JP2015513862A - 無線ローカルエリアネットワークにおいて無線リソースのスケジューリングを行う方法 - Google Patents

無線ローカルエリアネットワークにおいて無線リソースのスケジューリングを行う方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、無線ローカルエリアネットワークのアクセスポイントにおいて、無線リソースのスケジューリングを行う方法に関し、無線ローカルエリアネットワークで少なくとも１つの分類ルールが設定され、少なくとも１つの分類ルールのそれぞれに従ってアクセスポイントによってサービスを提供される複数の非アクセスポイントステーションに対して、少なくとも１つのアクセスグループが設定され、この方法は、少なくとも１つの分類メッセージを複数のステーションの少なくとも１つに送信するステップであって、各分類メッセージが、少なくとも１つの分類ルールに従って無線ローカルエリアネットワークで設定されたすべてのアクセスグループのうちの１つに関する情報を含む、送信するステップと、すべてのアクセスグループの中で保護されるべきアクセスグループに割り当てられた無線リソースを示すために、送信許可フレームを複数のステーションに送信するステップとを含む。本発明は、ステーション間の無線リソースの競合を明確に解決し、同時に競合するステーションの数を効果的に制限し、アクセスグループのアクセス制御に柔軟性を提供することができる。

Description

本開示は、無線ローカルエリアネットワークに関し、詳細には、無線通信ネットワークにおいて無線リソースのスケジューリングを行う方法に関する。
ＩＥＥＥ８０２．１１無線ローカルエリアネットワークの利用（特に屋内）が増大し、ますます複雑化されている。様々な利用、例えば、スマートホームオートメーション、娯楽製品などが、家庭の無線ネットワークを通じたトラフィック量を著しく変化させた。家庭内のトラフィックは、もはやＰＣまたはラップトップのみによって生じるのではなく、いくつかのセンサ、例えば温度センサ、エネルギーメータ、マルチメディアセンサなどによっても生じる。このような多様性が、家庭のトラフィックにおいて数ｋｂｐｓからＭｂｐｓまで広範囲のデータレートをもたらし、これが、ＩＥＥＥ ８０２．１１無線ローカルエリアネットワークを非常に厳しい状況にしている。
よく知られているように、ＩＥＥＥ ８０２．１１無線ローカルエリアネットワークは、元来ベストエフォートサービスのために設計された。コンテンションベースのアクセスが、ＩＥＥＥ ８０２．１１の様々なトラフィック制御方式の基盤である。しかしながら、この単純なアクセス方式は、通常、高いエラー率、競合、および再伝送頻度、ならびに予測できない遅延およびジッタを引き起こし、これらのすべてが、ＩＥＥＥ ８０２．１１ベースの無線ローカルエリアネットワークにおける（リアルタイムの）音声／ビデオサービスの品質を大きく低下させる。
ＩＥＥＥ ８０２．１１のコンテンションベースのアクセスに対するトラフィック制御に伴う技術的問題は、次のように列挙される：
問題１：ＩＥＥＥ ８０２．１１のアクセスカテゴリ制限
ＩＥＥＥ ８０２．１１ｅは、単に４つのアクセスカテゴリ（ＡＣ）、すなわちＡＣ＿ＢＫ（Ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ：背景）、ＡＣ＿ＢＥ（Ｂｅｓｔ−Ｅｆｆｏｒｔ：ベストエフォート）、ＡＣ＿ＶＩ（Ｖｉｄｅｏ：ビデオ）、およびＡＣ＿ＶＯ（Ｖｏｉｃｅ：音声）を定義する。優先的に扱われるために、既存のＩＥＥＥ ８０２．１１は、ステーションのトラフィックがたとえビデオまたは音声とは全く異なっていても、トラフィックがＡＣ＿ＶＩまたはＡＣ＿ＶＯとして分類されることを要求する。このような手法は、ＡＣ＿ＶＩまたはＡＣ＿ＶＯカテゴリにおける競合および再伝送の可能性をより高くする恐れがある。例えば、リアルタイムのホームオートメーションおよびセキュリティサービス、ならびにＷｉＦｉ有効ＴＶの複数のステーションの間で、激しい干渉が観察されることがある。これらはすべて、ＡＣ＿ＶＩという同じアクセスカテゴリに属し、同じ優先度で無線リソースを求めて競い合うからである。
問題２：トラフィック制御のための大量のシグナリングオーバーヘッド
ＩＥＥＥ ８０２．１１の競合の間、送信許可（Ｃｌｅａｒ ｔｏ Ｓｅｎｄ：ＣＴＳ）フレームによって、保護されたトラフィック源に競合のない区間を割り当てることができる。さらに、保護されていないトラフィック源は、保護されたトラフィック源に競合のない区間を提供するためにアクセスチャネルをクリアするために、確認応答（ＡＣＫ）中のピギーバック情報に従ってある期間の間休止状態となることがある。これらの既存の手法は拡張性がなく、家庭におけるトラフィック源の数が増大していることを考慮に入れるとき、大量のシグナリグオーバーヘッドにつながる可能性がある。
コンテンションベースのアクセスはＩＥＥＥ ８０２．１１の基盤であるので、分散制御機能（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ：ＤＣＦ）においてだけでなく、集中制御機能（Ｐｏｉｎｔ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ：ＰＣＦ）およびハイブリッド制御機能（Ｈｙｂｒｉｄ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ：ＨＣＦ）においても、前述の問題が存在する。
従来技術および既存技術の問題の前述の理解を考慮して、無線ローカルエリアネットワークにおいてシグナリングオーバーヘッドを著しく増加させることなく、競合および再伝送の可能性を低下させる無線リソースのスケジューリングを行う方法を提供することが可能であるならば、かなり有益であろう。
本発明の第１の態様によれば、無線ローカルエリアネットワークのアクセスポイントにおいて、無線リソースのスケジューリングを行う方法が提供され、無線ローカルエリアネットワークに、少なくとも１つの分類ルールが設定され、少なくとも１つの分類ルールのそれぞれに従ってアクセスポイントによってサービスを提供される複数の非アクセスポイントステーションに、少なくとも１つのアクセスグループが設定され、この方法は、少なくとも１つの分類メッセージを複数のステーションの少なくとも１つに送信するステップであって、各分類メッセージが、少なくとも１つの分類ルールに従って無線ローカルエリアネットワークで設定されたすべてのアクセスグループのうちの１つに関する情報を含み、アクセスグループに関する情報が、第１の情報、第２の情報、および第３の情報を含み、第１の情報が、アクセスグループの分類ルールを示し、第２の情報が、アクセスグループのアクセスグループラベルを示し、第３の情報が、アクセスグループの状態コードを示す、送信するステップと、送信許可フレームを複数のステーションに送信して、すべてのアクセスグループのうちの保護されるべきアクセスグループに割り当てられる無線リソースを示すステップとを含む。
本発明の第２の態様によれば、無線ローカルエリアネットワークの非アクセスポイントステーションにおいて、無線リソースのスケジューリングを行う際に支援する方法が提供され、無線ローカルエリアネットワークは、複数の非アクセスポイントステーションと、複数の非アクセスポイントステーションにサービスを提供するアクセスポイントとを含み、無線ローカルエリアネットワークに、少なくとも１つの分類ルールが設定され、少なくとも１つの分類ルールのそれぞれに従って複数の非アクセスポイントステーションに、少なくとも１つのアクセスグループが設定され、この方法は、アクセスポイントから少なくとも１つの分類メッセージを受信するステップであって、各分類メッセージが、少なくとも１つの分類ルールに従って無線ローカルエリアネットワークで設定されたすべてのアクセスグループのうちの１つに関する情報を含み、アクセスグループに関する情報が、第１の情報、第２の情報、および第３の情報を含み、第１の情報が、アクセスグループの分類ルールを示し、第２の情報が、アクセスグループのアクセスグループラベルを示し、第３の情報が、アクセスグループの状態コードを示す、受信するステップと、アクセスグループの第３の情報に従って、アクセスグループに加わる／アクセスグループに加わらない／アクセスグループに留まる／アクセスグループから離脱するステップと、アクセスポイントから送信許可フレームを受信するステップと、送信許可フレームに示される、保護されるべきアクセスグループが、現在ステーションが加わっているアクセスグループである場合、送信許可フレームに示される期間に無線リソースを求めて競合するステップとを含む。
本発明のソリューションによれば、非アクセスポイントステーションが、アクセスグループに分割され、非アクセスポイントステーションが、複数のアクセスグループに同時に属することができる。非アクセスポイントステーションが、動的に、アクセスグループに加わる（Ｊｏｉｎ）／アクセスグループに加わらない（Ｎｏｔ Ｊｏｉｎ）／アクセスグループに留まる（Ｓｔａｙ）／アクセスグループを離脱する（Ｌｅａｖｅ）ことができる。各グループは、アクセスカテゴリとして同等にみなされ、したがって、精密なトラフィック制御のためにより多くのアクセスカテゴリが提供されることが可能である。さらに本発明は、ステーション間の無線リソースの競合を明確に解決し、同時に競合するステーションの数を効果的に制限することができる。
本発明はさらに、アクセスグループのアクセス制御に柔軟性を提供することができる。アクセスポイントが、固定された順序でのみならず、実際に必要に応じてアクセスグループに優先順位をつけるために自発的な方法でＣＴＳフレームを送信することによっても、アクセスグループのスケジューリングを行うことができる。有利には、アクセスグループに予約された期間も、柔軟に変えることができる。
図面を参照して解釈される非限定的実施形態の次の詳細な説明を検討すると、本発明の他の特徴、目的、および利点がより明らかになるであろう。
本発明の一実施形態による無線ローカルエリアネットワークのネットワークトポロジの概略図である。 本発明の一実施形態によるアクセスグループ情報要素のエンコードフォーマットを示す図である。 本発明の一実施形態によるアクセスグループ情報要素のエンコードフォーマットを示す図である。 本発明の一実施形態によりステーションを異なるアクセスグループに割り当てるための起動工程のフローチャートである。 本発明の一実施形態によるＣＴＳフレームのエンコードフォーマットを示す図である。 本発明の一実施形態によりグループの観点でステーションを保護する例示的な工程を示す図である。 本発明の一実施形態によるアクセスグループの調整アクションフレームのエンコードフォーマットを示す図である。 本発明の一実施形態によるアクセスグループの調整アクションフレームのエンコードフォーマットを示す図である。 本発明の一実施形態によりアクセスグループを調整するフローチャートである。
図面を通して同一または同様の参照符号は、同一または同様の装置（モジュール）またはステップを示す。
図１は、本発明の一実施形態による無線ローカルエリアネットワークのネットワークトポロジの概略図を示す。無線ローカルエリアネットワークは、アクセスポイント１１０と、ステーション１２０、１２２、１２４、１３０、１３２、１３４、および１４０とを含む。ステーション１２０、１２２、１２４、１３０、１３２、１３４、および１４０は、アクセスポイント１１０のカバレッジエリア内に配置され、アクセスポイント１１０によってサービスを提供される非アクセスポイントステーションである。アクセスポイント１１０および前述のステーションは、共に基本サービスセット（ＢＳＳ）を形成する。一般的に基本サービスセット１００の識別子（ＩＤ）は、アクセスポイント１１０のＭＡＣアドレスと同じである。基本サービスセット１００が属する無線ローカルエリアネットワークは、サービスセット識別子（ＳＳＩＤ）によって指定され、識別されることが可能である。ここに例示した非アクセスポイントステーションはすべてノートブックコンピュータであるが、非アクセスポイントステーションは、ハンドセット、センサ、および他の装置を含むこともあることを当業者は理解できる。この実施形態では、アクセスポイントは、ＤＣＦモードで動作するが、本発明の実施は、アクセスポイントのいかなる動作モードにも限定されず、競合を含む他のいかなる制御機能モードにも適用できることを当業者は理解できる。
本発明の一実施形態は、無線ローカルエリアネットワークのアクセスポイントにおいて、無線リソースのスケジューリングを行う方法に関し、無線ローカルエリアネットワークに少なくとも１つの分類ルールが設定され、少なくとも１つの分類ルールのそれぞれに従ってアクセスポイントによってサービスを提供される複数の非アクセスポイントステーションに対して、少なくとも１つのアクセスグループが設定される。
本発明の一実施形態では、分類ルールは、例えば、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｅに定義される４つのアクセスカテゴリを含むことができるが、これに限定されない。例えば、ステーションは、そのＭＡＣアドレスのＮ（Ｎは４８未満の正の整数を表す）最下位ビットに従って分類されることが可能であり、すなわちそのＭＡＣアドレスに同じＮ最下位ビットを持つステーションは、同じアクセスグループに属する。
他の多くの分類ルールが設計され、採用されることがあるので、本発明の説明では明確にするために、分類ルールインデックス（ＣＲＩ）を採用して異なる分類ルールを区別する。
アクセスポイント１１０によってサービスを提供されるそれぞれのステーションは、任意の分類ルールに従っていくつかのアクセスグループ（ＡＧ）に分割されることが可能である。各アクセスグループは、新しく定義されたアクセスグループラベル（ＡＧＬ）と関連付けられる。したがって、１つのアクセスグループは、２タプル（２−ｔｕｐｌｅ）の＜ＣＲＩ，ＡＧＬ＞、すなわちアクセスグループＩＤによって一意に識別されることが可能である。本発明の一実施形態では、ＣＲＩは、オクテットにエンコードされ、したがって０ｘ００から０ｘＦＦまでの範囲の値をとる。これは、最大２５６の分類ルールに対応していることを意味する。ＡＧＬもまた、オクテットにエンコードされ、したがって、やはり０ｘ００から０ｘＦＦまでの範囲の値をとり、これは各分類ルールによって最大２５６グループが対応可能であることを意味する。したがって、それぞれの分類ルールに従って設定されるすべてのアクセスグループの数は、最大２５６＊２５６＝６５５３６である。したがって本発明は、優れた拡張性を有し、ハイブリッドホームアプリケーションの複雑さに適応することができる。
１つのステーションは、一般的にただ１つのＡＧと関連付けられるが、ステーションは２つ以上のＡＧと関連付けられることが可能であることを当業者は理解できる。例えば、図１に示す実施形態では、第１の分類ルールＣＲＩ １を用いて、ステーション１２０、１２２、および１２４は、＜ＣＲＩ １，ＡＧＬ １＞で識別されるグループに分類され、ステーション１３０、１３２、および１３４は、＜ＣＲＩ １，ＡＧＬ ２＞で識別されるグループに分類され、第２の分類ルールＣＲＩ ２を用いて、ステーション１２１および１３１は、＜ＣＲＩ ２，ＡＧＬ １＞で識別されるグループに分類され、ステーション１２０、１３０、および１４０は、＜ＣＲＩ ２，ＡＧＬ ２＞で識別されるグループに分類される。すなわち、第１の分類ルールＣＲＩ １を用いて、ステーション１２０は、ＡＧＬ １に属し、例えば第１の分類ルールＣＲＩ ２を用いて、ステーション１２０は、ＡＧＬ ２に属する。ステーション１２０は、２タプルの形式、すなわち、＜ＣＲＩ １，ＡＧＬ １＞および＜ＣＲＩ ２，ＡＧＬ ２＞で、複数のアクセスグループＩＤに関連付けることができる。本発明の説明の便宜上、各ステーションは、一度にただ１つのＡＧと関連付けられる。
本発明の一実施形態における方法は、ａ．少なくとも１つの分類メッセージを、複数のステーションの少なくとも１つに送信するステップであって、各分類メッセージが、少なくとも１つの分類ルールに従って無線ローカルエリアネットワークで設定されたすべてのアクセスグループのうちの１つに関する情報を含み、アクセスグループに関する情報が、第１の情報、第２の情報、および第３の情報を含み、第１の情報が、アクセスグループの分類ルールを示し、第２の情報が、アクセスグループのアクセスグループラベルを示し、第３の情報が、アクセスグループの状態コードを示す、送信するステップを含む。
詳細には、アクセスポイント１１０は、ダウンリンクフレームで少なくとも１つの非アクセスポイントステーションに、ブロードキャストまたはユニキャストの形式でアクセスグループ情報を送信する、または非アクセスポイントステーションの要求に応じて、要求を送信する非アクセスポイントステーションに、ユニキャスト方式でアクセスグループ情報を送信することができる。ダウンリンクフレームは、ビーコン（Ｂｅａｃｏｎ）フレーム、アソシエーション応答（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フレーム、プローブ応答（Ｐｒｏｂｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フレーム、以下に詳述するアクションフレームなどを含む。アクセスポイント１１０から送信されるアクセスグループ情報は、分類ルールに関する情報と、分類ルールに対応する少なくとも１つのＡＧＬに関する情報とを含む。任意選択で、分類ルールに対応するすべてのＡＧＬは、ブロードキャストアクセスグループ情報に含まれることが可能である。
本発明の一実施形態では、アクセスグループ情報はエンコードされて、新しく定義された情報要素になる。図２（ａ）は、本発明の一実施形態によるアクセスグループ情報要素のエンコードフォーマットを示す。優れた互換性を達成するために、アクセスグループ情報のサイズは、すべてのステーションによって受信されることが可能なサイズの最小上限に適合する。図２（ａ）に示す実施形態では、アクセスグループ情報要素は、以下を含む：
（１）要素ＩＤ情報、この要素をアクセスグループ情報要素として示し、識別する１オクテットのフィールド。
（２）長さ情報、アクセスグループ情報フィールドにおけるオクテット数を示す１オクテットのフィールド。
（３）アクセスグループ情報、可変個のサブアクセスグループ（ＳｕｂＡＧ）サブフィールドを含む可変長のフィールド。図示した実施形態では、アクセスグループ情報は、ｎ個のＳｕｂＡＧを含み、各ＳｕｂＡＧの長さは可変である。
図２（ｂ）は、本発明の一実施形態によるＳｕｂＡＧフィールドのエンコードフォーマットを示す図である。ＳｕｂＡＧフィールドは、以下を含む：
（１）ＣＲＩ、どの分類ルールが使用されているかを示し、識別する１オクテットのフィールド。
（２）ＡＧＬの数、この分類ルールの下のＡＧＬの数を示す１オクテットのフィールド。
（３）ＡＧＬ ｎ、ＣＲＩフィールドに示される分類ルールに対応するアクセスグループの１つを示し、識別する１オクテットのフィールド。
（４）アクセスグループ状態コード、ＡＧＬ ｎに関連するアクセスグループの状態を示す１オクテットのフィールド。このフィールドの値は、ステーションがアクセスグループに加わる、アクセスグループに留まる、またはアクセスグループを離脱するための指針を提供する。アクセスグループ状態コードの値および意味を、表１に示す。
Figure 2015513862
本明細書では簡単にするために、アクセスグループに関してステーションを分類し、保護する機能は、単にＡＧ機能と呼ばれる。アクセスポイント１００は、拡張機能情報要素を使用することによって、そのＡＧ機能を示すことができる。例えば、拡張機能情報要素の機能フィールド中の１つの予約済みビットは、このために使用することができる。ビットを１（０）に設定して、ＡＧ機能が利用できること（利用できないこと）を示す。あるいは、ダウンリンクフレーム（例えば、ビーコンフレーム、アソシエーション応答フレーム、プローブ応答フレームなど）にＡＧ情報要素があると、ＡＧ機能が利用できることを示すとみなされることも可能である。
ＡＧ機能の表示を受信すると、関連するステーションは、ＩＥＥＥ ８０２．１１無線ローカルエリアネットワークがアクセスグループの観点からＤＣＦモードを実行するであろうと認識することになる。より詳細には、関連するステーションは、保護されたＡＧを示す情報をＣＴＳフレームに見つけることができると認識することになる。
図３は、本発明の一実施形態によりステーションを異なるアクセスグループに割り当てるための起動工程のフローチャートを示す。
ステップＳ３０１において：アクセスポイント１１０は、ステーション１２０にビーコンフレームを送信する。図３には示していないが、代替的にはビーコンフレームは、アクセスポイント１１０によってサービスを提供されるすべてのステーションにブロードキャスト形式で送信されることが可能であることを、当業者は理解することができる。ビーコンフレームでは、ＡＧ機能を識別するビットは１に設定されて、アクセスポイント１１０がＡＧ機能を有することを明示的に示す。さらに、ビーコンフレームは、そのアクセスグループ状態コードが「条件付き加入（Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌ Ｊｏｉｎ」）」であるので、＜ＣＲＩ １，ＡＧＬ １＞で識別されるアクセスグループが、ステーションを受け入れるために条件付きで開かれることを示すＡＧ情報要素も搬送する。このような情報に従って、ステーション１２０は、＜ＣＲＩ １，ＡＧＬ １＞で識別されるアクセスグループに加わる。ステーション１２０は、アクセスグループに加わらないこともあることを当業者は理解することができる。
当業者は、ビーコンフレームがいかなるＡＧ情報要素も含まないことがあることを理解することができる。ＡＧ機能を識別するビットが１に設定されていることを認識すると、ステーションは、アクセスポイントがアクセスグループの観点からステーションを保護する機能を有することを知ることになり、したがってステーションは、第２の要求メッセージ、例えばアソシエーション要求またはプローブ要求フレームを送信することによって、アクセスポイント１１０からアクセスグループ情報を要求することができる。
例えば、ステップＳ３１１において、ステーション１３０は、アソシエーション要求フレームをアクセスポイント１１０に送信する。アソシエーション要求を受信すると、アクセスポイント１１０は、ステップＳ３１２において、ＡＧ情報要素を搬送するアソシエーション応答フレームをステーション１３０に送信し、ＡＧ情報要素は、＜ＣＲＩ １，ＡＧＬ ２＞で識別されるアクセスグループが、いかなるステーションも受け入れるために開かれていることを示す。ステップＳ３１３において、ステーション１３０は、アクセスポイント１１０によって要求されるように、＜ＣＲＩ １，ＡＧＬ ２＞で識別されるアクセスグループに加わる。当業者は、アソシエーション応答フレームがアソシエーション要求フレームに応答して送信され、したがってユニキャスト方式で送信されることを理解できる。
別の例では、ステップＳ３２１において、ステーション１４０は、プローブ要求フレームをアクセスポイント１１０に送信する。プローブ要求を受信すると、アクセスポイント１１０は、ステップＳ３２２において、ＡＧ情報要素を搬送するプローブ応答フレームをステーション１３０に送信し、この実施形態では、ＡＧ情報要素は、＜ＣＲＩ ２，ＡＧＬ １＞で識別されるアクセスグループが、いかなるステーションも受け入れるために開かれていることを示す。ステップＳ３２３において、ステーション１４０は、アクセスポイント１１０によって要求されるように、＜ＣＲＩ ２，ＡＧＬ １＞で識別されるアクセスグループに加わる。当業者は、プローブ応答フレームがプローブ要求フレームに応答して送信され、したがってユニキャスト方式で送信されることを理解できるであろう。
本発明による方法は、ｂ．すべてのアクセスグループの中で保護されるべきアクセスグループに割り当てられる無線リソースを示すために、複数のステーションに送信許可フレームを送信するステップをさらに含む。
本発明の一実施形態では、送信許可フレーム中に示される受信機アドレスが、保護されるべきアクセスグループのグループアドレスを示す。
図４は、本発明の一実施形態によるＣＴＳフレームのエンコードフォーマットを示す。この実施形態では、ＣＴＳフレームは、フォーマットを変更されず、単にフレーム中の受信機アドレス（ＲＡ）フィールドが使用されて、アクセスグループの識別、すなわち２タプルの＜ＣＲＩ，ＡＧＬ＞を搬送する。従来技術では、ＲＡは一般的に、保護されるステーションのユニキャストのＭＡＣアドレスと同じであることが知られている。しかしながら本発明では、ＲＡは、保護されるアクセスグループを示すグループのＭＡＣアドレスに変更される。本発明の一実施形態では、アクセスグループのＭＡＣアドレスは、８０−Ｃ２−００−０３−００から０１−８０−Ｃ２−ＦＦ−ＦＦ−ＦＦの、ＩＥＥＥが予約したＭＡＣアドレス範囲にあることが可能である。例えばＲＡフィールドの最初の３オクテットは、図４に示すように、８０−Ｃ２−００であり、ＲＡフィールドの他のオクテットは、以下のように定義される：
（１）アクセスグループのトラフィック制御（ＴＣ）フラグ、このグループのＭＡＣアドレスが、アクセスグループの観点からステーションを保護するために使用されることを示す１オクテットのフィールド。例えばこれは、０ｘ０１と定義されることが可能である（ただし、これに限定されない）。
（２）ＣＲＩ、どの分類ルールが使用されているかを示し、識別する１オクテットのフィールド。
（３）ＡＧＬ、ＣＲＩフィールドに示される分類ルールに対応するアクセスグループの１つを示し、識別する１オクテットのフィールド。
さらに、ＣＴＳフレーム中の期間フィールドは、＜ＣＲＩ，ＡＧＬ＞で識別される、保護されるアクセスグループ中のステーションに予約されたネットワーク割り当てベクトル時間を示す。ネットワーク割り当てベクトル時間の間、保護されたステーションが、無線リソースの競合に成功する場合、保護されたステーションはアクセスポイントにデータフレームを送信することができるが、異なるアクセスグループの他のステーションはすべて休止状態になる。
本発明の一実施形態によれば、非アクセスポイントのステーションがアクセスポイントから送信許可フレームを受信した後、送信許可フレームに示される、保護されるべきアクセスグループが、現在ステーションが加わっているアクセスグループである場合、ステーションは送信許可フレームに示される期間に無線リソースを求めて競合する。
さらに、送信許可フレームに示される、保護されるべきアクセスグループが、現在ステーションが加わっているアクセスグループとは異なる場合、ステーションは、送信許可フレームに示された期間に休止状態を維持する。
図５は、本発明の一実施形態によりグループの観点からステーションを保護する例示的なプロセスを示す。この実施形態では、ステーション１２０および１２２は、＜ＣＲＩ １，ＡＧＬ １＞で識別されるアクセスグループに加わっており、ステーション１３０および１３２は、＜ＣＲＩ １，ＡＧＬ ２＞で識別されるアクセスグループに加わっている。
ステップＳ５０１において、アクセスポイント１１０は、マルチキャスト方式でＣＴＳフレーム５１０を送信して、＜ＣＲＩ １，ＡＧＬ １＞で識別されるアクセスグループ中のステーションに対して、ネットワーク割り当てベクトル（ＮＡＶ）時間を割り当てる。ＣＴＳフレームを受信すると、ステーション１２０および１２２は、ＣＴＳフレーム５１０中の期間フィールドに示される次の期間がこれらのステーション１２０および１２２に予約されていることを知る。ステーション１２０および１２２の両方が、＜ＣＲＩ １，ＡＧＬ １＞で識別されるアクセスグループに属しているからである。
ステップＳ５０２において、ステーション１２０および１２２は、ＣＴＳフレームに示される期間内に、すなわち、期間ＮＡＶ（ＣＴＳ ５１０）内に、通常の８０２．１１ ＤＣＦモードのように無線リソースを共有する。例えば、まずステーション１２０が、次いでステーション１２２が、その送信すべきデータを送信する。
ステップＳ５０３において、ステーション１３０および１３２は、これらが＜ＣＲＩ １，ＡＧＬ ２＞で識別されるアクセスグループに属するので、ＣＴＳフレーム５１０を受信した後に、期間ＮＡＶ（ＣＴＳ ５１０）内に休止する。
ステップＳ５０４において、アクセスポイント１１０は、ブロードキャスト方式でＣＴＳフレーム５２０を送信して、＜ＣＲＩ １，ＡＧＬ ２＞で識別されるアクセスグループ中のステーションに対して、ＮＡＶ時間を割り当てる。ＣＴＳフレームを受信すると、ステーション１３０および１３２は、ＣＴＳフレーム５２０中の期間フィールドに示される次の期間が、これらのステーションに予約されていることを知る。これらのステーションの両方が、＜ＣＲＩ １，ＡＧＬ ２＞で識別されるアクセスグループに属しているからである。この間、他のステーション、例えばステーション１２０および１２２は、休止状態になる。
アクセスポイント１１０は、ネットワーク状態の変化および／または保護されるべきアクセスグループのサービス品質の要求の変化に従って、保護されるべきアクセスグループに割り当てられる無線リソースを調整することができることを、当業者は理解することができる。詳細には、例えばアクセスポイント１１０は、保護されるべきあるアクセスグループに対してより長い期間を有する無線リソースを割り当てることができる。
本発明のさらなる実施形態では、アクセスポイント１１０は、ネットワーク状態および／または保護されるべきアクセスグループのサービス品質の要求に従って、少なくとも分類ルール、およびそれに対応するアクセスグループのうちの少なくとも１つを変更することができる。
詳細には、アクセスポイント１１０は、ネットワーク状態の変化および／または保護されるべきアクセスグループのサービス品質の要求の変化に従って、自発的に、またはアクセスグループ中の非アクセスポイントステーションの要求に応じて、少なくとも分類ルール、およびそれに対応するアクセスグループのうちの少なくとも一方を変更することができる。
本発明のさらなる実施形態では、アクセスポイント１１０は、すべてのアクセスグループのうちの１つの性能を評価し、予め定められたルールに従ってアクセスグループの状態コードを調整することができる。
次の因子のいずれか１つまたはいずれかの組合せが、アクセスグループを調整するための判断となることができる：同じアクセスグループのステーション間の検出された、または予測される激しいコリジョン、ネットワーク負荷の検出された、または予測される変化、トラフィックのタイプの検出された、または予測される変化、およびその他の動作状態。前述の因子は、単に「アクセスグループ調整因子」と呼ぶ。詳細には、次の２つの可能な手法がある：
手法１：ステーションから調整要請をしない。
この手法では、アクセスポイント１１０は、トリガモードまたは周期モードの下で、すべてのアクセスグループに対してアクセスグループ調整因子を監視し、チェックする。これらのアクセスグループ調整因子を評価することによって、アクセスポイントは、アクセスグループ情報要素の最後のアクセスグループ状態コードを適応的に変更する、または変更しない。次にアクセスポイント１１０は、ダウンリンクフレーム、例えば、ビーコンフレーム、アソシエーション応答フレーム、プローブ応答フレーム、以下に詳述するアクセスグループアクションフレームなどでステーションに更新された情報を、増分値または実数値形式で送信する。ダウンリンクフレームを受信すると、ステーションは、ステーションが属するアクセスグループに対応するアクセスグループ状態コードを調べ、アクセスグループに加わる／アクセスグループに留まる／アクセスグループを離脱することを決定する。
手法２：ステーションから調整要請をする。
この手法では、ステーションは、以下に詳述する（ここではアクセスグループ調整要求フレームと呼ぶ）アクセスグループのアクションフレームで、アクセスグループ調整要求を起動することができる。したがって、アクセスポイント１１０は、以下に詳述する（ここではアクセスグループ調整応答フレームと呼ぶ）別のアクセスグループのアクションフレームで、アクセスグループの調整方法に関してステーションに応答することができる。アクセスグループ調整応答フレームは、自発的な方法で使用することができ、したがって、第１の手法に適用できる可能性がある。
図６は、それぞれ、アクセスグループの調整アクションフレームのエンコードフォーマットを示し、図６（ａ）は、アクセスグループの調整要求フレームを示し、図６（ｂ）は、アクセスグループの調整応答フレームを示す。
図６（ａ）では、アクセスグループの調整要求フレームは、以下を含む：
１）カテゴリ：このアクションフレームがアクセスグループの調整に関連することを示す１オクテットのフィールド。
２）アクション：アクションフレームが調整要求用であることを示す１オクテットのフィールド。
３）ダイアログトークン：アクセスグループの調整を追跡するためにステーションとアクセスポイントの両方によって使用される１オクテットのフィールド。
４）アクセスグループ数：アクセスグループＩＤの数を示す１オクテットのフィールド。
５）アクセスグループＩＤｎ：ｎ番目のアクセスグループのアクセスグループＩＤを示す、１オクテットのＣＲＩと１オクテットのＡＧＬとからなる、２オクテットのフィールド。
図６（ｂ）では、アクセスグループの調整応答フレームは、以下を含む：
１）カテゴリ：アクセスグループの調整要求フレームと同様に、このアクションフレームが、アクセスグループ調整に関連することを示す１オクテットのフィールド。
２）アクション：アクションフレームが調整応答用であることを示す１オクテットのフィールド。
３）ダイアログトークン：アクセスグループの調整を追跡するためにステーションとアクセスポイントの両方によって使用される１オクテットのフィールド。
４）長さ：アクセスグループ情報フィールドにおけるオクテット数を示す１オクテットのフィールド。
５）アクセスグループ情報：図２に示すアクセスグループ情報要素で定義されたものと同じフォーマットを有する可変個のＳｕｂＡＧサブフィールドを含んだ可変長フィールド。
図７は、第１および第２の手法を使用してアクセスグループを調整するフローチャートを示す。ステップＳ７０１において、ステーション１２０および１２２は、＜ＣＲＩ １，ＡＧＬ １＞で識別されるアクセスグループに加わり、ステーション１３０および１３２は、＜ＣＲＩ １，ＡＧＬ ２＞で識別されるアクセスグループに加わり、ステーション１４０は、＜ＣＲＩ ２，ＡＧＬ １＞で識別されるアクセスグループに加わる。
ステップＳ７０２において：アクセスポイント１１０は、アクセスグループ情報要素を搬送するビーコンフレームを送信する。図のように、＜ＣＲＩ １，ＡＧＬ １＞で識別されるアクセスグループの状態コードは、「Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌ Ｌｅａｖｅ（条件付き離脱）」であり、＜ＣＲＩ ２，ＡＧＬ １＞で識別されるアクセスグループの状態コードは、「Ｓｔａｙ（残留）」である。ビーコンフレームを受信すると、ステーション１２０は、条件付きで離脱するが、ステーション１２２は、＜ＣＲＩ １，ＡＧＬ １＞で識別されるアクセスグループに条件付きで留まる。ステーション１４０は、ビーコンフレームで指示されるように、＜ＣＲＩ ２，ＡＧＬ １＞で識別されるアクセスグループに留まる。さらに、ステーション１３０および１３２は、アクセスグループ情報要素の明示的な指示なしに、＜ＣＲＩ １，ＡＧＬ ２＞で識別されるアクセスグループに留まる。
ステップＳ７０４において、アクセスポイント１１０は、第１の手法により自発的に、アクションフレーム（すなわち、アクセスグループ調整応答フレーム）をステーション１２０に送信する。フレーム中のアクセスグループ情報要素が、「Ｊｏｉｎ」のアクセスグループ状態コードを用いて、ステーション１２０に＜ＣＲＩ １，ＡＧＬ ２＞で識別されるアクセスグループに加わるよう指示する。その後ステップＳ７０５において、ステーション１２０は、このような情報に従ってアクセスグループに加わる。
ステップＳ７０６において、ステーション１３０は、アクションフレーム（すなわち、アクセスグループ調整要求フレーム）をアクセスポイント１１０に送信して、＜ＣＲＩ １，ＡＧＬ ２＞で識別されるアクセスグループを離脱する、またはこれに留まるための指示を要求する。したがって、ステップＳ７０７において、アクセスポイント１１０は、アクセスグループの性能を評価し、第２の手法によりこれが過負荷状態であることがわかる。ゆえに、アクセスポイント１１０は、ステーション１３０を、＜ＣＲＩ ２，ＡＧＬ １＞で識別される別の軽負荷のアクセスグループに向かわせることを決定する。ステップＳ７０８において、アクセスポイント１１０は、アクションフレーム（すなわち、アクセスグループ調整応答フレーム）をステーション１３０に送信する。フレーム中のアクセスグループ情報要素が、ステーション１３０に、＜ＣＲＩ １，ＡＧＬ ２＞で識別されるアクセスグループを離脱し、＜ＣＲＩ ２，ＡＧＬ １＞で識別されるアクセスグループに加わるよう指示する。アクセスグループ調整応答フレームを受信すると、ステーション１３０は、ステップＳ７０９において、＜ＣＲＩ １，ＡＧＬ ２＞で識別されるアクセスグループを離脱し、＜ＣＲＩ ２，ＡＧＬ １＞で識別されるアクセスグループに加わる。
本発明のソリューションによれば、非アクセスポイントステーションが、アクセスグループに分割され、非アクセスポイントステーションが、複数のアクセスグループに同時に属することができる。非アクセスポイントステーションは、動的に、アクセスグループに加わる（Ｊｏｉｎ）／アクセスグループに加わらない（Ｎｏｔ Ｊｏｉｎ）／アクセスグループに留まる（Ｓｔａｙ）／アクセスグループを離脱する（Ｌｅａｖｅ）ことができる。各グループは、アクセスカテゴリとして同等にみなされることが可能であり、したがって、精密なトラフィック制御を行うためにより多くのアクセスカテゴリが提供されることが可能である。さらに本発明は、ステーション間の無線リソースの競合を明確に解決し、同時に競合するステーションの数を効果的に制限することができる。
本発明はさらに、アクセスグループのアクセス制御に柔軟性を提供することができる。アクセスポイントが、固定された順序でのみならず、実際に必要に応じてアクセスグループに優先順位をつけるために未承諾な方法でＣＴＳフレームを送信することによっても、アクセスグループのスケジューリングを行うことができる。有利には、アクセスグループに予約された期間も、柔軟に変えることができる。
本発明は、前述の例示的実施形態の詳細に限定されず、本発明の趣旨または本質を逸脱することなく、他の特定の形式で具体化されることが可能であることを当業者は理解するであろう。したがって、諸実施形態は、いずれにせよ例示であり、非限定的であると解釈されよう。さらに、明らかに「含む」という用語は、別の（１つもしくは複数の）要素または（１つもしくは複数の）ステップを除外することはなく、「ａ」または「ａｎ」は、複数を除外することはない。装置クレームに記載される複数の要素は、代替的に、単一要素として具体化されることが可能である。「第１の」、「第２の」などの用語は、名前を指定するものであるが、特定の順序を提案するものではない。

Claims (15)

  1. 無線ローカルエリアネットワークのアクセスポイントにおいて、無線リソースのスケジューリングを行う方法であって、無線ローカルエリアネットワークで少なくとも１つの分類ルールが設定され、少なくとも１つの分類ルールのそれぞれに従ってアクセスポイントによってサービスを提供される複数の非アクセスポイントステーションに対して、少なくとも１つのアクセスグループが設定され、この方法は、
    ａ．少なくとも１つの分類メッセージを、複数のステーションの少なくとも１つに送信するステップであって、各分類メッセージが、少なくとも１つの分類ルールに従って無線ローカルエリアネットワークで設定されたすべてのアクセスグループのうちの１つに関する情報を含み、アクセスグループに関する情報が、第１の情報、第２の情報、および第３の情報を含み、第１の情報が、アクセスグループの分類ルールを示し、第２の情報が、アクセスグループのアクセスグループラベルを示し、第３の情報が、アクセスグループの状態コードを示す、送信するステップと、
    ｂ．すべてのアクセスグループの中で保護されるべきアクセスグループに割り当てられる無線リソースを示すために、複数のステーションに送信許可フレームを送信するステップと
    を含む、方法。
  2. ネットワーク状態および／または保護されるべきアクセスグループのサービス品質の要求に従って、少なくとも１つの分類ルール、およびそれに対応するアクセスグループのうちの少なくとも１つを変更するステップ
    をさらに含む、請求項１に記載の方法。
  3. すべてのアクセスグループのうちの１つの性能を評価するステップと、
    予め定められたルールに従ってアクセスグループの状態コードを調整するステップと
    をさらに含む、請求項１に記載の方法。
  4. アクセスグループの性能を評価するステップの前に、
    アクセスグループに属するステーションから、アクセスポイントにアクセスグループを調整するように要求する第１の要求メッセージを受信するステップ
    をさらに含む、請求項３に記載の方法。
  5. アクセスグループの状態コードが、Ｊｏｉｎ、Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌ Ｊｏｉｎ、Ｓｔａｙ、Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌ Ｌｅａｖｅ、およびＬｅａｖｅを含む、請求項１に記載の方法。
  6. ネットワーク状態の変化および／または保護されるべきアクセスグループのサービス品質の要求の変化に従って、保護されるべきアクセスグループに割り当てられる無線リソースを調整するステップ
    をさらに含む、請求項１に記載の方法。
  7. ステップａの前に、方法が、
    複数のステーションの少なくとも１つから、分類メッセージを要求する第２の要求メッセージを受信するステップ
    をさらに含み、
    ステップａにおいて、少なくとも１つの分類メッセージが、第２の要求メッセージを送信している少なくとも１つのステーションに送信される、請求項１に記載の方法。
  8. 送信許可フレーム中に含まれる受信機アドレスが、保護されるべきアクセスグループのグループアドレスを示す、請求項１に記載の方法。
  9. 無線ローカルエリアネットワークの非アクセスポイントステーションにおいて、無線リソースのスケジューリングを行う際に支援する方法であって、無線ローカルエリアネットワークが、複数の非アクセスポイントステーションと、複数の非アクセスポイントステーションにサービスを提供するアクセスポイントとを含み、少なくとも１つの分類ルールが、無線ローカルエリアネットワークで設定され、少なくとも１つの分類ルールのそれぞれに従って複数の非アクセスポイントステーションに対して、少なくとも１つのアクセスグループが設定され、この方法は、
    ｉ．アクセスポイントから少なくとも１つの分類メッセージを受信するステップであって、各分類メッセージが、少なくとも１つの分類ルールに従って無線ローカルエリアネットワークで設定されたすべてのアクセスグループのうちの１つに関する情報を含み、アクセスグループに関する情報が、第１の情報、第２の情報、および第３の情報を含み、第１の情報が、アクセスグループの分類ルールを示し、第２の情報が、アクセスグループのアクセスグループラベルを示し、第３の情報が、アクセスグループの状態コードを示す、受信するステップと、
    ｉｉ．アクセスグループの第３の情報に従って、アクセスグループに加わる／アクセスグループに加わらない／アクセスグループに留まる／アクセスグループを離脱するステップと、
    ｉｉｉ．アクセスポイントから送信許可フレームを受信するステップと、
    ｉｖ．送信許可フレームに示される、保護されるべきアクセスグループが、現在ステーションが加わっているアクセスグループである場合、送信許可フレームに示された期間に無線リソースを求めて競合するステップと
    を含む、方法。
  10. ｖ．送信許可フレームに示される、保護されるべきアクセスグループが、現在ステーションが加わっているアクセスグループとは異なる場合、送信許可フレームに示された期間に休止状態を維持するステップ
    をさらに含む、請求項９に記載の方法。
  11. 少なくとも分類ルールおよびそれに対応するアクセスグループのうちの少なくとも一方が、ネットワーク状態および／または保護されるべきアクセスグループのサービス品質の要求に従って変更される、請求項９に記載の方法。
  12. すべてのアクセスグループのいずれか１つの状態コードが、予め決定されたルールに従って調整される、請求項９に記載の方法。
  13. 第１の要求メッセージをアクセスポイントに送信して、アクセスポイントにアクセスグループを調整するように要求するステップ
    をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
  14. アクセスグループの状態コードが、Ｊｏｉｎ、Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌ Ｊｏｉｎ、Ｓｔａｙ、Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌ Ｌｅａｖｅ、およびＬｅａｖｅを含む、請求項９に記載の方法。
  15. ステップｉの前に、
    第２の要求メッセージをアクセスポイントに送信して、分類メッセージを要求するステップ
    をさらに含む、請求項９に記載の方法。
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