 Edition, Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems〔固定ブロードバンド無線アクセス・システムのための電波インターフェース〕 IEEE-Std 802.16e, 2005 Edition, Physical and Medium Access Control Layers for Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed Bands〔ライセンスされた帯域における組み合わされた固定および移動動作のための物理層および媒体アクセス制御層〕

複数の無線通信チャネルはいくつかのBSSを横断して使われることができる。ここで、一つのBSSは一つまたは複数の他のBSSと重なり合う。あるBSSが別のBSSのチャネルを占有すると、衝突が起こることがある。第一のBSSにおけるチャネル上のトラフィックが第二のBSSにおけるチャネル上のトラフィックと衝突するのである。第一のBSS内のステーション（STA）は隠されていたり、または他の事情で第二のBSS内では知られていなかったりまたは検出されなかったりすることがある。BSSのレンジ内の隠れたノードまたはSTAの存在はそのBSS内の衝突につながることがある。

本発明は、限定としてではなく例として、付属の図面によって例解される。

いくつかの例示的実施形態に基づく、近隣の無線通信ネットワークの概略的なブロック図である。 いくつかの例示的実施形態に基づく、システムの概略的なブロック図である。 いくつかの例示的実施形態に基づく、チャネル割り当ての概略的なブロック図である。 いくつかの例示的実施形態に基づく、複数のチャネル上の衝突検出のブロック図である。 いくつかの例示的実施形態に基づく、複数のチャネル上の衝突検出のブロック図である。 いくつかの例示的実施形態に基づく、複数のチャネル上の衝突検出のブロック図である。 いくつかの例示的実施形態に基づく、広帯域伝送における衝突検出のための方法のブロック図である。 いくつかの例示的実施形態に基づく、広帯域伝送における衝突検出のための方法のブロック図である。

以下の詳細な説明においては、本発明の実施形態の十全な理解を提供するために、数多くの個別的詳細が記述される。しかしながら、本発明の実施形態がこうした個別的詳細なしで実施されることもあることは当業者は理解するであろう。他方、本発明の実施形態を埋没させないよう、よく知られた方法、手順、コンポーネントおよび回路は詳細には記述していない。

以下の詳細な説明は、プラットフォーム、ユーザー装置（UE: user equipment）、加入者局（SS: subscriber station）、局〔ステーション〕（STA）、移動局（MS: mobile station）、先進移動局（AMS: advanced mobile station）、高スループット（HT: high throughput）ステーション（STA）または超HT STA（VHT STA）といった装置を使った通信のためのさまざまな実施形態を記述する。プラットフォーム、UE、SS、MS、HT STAおよびVHT STAといった上記のさまざまな形の装置は入れ替えられてもよく、特定の装置に言及することは、さまざまな実施形態において他の装置が代用されることを除外するものではない。上記装置は、基地局（BS: base station）、アクセス・ポイント（AP: access point）、ノード、ノードBまたは向上ノードB（eNB: enhanced node B）といった一つまたは複数の他の装置とネットワークにおいて通信できる。さらに、これらの用語は、特定の無線ネットワークにおいてどの無線プロトコルが使われているかに依存して、概念上入れ替えられてもよい。よって、本稿でのBSへの言及は、一例として、ABS、eNB、HT AP、VHT APまたはAPのいずれかへの言及と見ることもできる。同様に、本稿でのMSへの言及は、もう一つの例として、HT STA、VHT STAまたはSSのいずれかへの言及と見ることもできる。特定の装置への言及はさまざまな実施形態において他の装置が代用されることを除外するものではない。

いくつかの実施形態は、無線エリア・ネットワーク（wireless area network）、無線ビデオ・エリア・ネットワーク（WVAN: Wireless Video Area Network）、ローカル・エリア・ネットワーク（LAN: Local Area Network）、無線LAN（WLAN: Wireless LAN）、無線都市圏ネットワーク（WMAN: Wireless Metropolitan Area Network）通信システム、パーソナル・エリア・ネットワーク（PAN: Personal Area Network）、無線PAN（WPAN: Wireless PAN）、既存のIEEE802.11（非特許文献１）、802.11n、802.11タスクグループac（TGac）、802.11タスクグループad（TGad）に従って動作する装置および／またはネットワークにおいて使用されうる。さらに、802.16（非特許文献２）、802.16d、802.16e（非特許文献３）、802.16f、802.16m規格（「802.16規格」）および／またはそれらの将来のバージョンおよび／または派生物に従って動作するネットワーク、既存のワイヤレス・ギガビット・アライアンス（WGA: Wireless-Gigabit-Alliance）および／またはワイヤレスHDTM規格および／またはそれらの将来のバージョンおよび／または派生物に従って動作する装置および／またはネットワーク、既存のセルラー規格および／またはプロトコル、たとえば第三世代パートナーシップ・プロジェクト（3GPP: 3rd Generation Partnership Project）、3GPPロング・ターム・エボリューション（LTE: Long Term Evolution）および／またはそれらの将来のバージョンおよび／または派生物に従って動作する装置および／またはネットワーク。

無線通信を含む通信の分野では、複数のネットワークまたはBSSを含む無線環境における広帯域伝送を使って動作する装置にとって、干渉または衝突を軽減することが有益であろう。たとえば、無線環境における第一のBSSに関連する装置は隠されていたり、あるいは他の仕方で第二のネットワークに関連付けられていなかったりすることがあるが、第二のネットワークに対して干渉および／または衝突を引き起こすことができる。衝突を回避または軽減しつつ、無線環境における広帯域およびより狭帯域の伝送の共存を提供するシステムおよび方法は、無線環境における装置の改善されたスループットを提供できる。

図１は、いくつかの実施形態に基づく、近隣の複数の無線通信ネットワークを示している。該近隣の無線通信ネットワークは、超高スループット（VHT）BSS １００および高スループット（HT）BSS １１０を含む二つ以上の基本サービスセット（BSS）を含むが、本実施形態はそれに限定されるものではない。代替的な実施形態では、代替的な型の無線通信ネットワークが代用されたりおよび／または追加されたりしてもよい。VHT BSS １００はVHTアクセス・ポイント（AP）１０４および一つまたは複数のVHT通信局（STA）１０２を有し、HT BSS １１０は近隣のHT AP １１４および一つまたは複数のHT通信局（STA）１１２を有する。ある実施形態では、VHT BSS １００はIEEE802.11acに従って動作するよう構成され、HT BSS １１０はIEEE802.11nに従って動作するよう構成される。代替的な実施形態では他の無線プロトコルが使用されてもよい。

VHT BSS １００は一次チャネルおよび三つまでまたはそれ以上の非一次または副次チャネルを利用してもよい。他方、HT BSS １１０は一次チャネルまたは一次チャネルおよび二次チャネルを使うことに限定されていてもよい。一次チャネルは、局に関連付けられた無線通信ネットワークにおける通信チャネルである。諸実施形態において、局は、キャリア感知機能を実行し、一次チャネルを通じておよび任意的にはいくつかの二次チャネルを通じてデータを送ってもよい。VHT通信局１０２およびHT通信局１１２は、一つまたは複数のチャネル上のアクセスを求めて競合するために、CSMA/CAプロトコルのような競合ベースの衝突回避プロトコルを利用してもよい。

いくつかの実施形態によれば、VHT通信局１０２は、物理層収束手順（PLCP: physical layer convergence procedure）プロトコル・データ・ユニット（PPDU: PLCP protocol data unit）のようなデータ・ユニットを一次チャネルおよび三つまでまたはそれ以上の非一次チャネル上で通信するよう構成されており、HT通信局１１２は一次チャネル上または一次チャネルおよび一つの二次チャネル上でPPDUを通信するよう構成されている。諸実施形態において、VHT通信局１０２は、VHT BSS １００によって使用される前記一次および／または非一次チャネル上のパケットを検出することによって、HT通信局１１２と生じうる衝突を軽減するよう構成されている。

ここで図２を参照する。図２は、いくつかの例示的な実施形態に基づくシステム２００のブロック図を概略的に示している。いくつかの例示的な実施形態では、システム２００は、無線通信リンク２１６を通じてコンテンツ、データ、情報および／または信号を通信することのできる一つまたは複数の無線通信装置、たとえば無線通信装置２０２および／または２０６を含んでいてもよい。システム２００の一つまたは複数の要素は、任意的に、任意の好適な有線通信リンクを通じて通信できてもよい。

いくつかの例示的な実施形態では、無線通信装置２０２および／または２０６は、VHT STA １０２、VHT AP １０４、HT STA １１２、HT AP １１４などを含んでいてもよい。いくつかの例示的な実施形態では、装置２０２は、一つまたは複数のアンテナ２１２を介して、無線通信リンク２１６を通じて、無線伝送を装置２０６に送信する無線通信ユニット２０８を含む。装置２０６は一つまたは複数のアンテナ２１４を介して該無線伝送を受信する無線通信ユニット２４０を含む。アンテナ２１２および／または２１４に使われうるアンテナの型はこれに限られないが、内蔵アンテナ、ダイポール・アンテナ、無指向性アンテナ、モノポール・アンテナ、端部給電（end fed）アンテナ、円偏光アンテナ、マイクロストリップ・アンテナ、ダイバーシチ・アンテナなどを含んでいてもよい。

いくつかの例示的な実施形態では、無線通信リンク２１６は少なくとも160メガヘルツ（MHz）の広帯域帯域幅を有していてもよい。他の実施形態では、無線通信リンク２１６は他の任意の好適な広帯域帯域幅、たとえば80MHzおよび40MHzを有していてもよい。たとえば、広帯域は帯域幅が80MHzであってもよく、サブ広帯域は帯域幅が40MHz以下であってもよい。ただし、実施形態はそれに限定されるものではない。

いくつかの例示的な実施形態では、無線通信装置２０２および／または２０６はまた、たとえば、プロセッサ２２６、入力ユニット２１８、出力ユニット２２０、メモリ・ユニット２２２および記憶ユニット２２４の一つまたは複数を含んでいてもよい。無線通信装置２０２および／または２０６は任意的に他の好適なハードウェア・コンポーネントおよび／またはソフトウェア・コンポーネントを含んでいてもよい。無線通信装置２０２および／または２０６はさらに、送信および受信機能を単一の装置内に有していてもよい。ここで、各無線通信装置２０２および／または２０６のコンポーネントの一部または全部が共通の筐体またはパッケージ内に囲まれていてもよく、一つまたは複数の有線または無線のリンクを使って相互接続されまたは動作可能に関連付けられていてもよい。他の実施形態では、各無線通信装置２０２および／または２０６のコンポーネントは複数のまたは別個の装置の間に分散されてもよい。

プロセッサ２２６はたとえば、中央処理ユニット（CPU: Central Processing Unit）、デジタル信号プロセッサ（DSP: Digital Signal Processor）、一つまたは複数のプロセッサ・コア、単一コア・プロセッサ、デュアル・コア・プロセッサ、多コア・プロセッサ、マイクロプロセッサ、ホスト・プロセッサ、コントローラ、複数のプロセッサまたはコントローラ、チップ、マイクロチップ、一つまたは複数の回路、回路類、論理ユニット、集積回路（IC: Integrated Circuit）、特定用途向けIC（ASIC: Application-Specific IC）または他の任意の好適な多目的または特定プロセッサまたはコントローラを含む。プロセッサ２２６は、無線通信装置２０２および／または２０６のオペレーティング・システム（OS: Operating System）および／または一つまたは複数の好適なアプリケーションの命令を実行する。

メモリ・ユニット２２２はたとえば、ランダム・アクセス・メモリ（RAM: Random Access Memory）、読み出し専用メモリ（ROM: Read Only Memory）、ダイナミックRAM（DRAM: Dynamic RAM）、同期DRAM（SD-RAM: Synchronous DRAM）、フラッシュメモリ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、キャッシュ・メモリ、バッファ、短期メモリ・ユニット、長期メモリ・ユニットまたは他の好適なメモリ・ユニットを含む。記憶〔ストレージ〕ユニット２２４はたとえば、ハードディスク・ドライブ、フロッピー（登録商標）ディスク・ドライブ、コンパクトディスク（CD: Compact Disk）ドライブ、CD-ROMドライブ、DVDドライブまたは他の好適なリムーバブルまたは非リムーバブル記憶ユニットを含む。メモリ・ユニット２２２および／または記憶ユニット２２４はたとえば、無線通信装置２０２および／または２０６によって処理されたデータを記憶してもよい。

いくつかの例示的な実施形態では、無線通信リンク２１６はいくつかの連続する無線通信チャネルを含む。「連続するチャネル」という句は、本稿での用法では、互いに隣接する、近隣のおよび／または境を接する二つ以上の無線通信チャネルを指しうる。代替的な実施形態では、いくつかのチャネルは非連続的であってもよい。その場合、チャネル・ブロックまたはチャネル・セグメント内の二つ以上の無線通信チャネルは非隣接であるか、ある周波数範囲によって離間されている。

たとえば無線通信リンク２１６のような無線通信リンクを参照して、以下でいくつかの例示的な実施形態を記述する。一例では、無線通信リンクは、80MHzの帯域幅をもつ少なくとも一つのチャネルと、80MHzとは異なる帯域幅、たとえば20MHz、40MHz、160MHzなどをもつ少なくとも一つのチャネルを含んでいてもよい。80MHzチャネルはたとえば、802.11規格および／または他の好適な規格および／またはプロトコルに従う四つの連続的な20MHzチャネルを含む。

いくつかの例示的な実施形態では、無線通信ユニット２０８は、前記複数の無線通信チャネルを通じて無線伝送を送信するための複数の送信（Tx）チェーン２１１を含んでいてもよい。無線通信ユニット２４０は、前記複数の無線通信チャネルを通じて前記無線伝送を受信するための複数の受信（Rx）チェーン２４４を含んでいてもよい。いくつかの例示的な実施形態では、Txチェーン２１１および／またはRxチェーン２４４は、任意の好適な物理層（PHY）チェーンおよび／またはコンポーネント；任意の好適な電波周波数（RF: Radio-Frequency）チェーンおよび／またはコンポーネント；および／または他の任意の好適な要素を含んでいてもよい。

いくつかの例示的な実施形態では、無線通信ユニット２０８は、Txチェーン２１１を介した諸伝送を共通して制御するための媒体アクセス・コントローラ（MAC: media-access-controller）２１０、たとえば単一のMACを含んでいてもよい；および／または無線通信ユニット２４０が、Rxチェーン２４４を介した受信を共通して制御するためのMAC ２４２、たとえば単一のMACを含んでいてもよい。その例を以下で詳述する。

いくつかの例示的な実施形態では、MAC ２１０は、無線通信リンク２１６の複数の無線通信チャネルを通じてある無線通信パケットの複数のシンボルを同時に送信するよう諸Txチェーン２１１を制御してもよい。MAC ２４２は、無線通信リンク２１６の複数の無線通信チャネルを通じて前記無線通信パケットの前記複数のシンボルを同時に受信するよう諸Rxチェーン２４４を制御してもよい。

図３は、いくつかの例示的な実施形態に基づく、チャネル割り当てのブロック図である。このブロック図は、5ギガヘルツ（GHz）帯域における無線スペクトルの一部を示している。該5GHz帯域の諸部分が未ライセンス帯域として割り当てられ、未ライセンス全国情報インフラストラクチャー（UNII: Unlicensed National Information Infrastructure）電波帯域と称される。代替的な実施形態では、電磁スペクトルにおける隣接するおよび／または離間した周波数帯が使用されてもよい。

UNII電波帯域はIEEE-802.11装置および多くの無線ネットワーク・サービス・プロバイダーによって使用される電波周波数スペクトルの一部であり、米国では5GHz無線装置のための連邦通信委員会（FCC: Federal Communications Commission）規制ドメインである。UNII電波帯域は、本願の目的のためには、UNII-1帯域、UNII-2帯域、UNII-2拡張帯域およびUNII-3帯域に分類される。これらの帯域はさらに、電力制限、周波数帯域および各帯域に割り当てられるチャネル数に従って分類されてもよい。それらのチャネルは一緒にまとめられてもよい。

5GHz帯域内の個別的な帯域への言及は、位置に依存して異なることがある。たとえば、図３に示される諸帯域は米国に適用されうる実施形態を反映している。各帯域についての周波数範囲は位置に依存して変わることがあり、代替的な実施形態では異なっていてもよい。図３に示されるように、UNII-1帯域は5.15から5.25GHzまでの範囲であり、UNII-1帯域は36から48までの範囲の四つの偶数番のチャネル・ブロックを有し、各チャネル・ブロックは20MHzのチャネル３０２を表す。20MHzのチャネル３０２はさらに組み合わされて、より広い帯域幅を与える。それは40MHzチャネル３０４、80MHzチャネル３０６および160MHzチャネル３０８として表されている。本稿でチャネル・ブロックというのは、単一のチャネルを指してもよいし、あるいは当該チャネル・ブロックのための所望される帯域幅を提供するための複数のまとめられたチャネルを指してもよい。

同様に、UNII-2帯域は5.25から5.35GHzまでの間の四つの20MHzチャネル３０２を含み、偶数番のチャネル・ブロック52ないし64の範囲である。UNIIワールドワイド帯域と称されてもよいUNII-2拡張帯域は、5.47から5.725GHzの間の範囲であり、100ないし144の１２個の偶数番のチャネル・ブロックを含む。この実施形態では、UNII-2拡張帯域の後およびUNII-3帯域の前にギャップ３１０がある。UNII-3帯域は5.825GHzまで延び、149から165の５つの奇数番のチャネル・ブロックを含む。図３における周波数ラベルは対応するUNII帯域についての確立された限界を指す。代替的な実施形態では、チャネル・ブロック番号および各帯域においてそれらのチャネルが占有する周波数帯域は、規制上の要求および他の制限に依存して変わりうる。

いくつかのチャネルにおけるデータ・ストリームの伝送は、通信のために使われる無線プロトコルに依存して多様でありうる。たとえば、802.11ac（TGac）ドラフト仕様によれば、VHT BSS １００のための80MHz PHY伝送は二つの隣接する40MHzチャネルを使ってサポートされる。この80MHz伝送のために、チャネル・ブロック36および40が二つの隣接するチャネル・ブロックであり、組み合わされると合計帯域幅40MHzを提供する。さらに、チャネル・ブロック44および48も合計帯域幅40MHzを提供する。チャネル・ブロック36、40、44および48の組み合わせが、送信のための80MHzの合計の連続的な帯域幅を提供する。チャネル・ブロック36〜48のこの組み合わせは、160MHz伝送のための第一の周波数部分を提供できる。160MHz伝送のための第二の周波数部分はチャネル・ブロック52、56、60および64を含んでいてもよく、この第二の周波数部分は帯域幅が80MHzである。連続的な第一および第二の周波数部分が第一の160MHzチャネル３０８における連続的な伝送を許容する。第一の周波数部分および第二の周波数部分は、いくつかの実施形態では、低周波数部分および高周波数部分と称されてもよい。

広帯域チャネル通信は、UNII-2拡張帯域およびUNII-3帯域において複数のチャネル・ブロックを使ってサポートされてもよい。5GHz帯域における連続的な広帯域チャネルは、図３に示されるような周波数ギャップ３１０のために妨げられることがある。周波数ギャップ３１０は帯域幅が5MHzまたはそれ以上（たとえば10、15、20など）であることもある。

図４は、いくつかの例示的な実施形態に基づく、一次チャネル４２０ならびに二次チャネル４３０、三次チャネル４４０および四次チャネル４５０を含む非一次チャネルを含む複数のチャネルを通じた衝突検出のブロック図である。代替的な実施形態では、より少数のまたは追加的なチャネルが使用されてもよい。チャネル４２０、４３０、４４０および４５０のそれぞれは、20MHzチャネル３０２であってもよいが、本実施形態はそれに限定されない。代替的な実施形態では、図４、図５および図６のチャネルは20MHzより広くても、あるいは狭くてもよい。

図４に示されるように、無線通信装置２０２のような開始装置または開始器が、応答装置または応答器と、送信許可要求（RTS: request to send）／送信可（CTS: clear to send）フレームを使ったチャネル・アクセスを試みる。開始装置はチャネル４２０、４３０、４４０および４５０のそれぞれをスキャン、モニタリングまたは他の仕方で感知してもよい。ここで、それらのチャネルがアイドルであるかどうかを判定するために、それらのチャネルは連続的または半連続的に監視される。アイドルであれば、開始装置は、たとえば80Mhz帯域幅を通じたPPDUを送信する準備として、チャネル状態に基づいて利用可能な帯域幅を動的に選択し、RTSプリアンブル４０２を有するRTS ４０４フレームを、無線通信装置２０６のような応答装置に、一次チャネル４２０、二次チャネル４３０、三次チャネル４４０および四次チャネル４５０上の80MHz帯域幅を使って送信してもよい。利用可能な最大の連続的な帯域幅、たとえば20MHz、40MHzまたは160MHzに依存して開始装置によって代替的な帯域幅が動的に選択されてもよい。さらに、開始装置が動的帯域幅動作を使っているかどうかを示すために、RTS ４０４フレームおよび／またはRTSプリアンブル４０２においていくつかのビットがセットされてもよい。

応答装置は、アイドルなチャネルの数を決定するためにスキャンすることができ、RTS ４０４フレームを検出してもよい。RTS ４０４フレームは、RTS ４０４フレームによって占有される帯域幅を示す帯域幅指示情報をも担持することができる。RTSフレームを受信すると、応答装置は、該応答装置がチャネル（単数または複数）がアイドルであると判定する最も広い連続的な帯域幅におけるCTSプリアンブル４０８を有するCTS ４１０フレームをもって応答する。他の実施形態では、受信装置は、どのチャネルがアイドルであるかを判定するために、前記RTS ４０４フレームの受信前の少なくともポイント調整機能（PCF: point coordination function）フレーム間スペース（PIFS: PCF interframe space）のような、前記いくつかのRTS ４０４フレームを受信する前に、それらのチャネルを感知またはスキャンする。開始装置および応答装置は、静的帯域幅動作ではなく、動的に動作でき、開始装置または応答装置のいずれかによってスキャンまたは監視されるときに非一次チャネル４３０、４４０および／または４５０のいずれかがビジーであると検出された場合、一次チャネル４２０および非一次チャネル４３０、４４０および４５０を通じたフレームの送信が防止されるおよび／または遅延される。それは、一次チャネル４２０上で手控え（backoff）手順を実装することなどにより、諸実施形態においては、再試行カウンタをインクリメントしない。

応答装置は、一次チャネルを通じたRTS ４０４フレームの検証に成功してもよく、任意的に、信号対雑音比（SNR: signal to noise ratio）または信号対干渉雑音比（SINR: signal to interference noise ratio）といった一つまたは複数の測定パラメータを使って非一次チャネル上のRTS ４０４フレームを検出してもよい。応答装置は、一つまたは複数のチャネル上の衝突のため一つまたは複数のRTS ４０４フレームを検出しないこともある。それは前記一つまたは複数のチャネルがビジーであることを示す。例として、三次チャネル４４０上でのRTSプリアンブル４０２の衝突の結果、破損したプリアンブル４１２が生じる。破損したプリアンブル４１２は、応答装置が、三次チャネル４４０上でRTS ４０４フレームを成功裏に受信するのを妨げることがある。

ある実施形態では、応答装置は、RTSプリアンブル４０２の長いトレーニング・フィールド（LTF: long training field）上の干渉を推定するために、二次チャネル４３０、三次チャネル４４０および四次チャネル４５０を含む非一次チャネル上で干渉推定プロトコルを実装する。干渉推定プロトコルは、一次チャネル４２０上で推定または測定された受信信号強度指標（RSSI: received signal strength indicator）および一つまたは複数の非一次チャネル上で測定または推定された干渉レベルを使ってのSINRの導出を含んでいてもよい。たとえば、応答装置は三次チャネル４４０についてのSINRを、一次チャネル４２０のRSSIおよび三次チャネル４４０上で測定された干渉レベルを使って決定してもよい。この実施形態では、応答装置は、SINRが所定の閾値より低い場合に、三次チャネル４４０上で衝突が起こったと判定してもよい。所定の閾値は、開始装置および／または応答装置によって計算または決定されてもよいし、あるいは所定の閾値は開始装置および／または応答装置内で提供されてもよい。開始器がデータ４２０フレームを使ってSIFS ４１８後にその後のデータPPDUを送るための連続的な帯域幅を提供するために、応答装置は、SIFS ４０６後に、一次チャネル４２０および二次チャネル４３０上でCTSプリアンブル４０８をもつCTS ４１０フレームを送る。

応答装置は、非一時チャネル上でのプリアンブル検出および一次チャネル４２０と非一次チャネル４３０、４４０および４５０との間のタイミング相関に基づいてデータPPDUの転送のために使われるべき帯域幅を決定してもよい。応答装置が、一次チャネル４２０上で有効なRTSプリアンブル４０２をもつRTS ４０４を受信するが、非一次チャネル４３０、４４０および４５０の一つまたは複数において有効なRTSプリアンブル４０２が受信されないまたは非一次チャネルの一つまたは複数において有効なRTSプリアンブル４０２が受信されるが非常に高い干渉が推定される場合、応答装置は送信帯域幅を小さくし、有効なプリアンブルが受信されて一次チャネル４２０上の正しく受信されたRTS ４０４フレームと時間相関付けされたチャネルのサブセット上で、CTS ４１０フレームを送信することができる。衝突はCTS ４１０フレームの期間中にも生ずることがあり、開始装置は衝突を検出し、RTS ４０４フレームおよびCTS ４１０フレームの間に衝突がなかったチャネルを選択することによって、衝突に応答して動作帯域幅を調整してもよい。

帯域幅の動的割り当てまたは選択は、諸実施形態では、RTS ４０４および／またはCTS ４１０フレームにおけるいくつかのビットを使うことによって提供されてもよい。例として、RTS ４０４フレームおよび／またはCTS ４１０フレームのサービス・フィールド中の9個のうち2個のリザーブされたビットが帯域幅モードを示すために使われてもよい。帯域幅モードを示すビットは、RTS ４０４および／またはCTS ４１０フレームにおいてスクランブラー初期化フィールドに続くリザーブされたサービス・ビットであってもよい。他の実施形態では、RTS ４０４は制御ラッパー（control wrapper）に包まれてもよく、および／またはCTS ４１０フレームが制御ラッパーに包まれてもよい。制御ラッパーは、フレーム制御フィールド、継続時間識別子フィールド、アドレス・フィールド、担持されるフレーム制御フィールド、高スループット制御フィールド、担持されるフレーム・フィールドおよびフレーム検査シーケンス・フィールドのうちの一つまたは複数を含んでいてもよい。制御ラッパー中のあるフィールドにおけるRTS ４０４フレームおよび／またはCTS ４１０フレームのための帯域幅を示すために、いくつかのリザーブされるビットがセットされてもよい。例として、HT制御フィールドにおける二つのリザーブされるビットが帯域幅を示すために使われてもよい。いくつかのビットの使用を通じて帯域幅を示すために、代替的なフィールドが使われてもよい。

図４に対する代替的な実施形態では、フレームは、マルチチャネルRTS（MRTS）４０４フレームおよびマルチチャネルCTS（MCTS）４１０フレームのようなマルチチャネル・フレームと称されてもよい。MRTSは、MRTSが伝送されるチャネルの埋め込まれたリストを含むRTS ４０４である。MRTS ４０４フレームおよびMCTS ４１０フレームは、利用可能な帯域幅を同定するよう構成されていてもよい。ここで、図４を参照して先述したようなプリアンブル検出の代わりに、衝突が検出されたかどうかを判定するために干渉推定が使われる。応答装置はMRTS ４０４フレームを受信し、衝突のないチャネルを判別し、MCTS ４１０フレームにおいて帯域幅を示してもよい。装置によって使用されるよう意図される帯域幅は、MRTS ４０４フレームおよびMCTS ４１０フレームの帯域幅フィールドにおいて、いくつかのビットを使って示されてもよい。たとえば、MRTS ４０４フレームおよび／またはMCTS ４１０フレームの帯域幅フィールドにおいて、ある選択された帯域幅がその後の伝送のために使われることを示すために、二つのビットが使用されてもよい。開始装置および応答装置は図４の実施形態ではすべてのチャネルを監視してもよいが、本実施形態はそれに限定されない。

図５は、いくつかの例示的な実施形態に基づく、複数のチャネル上での衝突検出のブロック図である。VHT通信STA １０２またはVHT AP １０４のような開始装置が、一次チャネル４２０ならびに二次チャネル４３０、三次チャネル４４０および四次チャネル４５０を含むいくつかの非一次チャネルを含む複数のチャネルを通じてRTSプリアンブル５０２を含むRTSフレーム５０４を使う。代替的な実施形態では、より少数のまたは追加的なチャネルが使用されてもよい。

エネルギー効率を改善し、ハードウェアの複雑さを軽減するため、VHT通信STA １０２またはVHT AP １０４のような応答装置は、利用可能なチャネルのサブセットのみを連続的または半連続的に監視して、該サブセットの利用可能なチャネルがアイドルであるかどうかを判定し、RTSフレーム４０４を感知する。たとえば、応答装置は、選択されたチャネル上で衝突を検出するためのパケット受信のために、チャネル４２０、４３０、４４０および４５０の全部ではないいくつかを選択してもよい。選択されたチャネルの一つで衝突が検出されたら、開始装置はその後のパケットまたはフレームの伝送帯域幅を低下させることができる。開始装置によってRTS ５０４フレームの一部として二次チャネル４３０を通じて送られた破損したプリアンブル５１２は、応答装置が二次チャネル４３０を除外するチャネルのサブセットを選択的に監視している場合には、検出されないことがありうる。結果として、二次チャネル４３０上での衝突にもかかわらずCTS ５１０フレームが送られてしまい、伝送のために使われる帯域幅は、その衝突が応答装置によって監視されるチャネルで検出されなかったために、乱されたり修正されたりしない。

図６は、いくつかの例示的な実施形態に基づく、複数のチャネルを通じた衝突検出のブロック図である。VHT通信STA １０２またはVHT AP １０４のような開始装置が、一次チャネル４２０ならびに二次チャネル４３０、三次チャネル４４０および四次チャネル４５０を含むいくつかの非一次チャネルを含む複数のチャネルを通じてRTSプリアンブル５０２を含むRTSフレーム５０４を使う。諸実施形態では、一次チャネル４２０が連続的または半連続的に監視される。しかしながら、たとえばエネルギーを節約するためまたはハードウェアの複雑さを軽減するために、残りのチャネル４３０、４４０および４５０は監視されない。

送信機会（TXOP: transmission opportunity）を確立する前に、開始装置は利用可能なチャネル４２０、４３０、４４０および４５０のすべてを通じてRTS ６０４フレームを送信する。代替的な実施形態では、より少数のまたは追加的なチャネルが使用されてもよい。RTS ６０４の一部としてのRTSプリアンブル６０２は利用可能な帯域幅を、個別的な実施形態では応答装置の関連付け識別子（AID: association identifier）を示す。帯域幅は、RTSプリアンブル６０２において、いくつかのビットを使って示されてもよい。たとえば、四つの利用可能なチャネルについては、利用可能な帯域幅または開始装置によってアイドルであると検出された帯域幅を示すために、二つのビットが使用されてもよい。

RTSプリアンブル６０２を受信し、AIDのマッチ〔対応するもの〕を検出すると、応答装置は第一の帯域幅モードから第二の帯域幅モードに切り替える。諸実施形態において、応答装置は、RTSフレーム６０４を受信する前に、チャネルがアイドルであるかどうかを決定してもよい。応答装置は、RTSプリアンブル６０２において示される帯域幅に基づいて、20MHzモードから80MHzモードに切り換えてもよい。モード切り換えののち、応答装置は、RTSプリアンブル６０２において示される帯域幅に対応するチャネルを監視する。短フレーム間スペース（SIFS: short interframe space）６０６後、開始装置は、利用可能な帯域幅に対応する全チャネルを通じてRTS ６１０を送信する。応答装置は、三次チャネル４４０上の衝突を検出してもよい。その衝突は破損したプリアンブル６２８を生じ、それが応答装置によって検出される。利用可能な全チャネルを通じてRTS ６１０フレームを受信したのち、応答装置は、一次チャネル４２０および二次チャネル４３０を含む利用可能なチャネルのサブセットであってもよい、衝突のないチャネルを通じてCTS ６１６フレームをもって応答する。三次チャネル上で衝突を検出するのに応答して、応答装置は、三次チャネル４４０および四次チャネル４５０に対応する高帯域回路のスイッチをオフにしてもよい。代替的な実施形態では、衝突は、四次チャネル４５０で検出されてもよく、その結果、開始装置は、図６に示されるように、一次チャネル４２０および二次チャネル４３０を通じて送信する。

図７は、図２ないし図６を参照して先述した広帯域伝送における衝突検出のための装置および方法のブロック図である。要素７０２では、図２の無線通信装置、すなわち２０２または２０６のような、広帯域通信のために構成された装置が、複数のチャネル、たとえば一次チャネル４２０、二次チャネル４３０、三次チャネル４４０および四次チャネル４５０上でトラフィックを監視する。要素７０４では、前記装置が前記複数のチャネルのうち一つまたは複数のチャネルがアイドルであることを判別する。要素７０６では、前記装置は、前記一つまたは複数のアイドルなチャネル上でRTSフレームを送信する。ここで、前記一つまたは複数のアイドルなチャネルは一次チャネル４２０を含み、各RTSフレームは前記送信器における利用可能な帯域幅を示し、プリアンブルを含む。要素７０８において、一次チャネル４２０を通じてCTSフレームが受信される。前記CTSフレームは、応答器における、いくつかの利用可能なチャネルおよび利用可能な帯域幅を示す。要素７１０において、前記CTSフレームによって示される前記いくつかの利用可能なチャネルを通じて前記装置によってデータが送信される。

図８は、図２ないし図６を参照して先述した広帯域伝送における衝突検出のための方法のブロック図である。要素８０２では、図２の無線通信装置、すなわち２０２または２０６のような、広帯域通信のために構成された装置が、一次チャネル４２０およびいくつかの非一次チャネル（たとえば４３０〜４５０）がアイドルであるかどうかを判定する。要素８０４では、前記装置は、一次チャネル４２０上でRTSフレームを受信する。ここで、前記RTSフレームは、前記装置における、利用可能な帯域幅を示す。前記装置は、要素８０６において、前記一次チャネル４２０および一つまたは複数の非一次チャネルのうちのいくつかを通じてCTSフレームを、少なくとも部分的には前記一次チャネル４２０および前記非一次チャネルがアイドルであるかどうかに基づいて、送信する。ここで、前記CTSフレームは、応答器における利用可能な帯域幅を示す。要素８０８において、前記装置は、前記一つまたは複数の一次チャネル４２０および非一次チャネルのうちの前記いくつかの少なくともサブセットを通じてデータを受信する。

本稿で論じた動作は一般に、適宜有形な媒体上のコード命令として具現された適切なファームウェアまたはソフトウェアの実行を通じて容易にされてもよい。よって、本発明の実施形態は、何らかの形の処理コア上で実行されるまたは他の仕方で機械可読媒体上もしくは機械可読媒体内で実装もしくは実現される命令の諸セットを含んでいてもよい。機械可読媒体は、機械（たとえばコンピュータ）によって可読な形で情報を記憶または伝送する任意の機構を含む。たとえば、機械可読媒体は、読み出し専用メモリ（ROM）、ランダム・アクセス・メモリ（RAM）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体およびフラッシュメモリ・デバイスなどといった製造物を含むことができる。さらに、機械可読媒体は、電気的、光学的、音響的または他の形の伝搬する信号のような伝搬信号（たとえば搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）を含んでいてもよい。

そうでないことが明確に述べられているのでない限り、以下の議論から明白なように、本明細書を通じて、「処理」、「コンピューティング」、「計算」、「決定／判定／判別」、「選択」、「デコード」などといった用語を使っての議論は、コンピューティング・システムのレジスタおよび／またはメモリ内の電子的な量などの物理的な量として表現されたデータを操作および／または変換してコンピューティング・システムのメモリ、レジスタまたは他のそのような情報記憶、伝送もしくは表示デバイス内の物理的な量として同様に表現された他の量にする、コンピュータまたはコンピューティング・システムまたは同様の電子コンピューティング装置のアクションおよび／またはプロセスを指してもよいことが理解される。さらに、本明細書を通じて使われるところの用語「複数」は二つ以上のコンポーネント、装置、要素、パラメータなどを記述する。

本稿で使われる用語「装置／デバイス」はたとえば、無線通信機能のある装置、無線通信機能のある通信装置、無線通信機能のある通信局、無線通信機能のあるポータブルまたは非ポータブル装置などを含む。いくつかの例示的な実施形態では、無線装置は、コンピュータと統合された周辺装置またはコンピュータに取り付けられた周辺装置であってもよいし、それらを含んでいてもよい。いくつかの例示的な実施形態では、用語「装置／デバイス」は任意的に、有線サービスを含んでいてもよい。

本発明のある種の特徴について本稿で例解および説明してきたが、多くの修正、置換、変更および等価物が今や当業者には思いつくであろう。したがって、付属の請求項は、そのようなすべての修正および変更を本発明の実施形態の範囲内にはいるものとしてカバーすることが意図されていることは理解しておくものとする。

Claims (19)

1. 広帯域伝送を使って通信する方法であって：
   複数のチャネル上のトラフィックについて、該複数のチャネルにおけるいくつかのチャネル上での広帯域伝送のために構成された局（STA）を使ってモニタリングする段階と；
   前記複数のチャネルのうち一つまたは複数のチャネルがアイドルであることを判別する段階と；
   前記一つまたは複数のアイドルなチャネルを通じて送信許可要求（RTS）フレームを送信する段階であって、前記一つまたは複数のアイドルなチャネルは一次チャネルを含み、各RTSフレームは前記送信器における利用可能な帯域幅を示し、プリアンブルを含む、段階と；
   前記一次チャネルを通じて送信可（CTS）フレームを受信する段階であって、前記CTSフレームは、応答器におけるいくつかの利用可能なチャネルおよび利用可能な帯域幅を示す、段階と；
   前記CTSフレームによって示された前記いくつかの利用可能なチャネルを通じて、前記STAによってデータを送信する段階とを含む、
   方法。
2. 前記複数のチャネルが一次チャネルおよび一つまたは複数の非一次チャネルを含む、請求項１記載の方法。
3. アイドルなチャネルの数および受信されたCTSフレームの数に基づいて前記複数のチャネルのうち一つまたは複数で衝突が発生したかどうかを判定する段階をさらに含む、請求項１記載の方法。
4. 前記いくつかの利用可能なチャネルが連続するチャネルである、請求項１記載の方法。
5. 前記STAが、前記一次チャネルと、前記一つまたは複数の非一次チャネルの少なくともサブセットとを監視する、請求項２記載の方法。
6. 前記STAが、前記一次チャネルを監視するが、前記一つまたは複数の非一次チャネルは監視しない、請求項２記載の方法。
7. 前記プリアンブルが前記応答器の関連付け識別子を含む、請求項６記載の方法。
8. 前記CTSフレームおよび前記RTSフレームが帯域幅モード・ビットを含む、請求項１記載の方法。
9. 広帯域伝送を使って通信する方法であって：
   一次チャネルおよびいくつかの非一次チャネルがアイドルであるかどうかを判定するために感知する段階と；
   広帯域通信のために構成された局（STA）から前記一次チャネルを通じて、前記STAにおける利用可能な帯域幅を示す送信許可要求（RTS）フレームを受信する段階と；
   前記一次チャネルおよび一つまたは複数の非一次チャネルのいくつかを通じて、少なくとも部分的には前記一次チャネルおよび前記非一次チャネルがアイドルであるかどうかに基づいて、応答器における利用可能な帯域幅を示す送信可（CTS）フレームを送信する段階と；
   前記一つまたは複数の一次チャネルおよび非一次チャネルの前記いくつかのうちの少なくともサブセットを通じてデータを受信する段階とを含む、方法。
10. 前記プリアンブル中の長いトレーニング・フィールド（LTF: long training field）を使って各非一次チャネルについて干渉を推定する段階と；
    前記一次チャネルについて受信信号強度指標を推定する段階と；
    各非一次チャネルについて信号対干渉雑音比（SINR）を決定する段階と；
    閾値を決定する段階と；
    前記SINRおよび前記閾値に基づいて各非一次チャネル上で衝突が起こったかどうかを評価する段階とをさらに含む、
    請求項９記載の方法。
11. 前記一次チャネルと前記非一次チャネルの間のタイミング相関付けを実行する段階をさらに含む、請求項９記載の方法。
12. 前記一つまたは複数の非一次チャネル上でのプリアンブル検出および前記一次チャネルと前記非一次チャネルとの間の前記タイミング相関に基づいて動作帯域幅を推定する段階をさらに含む、請求項１１記載の方法。
13. 前記CTSフレームが、前記一次チャネルおよび一つまたは複数の非一次チャネル上で受信された前記RTSフレームに基づいて最も広いサブチャネル・ブロックを通じて送信される、請求項１０記載の方法。
14. 前記CTSフレームおよび前記RTSフレームが帯域幅モード・ビットを含む、請求項９記載の方法。
15. 前記RTSフレームが前記一次チャネル上で受信された間に前記一つまたは複数の非一次チャネル上でプリアンブルが受信されたかどうかを検出する段階をさらに含む、請求項９記載の方法。
16. 広帯域伝送を使って通信する方法であって：
    一次チャネルを通じて局（STA）によって、複数のチャネルについて送信許可要求（RTS）フレームを受信する段階であって、前記RTSフレームはRTSプリアンブルを含み、また利用可能な帯域幅を示す、段階と；
    いくつかの非一次チャネルについて干渉レベルを推定する段階と；
    前記干渉レベルに少なくとも基づいて前記非一次チャネルの一つまたは複数で衝突が起こったかどうかを判定する段階と；
    前記一次チャネルおよび非一次チャネルのうちの一つまたは複数を通じて衝突のない帯域幅を示す送信可（CTS）フレームを送信する段階と；
    前記一つまたは複数の一次チャネルおよび非一次チャネルのうちの少なくともサブセットを通じてデータを受信する段階であって、前記一つまたは複数の一次チャネルおよび非一次チャネルのうちの前記サブセットは連続するチャネルである、段階とを含む、方法。
17. 前記RTSプリアンブルはさらに、前記STAの関連付け識別子（AID）を含む、請求項１６記載の方法。
18. 前記利用可能な帯域幅内のチャネルを監視するために、少なくとも前記RTSプリアンブルに基づいて帯域幅動作を切り替える段階をさらに含む、請求項１６記載の方法。
19. 前記CTSフレームおよび前記RTSフレームが帯域幅モード・ビットを含む、請求項１６記載の方法。

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