JP2015518694A - 無線通信システムにおいて省電力モードで動作可能なＳＴＡ（ｓｔａｔｉｏｎ）の信号送受信方法及びそのための装置 - Google Patents

Abstract

本発明の実施例は、無線通信システムにおいて省電力モードで動作可能なＳＴＡの信号送信方法であって、第１時間周期によってＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム又はトリガーフレームのうち少なくとも一つを送信するステップを含み、前記第１時間周期は統合スケーリングファクターが適用されたものであり、前記統合スケーリングファクターは、前記ＳＴＡがＡＰ（ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ）と連携（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）状態を維持しながらフレーム送信を省略可能な第２時間周期にも共通して適用されるものである、信号送信方法である。【選択図】図２３

Description

本発明は、無線通信システムに関し、特に、無線ＬＡＮシステムにおいて省電力モードで動作可能なＳＴＡの信号送受信方法及びこれを支援する装置に関する。

近年、情報通信技術の発展に伴って様々な無線通信技術が開発されている。その中でも無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）は、無線周波数技術に基づいて個人携帯用情報端末機（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ；ＰＤＡ）、ラップトップコンピュータ、携帯用マルチメディアプレーヤー（Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｐｌａｙｅｒ；ＰＭＰ）などのような携帯用端末機を用いて家庭、企業又は特定サービス提供地域において無線でインターネットにアクセスできるようにする技術である。

無線ＬＡＮで脆弱点とされてきた通信速度の限界を克服するために、最近の技術標準では、ネットワークの速度と信頼性を増大させるとともに無線ネットワークの運営距離を拡張したシステムを導入している。例えば、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎでは、データ処理速度が最大５４０Ｍｂｐｓ以上である高処理率（Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）を支援し、送信エラーを最小化し、データ速度を最適化するために送信端及び受信端の両方に多重アンテナを使用するＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔｓ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔｓ）技術の適用が導入された。

本発明は、無線通信システム、好ましくは無線ＬＡＮシステムにおいて省電力モードで動作可能なＳＴＡに、より長いスリープ区間を支援するための方法及び装置を提供することを技術的課題とする。

本発明で遂げようとする技術的課題は以上に言及した技術的課題に制限されず、言及していない他の技術的課題は、以下の記載から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。

本発明の第１技術的な側面は、無線通信システムにおいて省電力モードで動作可能なＳＴＡの信号送信方法において、第１時間周期によってＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム又はトリガーフレームのうち少なくとも一つを送信するステップを含み、前記第１時間周期は統合スケーリングファクターが適用されたものであり、前記統合スケーリングファクターは、前記ＳＴＡがＡＰ（ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ）と連携（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）状態を維持しながらフレーム送信を省略可能な第２時間周期にも共通して適用されるものである、信号送信方法である。

本発明の第２技術的な側面は、無線通信システムにおいて省電力モードで動作可能なＳＴＡの信号受信方法において、ビーコンフレームを受信するためにアウェイク（ａｗａｋｅ）状態に切り替わるステップと、前記ビーコンフレームを受信するステップと、を含み、前記アウェイク状態に切り替わる第１時間周期は、統合スケーリングファクターが適用されたものであり、前記統合スケーリングファクターは、前記ＳＴＡがＡＰ（ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ）と連携（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）状態を維持しながらフレーム送信を省略可能な第２時間周期にも共通して適用されるものである、信号受信方法である。

前記第１及び第２技術的な側面は、次の事項を含むことができる。

前記統合スケーリングファクターは、ＷＮＭ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）スリープインターバルの計算にも共通して適用されるものであってもよい。

前記第１時間周期は、リッスンインターバル（ｌｉｓｔｅｎ ｉｎｔｅｒｖａｌ）であり、前記第２時間周期は、ＢＳＳ最大遊休周期（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ Ｍａｘ Ｉｄｌｅ Ｐｅｒｉｏｄ）であってもよい。

前記統合スケーリングファクターの適用は、リッスンインターバルフィールドに含まれた値、ＢＳＳ最大遊休周期エレメントに含まれた値、及びＷＮＭスリープモードエレメントに含まれた値のそれぞれに前記統合スケーリングファクターを掛けることによってなされてもよい。

前記ＳＴＡは、前記統合スケーリングファクターをリッスンインターバルフィールドに含まれた値、ＢＳＳ最大遊休周期エレメントに含まれた値、ＷＮＭスリープモードエレメントに含まれた値のそれぞれに適用時に基本単位拡張要素を掛けてもよい。

前記基本単位拡張要素は、前記統合スケーリングファクターを前記リッスンインターバルフィールドに含まれた値に適用時に１０００ＴＵ／ＢＩであり、前記統合スケーリングファクターを前記ＢＳＳ最大遊休周期エレメントに含まれた値に適用時に１であり、前記統合スケーリングファクターを前記ＷＮＭスリープモードエレメントに含まれた値に適用時に１０００ＴＵ／ＤＩであり、ＴＵは１０２４ｕｓ、ＢＩはビーコンインターバル、ＤＩはＤＴＩＭ（Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ Ｍｅｓｓａｇｅ）インターバルであってもよい。

前記リッスンインターバルフィールドに含まれた値の基本単位はＢＩであり、前記ＢＳＳ最大遊休周期エレメントに含まれた値の基本単位は１０００ＴＵであり、前記ＷＮＭスリープモードエレメントに含まれた値の基本単位はＤＩであってもよい。

前記リッスンインターバルは、前記ＡＰから受信したプローブ応答フレームに含まれたＢＳＳ最大遊休周期に基づいて決定されたものであってもよい。

前記プローブ応答フレームは、ＳＴＡのＢＳＳ最大遊休周期に関連した選好度及び統合スケーリングファクターを含むプローブ要請フレームに対する応答であってもよい

前記ＳＴＡは、前記リッスンインターバルを再連携（Ｒｅａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）要請フレームを通じて前記ＡＰに送信してもよい。

前記リッスンインターバルは、前記ＡＰから受信した連携応答フレームに含まれたＢＳＳ最大遊休周期に基づいて決定されたものであってもよい。

前記リッスンインターバルは、前記ＡＰから受信したビーコンフレームに含まれたＢＳＳ最大遊休周期に基づいて決定されたものであってもよい。

前記ＳＴＡは、前記ＢＳＳ最大遊休周期を含むビーコンフレームを受信した後、前記リッスンインターバルを決定してもよい。

本発明の実施例によれば、省電力モードで動作可能なＳＴＡに、より長いスリープ区間を效率的に提供することができる。

本発明で得られる効果は以上に言及した効果に制限されず、言及していない他の効果は、以下の記載から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者にとって明確に理解されるであろう。

本発明に関する理解を助けるために詳細な説明の一部として含まれる添付の図面は、本発明に関する実施例を提供し、詳細な説明と共に本発明の技術的特徴を説明する。
図１は、本発明を適用し得るＩＥＥＥ ８０２．１１システムの例示的な構造を示す図である。 図２は、本発明を適用し得るＩＥＥＥ ８０２．１１システムの他の例示的な構造を示す図である。 図３は、本発明を適用し得るＩＥＥＥ ８０２．１１システムの更に他の例示的な構造を示す図である。 図４は、ＷＬＡＮシステムの例示的な構造を示す図である。 図５は、本発明を適用し得るＩＥＥＥ ８０２．１１システムのデータリンク層（Ｄａｔａ Ｌｉｎｋ Ｌａｙｅｒ）と物理層（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ）の構造を例示する図である。 図６は、本発明を適用し得る無線ＬＡＮシステムにおいて一般のリンクセットアップ（ｌｉｎｋ ｓｅｔｕｐ）過程を説明するための図である。 図７は、本発明を適用し得るＩＥＥＥ ８０２．１１システムのＭＡＣフレームフォーマットを例示する図である。 図８は、図７のＭＡＣフレームにおいてＨＴ ＣｏｎｔｒｏｌフィールドのＨＴフォーマットを例示する図である。 図９は、図７のＭＡＣフレームにおいてＨＴ ＣｏｎｔｒｏｌフィールドのＶＨＴフォーマットを例示する図である。 図１０は、本発明を適用し得るＩＥＥＥ ８０２．１１ｎシステムのＰＰＤＵフレームフォーマットを例示する図である。 図１１は、本発明を適用し得るＩＥＥＥ ８０２．１１ａｃシステムのＶＨＴ ＰＰＤＵフレームフォーマットを例示する図である。 図１２は、本発明を適用し得る無線ＬＡＮシステムにおいてバックオフ過程を説明するための図である。 図１３は、隠れたノード及び露出されたノードを説明するための図である。 図１４は、ＲＴＳとＣＴＳを説明するための図である。 図１５は、ＩＦＳの関係を例示する図である。 図１６は、電力管理動作を説明するための図である。 図１７乃至図１９は、ＴＩＭを受信したＳＴＡの動作を詳しく説明するための図である。 図１７乃至図１９は、ＴＩＭを受信したＳＴＡの動作を詳しく説明するための図である。 図１７乃至図１９は、ＴＩＭを受信したＳＴＡの動作を詳しく説明するための図である。 図２０は、グループベースＡＩＤについて説明するための図である。 図２１は、リッスンインターバル（ｌｉｓｔｅｎ ｉｎｔｅｒｖａｌ）を説明するための図である。 図２２は、ＢＳＳ最大遊休周期を説明するための図である。 図２３は、本発明の一実施例を説明するための図である。 図２４は、本発明の一実施例に係る無線装置のブロック構成図である。

以下、本発明に係る好適な実施の形態を添付の図面を参照して詳しく説明する。添付の図面と共に以下に開示される詳細な説明は、本発明の例示的な実施の形態を説明するためのもので、本発明の唯一の実施の形態を示すためのものではない。以下の詳細な説明は本発明の完全な理解を提供するために具体的な細部事項を含む。しかし、このような具体的な細部事項なしにも本発明が実施され得るということが当業者には理解される。

場合によって、本発明の概念が曖昧になることを避けるために、公知の構造及び装置は省略されたり、各構造及び装置の核心機能を中心にしたブロック図の形式で図示されることもある。また、本明細書全体を通じて同一の構成要素には同一の図面符号を付して説明する。

以下の説明で使われる特定用語は、本発明の理解を助けるために提供されるものであり、このような特定用語の使用は、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲で他の形態に変更してもよい。

本発明の実施例は、無線接続システムであるＩＥＥＥ ８０２システム、３ＧＰＰシステム、３ＧＰＰ ＬＴＥ及びＬＴＥ−Ａ（ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）システム、並びに３ＧＰＰ２システムの少なくとも一つに開示された標準文書によって裏付けることができる。すなわち、本発明の実施例において、本発明の技術的思想を明確にするために説明を省いた段階又は部分は、上記の文書によって裏付けることができる。また、本文書で開示している用語はいずれも上記の標準文書によって説明することができる。

以下の技術は、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）などのような様々な無線接続システムに用いることができる。ＣＤＭＡは、ＵＴＲＡ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ）やＣＤＭＡ２０００のような無線技術（ｒａｄｉｏ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）によって具現することができる。ＴＤＭＡは、ＧＳＭ（登録商標）（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）／ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ）／ＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄａｔａ Ｒａｔｅｓ ｆｏｒ ＧＳＭ（登録商標） Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）のような無線技術によって具現することができる。ＯＦＤＭＡは、ＩＥＥＥ ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）、ＩＥＥＥ ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ ８０２−２０、Ｅ−ＵＴＲＡ（Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ）などのような無線技術によって具現することができる。ＵＴＲＡはＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）の一部である。３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）ＬＴＥ（ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）は、Ｅ−ＵＴＲＡを用いるＥ−ＵＭＴＳ（Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＭＴＳ）の一部であり、下りリンクでＯＦＤＭＡを採用し、上りリンクでＳＣ−ＦＤＭＡを採用する。ＬＴＥ−Ａ（Ａｄｖａｎｃｅｄ）は３ＧＰＰ ＬＴＥの進展である。

説明を明確にするために、ＩＥＥＥ ８０２．１１システムを中心に記述するが、本発明の技術的特徴がこれに制限されるわけではない。

システム一般

図１は、本発明を適用し得るＩＥＥＥ ８０２．１１システムの例示的な構造を示す図である。

ＩＥＥＥ ８０２．１１構造は複数個の構成要素を含むことができ、それら構成要素の相互作用によって上位層に対してトランスペアレントなＳＴＡ移動性を支援するＷＬＡＮを提供することができる。基本サービスセット（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ；ＢＳＳ）はＩＥＥＥ ８０２．１１ ＬＡＮにおける基本的な構成ブロックに該当し得る。図１では、２個のＢＳＳ（ＢＳＳ１及びＢＳＳ２）が存在し、それぞれのＢＳＳのメンバーとして２個のＳＴＡが含まれること（ＳＴＡ１及びＳＴＡ２はＢＳＳ１に含まれ、ＳＴＡ３及びＳＴＡ４はＢＳＳ２に含まれる）を例示的に示している。図１で、ＢＳＳを示す楕円は、当該ＢＳＳに含まれたＳＴＡが通信を維持するカバレッジ領域を示すものと理解してもよい。この領域をＢＳＡ（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ａｒｅａ）と称することができる。ＳＴＡがＢＳＡの外へ移動すると、当該ＢＳＡ内の他のＳＴＡと直接通信できなくなる。

ＩＥＥＥ ８０２．１１ ＬＡＮにおいて最も基本的なタイプのＢＳＳは、独立したＢＳＳ（Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ＢＳＳ；ＩＢＳＳ）である。例えば、ＩＢＳＳは、２個のＳＴＡだけで構成された最小の形態を有することができる。また、最も単純な形態であるとともに他の構成要素が省略されている図１のＢＳＳ（ＢＳＳ１又はＢＳＳ２）がＩＢＳＳの代表的な例示に該当する。このような構成は、ＳＴＡ同士が直接通信できる場合に可能である。また、このような形態のＬＡＮは、あらかじめ計画して構成されるものではなく、必要な場合に構成されるものであるため、これをアド−ホック（ａｄ−ｈｏｃ）ネットワークと呼ぶこともできる。

ＳＴＡがついたり消えたりすること、ＳＴＡがＢＳＳ領域に／から入ったり出たりすることなどから、ＢＳＳにおいてＳＴＡのメンバーシップが動的に変更することがある。ＢＳＳのメンバーになるためには、ＳＴＡは同期化過程を用いてＢＳＳにジョインすればよい。ＢＳＳ基盤構造の全てのサービスにアクセスするためには、ＳＴＡはＢＳＳに連携されなければならない。このような連携（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）は、動的に設定することができ、分配システムサービス（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｓｅｒｖｉｃｅ；ＤＳＳ）の利用を含むことができる。

図２は、本発明を適用し得るＩＥＥＥ ８０２．１１システムの他の例示的な構造を示す図である。図２は、図１の構造において、分配システム（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ；ＤＳ）、分配システム媒体（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｍｅｄｉｕｍ；ＤＳＭ）、アクセスポイント（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ；ＡＰ）などの構成要素が追加された形態である。

ＬＡＮにおいて直接的なステーション−対−ステーションの距離はＰＨＹ性能によって制限され得る。このような距離の限界が充分な場合もあれば、より遠い距離のステーション間の通信が必要な場合もある。拡張されたカバレッジを支援するために分配システム（ＤＳ）を構成することができる。

ＤＳは、ＢＳＳ同士が相互接続される構造を意味する。具体的に、図１のようにＢＳＳが独立して存在する代わりに、複数個のＢＳＳで構成されたネットワークの拡張された形態の構成要素としてＢＳＳが存在してもよい。

ＤＳは論理的な概念であり、分配システム媒体（ＤＳＭ）の特性によって特定することができる。これと関連して、ＩＥＥＥ ８０２．１１標準では無線媒体（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｍｅｄｉｕｍ；ＷＭ）と分配システム媒体（ＤＳＭ）とを論理的に区別している。それぞれの論理的媒体は互いに異なる目的のために使用され、互いに異なる構成要素によって使用される。ＩＥＥＥ ８０２．１１標準の定義では、このような媒体を互いに同一なものとも、互いに異なるものとも制限しない。このように複数個の媒体が論理的に互いに異なるという点で、ＩＥＥＥ ８０２．１１ ＬＡＮ構造（ＤＳ構造又は他のネットワーク構造）の柔軟性を説明することができる。すなわち、ＩＥＥＥ ８０２．１１ ＬＡＮ構造は様々に具現することができ、それぞれの具現例の物理的な特性によって独立的に当該ＬＡＮ構造を特定することができる。

ＤＳは複数個のＢＳＳのシームレス（ｓｅａｍｌｅｓｓ）な統合を提供し、あて先へのアドレスを扱うために必要な論理的サービスを提供することによって移動装置を支援することができる。

ＡＰとは、連携されているＳＴＡに対してＷＭを通じてＤＳへのアクセスを可能にし、且つＳＴＡ機能性を有する個体を意味する。ＡＰを通じてＢＳＳ及びＤＳ間のデータ移動が行われてもよい。例えば、図２に示すＳＴＡ２及びＳＴＡ３は、ＳＴＡの機能性を有するとともに、連携されているＳＴＡ（ＳＴＡ１及びＳＴＡ４）をＤＳにアクセスさせる機能を持つ。また、いかなるＡＰも基本的にＳＴＡに該当するため、ＡＰはいずれもアドレス可能な個体である。ＷＭ上での通信のためにＡＰによって用いられるアドレスとＤＳＭ上での通信のためにＡＰによって用いられるアドレスは必ずしも同一である必要はない。

ＡＰに連携されているＳＴＡのいずれか一つから当該ＡＰのＳＴＡアドレスに送信されるデータは、常に非制御ポート（ｕｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｐｏｒｔ）で受信され、ＩＥＥＥ ８０２．１Ｘポートアクセス個体によって処理されてもよい。また、制御ポート（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｐｏｒｔ）が認証されると、送信データ（又は、フレーム）はＤＳに伝達されてもよい。

図３は、本発明を適用し得るＩＥＥＥ ８０２．１１システムのさらに他の例示的な構造を示す図である。図３では、図２の構造にさらに広いカバレッジを提供するための拡張されたサービスセット（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ；ＥＳＳ）を概念的に示す。

任意の（ａｒｂｉｔｒａｒｙ）サイズ及び複雑度を有する無線ネットワークがＤＳ及びＢＳＳで構成されてもよい。ＩＥＥＥ ８０２．１１システムではこのような方式のネットワークをＥＳＳネットワークと称する。ＥＳＳは、一つのＤＳに接続されたＢＳＳの集合に該当し得る。しかし、ＥＳＳはＤＳを含まない。ＥＳＳネットワークはＬＬＣ（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層でＩＢＳＳネットワークとして見える点が特徴である。ＥＳＳに含まれるＳＴＡは互いに通信することができ、移動ＳＴＡはＬＬＣにトランスペアレントに一つのＢＳＳから他のＢＳＳに（同一ＥＳＳ内で）移動することができる。

ＩＥＥＥ ８０２．１１では、図３におけるＢＳＳの相対的な物理的位置について何ら仮定しておらず、次のようないずれの形態も可能である。ＢＳＳは部分的に重なってもよく、これは、連続したカバレッジを提供するために一般に用いられる形態である。また、ＢＳＳは物理的に接続していなくてもよく、論理的にはＢＳＳ同士間の距離に制限はない。また、ＢＳＳ同士は物理的に同一位置に位置してもよく、これはリダンダンシーを提供するために用いることができる。また、一つ（又は、一つ以上の）ＩＢＳＳ又はＥＳＳネットワークが一つ（又は、一つ以上の）ＥＳＳネットワークとして同一空間に物理的に存在してもよい。これは、ＥＳＳネットワークが存在する位置にアド−ホックネットワークが動作する場合、互いに異なる機関（ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｓ）によって物理的に重なるＩＥＥＥ ８０２．１１ネットワークが構成される場合、又は、同一位置で２つ以上の互いに異なるアクセス及び保安政策が必要な場合などにおける、ＥＳＳネットワーク形態に該当し得る。

図４は、ＷＬＡＮシステムの例示的な構造を示す図である。図４では、ＤＳを含む基盤構造ＢＳＳの一例が示されている。

図４の例示で、ＢＳＳ１及びＢＳＳ２がＥＳＳを構成する。ＷＬＡＮシステムにおいてＳＴＡはＩＥＥＥ ８０２．１１のＭＡＣ／ＰＨＹ規定に従って動作する装置である。ＳＴＡはＡＰ ＳＴＡ及び非−ＡＰ（ｎｏｎ−ＡＰ）ＳＴＡを含む。Ｎｏｎ−ＡＰ ＳＴＡは、ラップトップコンピュータ、移動電話機のように、一般にユーザが直接扱う装置に該当する。図４の例示で、ＳＴＡ１、ＳＴＡ３、ＳＴＡ４はｎｏｎ−ＡＰ ＳＴＡに該当し、ＳＴＡ２及びＳＴＡ５はＡＰ ＳＴＡに該当する。

以下の説明で、ｎｏｎ−ＡＰ ＳＴＡは、端末（ｔｅｒｍｉｎａｌ）、無線送受信ユニット（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｔｒａｎｓｍｉｔ／Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｕｎｉｔ；ＷＴＲＵ）、ユーザ装置（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ＵＥ）、移動局（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ；ＭＳ）、移動端末（Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、移動加入者局（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ；ＭＳＳ）などと呼ぶことができる。また、ＡＰは、他の無線通信分野における基地局（Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ；ＢＳ）、ノード−Ｂ（Ｎｏｄｅ−Ｂ）、発展したノード−Ｂ（ｅｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ−Ｂ；ｅＮＢ）、基底送受信システム（Ｂａｓｅ Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ；ＢＴＳ）、フェムト基地局（Ｆｅｍｔｏ ＢＳ）などに対応する概念である。

図５は、本発明を適用し得るＩＥＥＥ ８０２．１１システムのデータリンク層（Ｄａｔａ Ｌｉｎｋ Ｌａｙｅｒ）と物理層（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ）の構造を例示する図である。

図５を参照すると、物理層５２０は、ＰＬＣＰ個体（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ Ｅｎｔｉｔｙ）５２１とＰＭＤ個体（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｍｅｄｉｕｍ Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）５２２を含むことができる。ＰＬＣＰ個体５２１は、ＭＡＣ副層５１０とデータフレームを連結する役割を担う。ＰＭＤ個体５２２は、ＯＦＤＭ方式によって２個又はそれ以上のＳＴＡとデータを無線で送受信する役割を担う。

ＭＡＣ副層５１０と物理層５２０はいずれも概念上の管理個体を含むことができ、それぞれ、ＭＬＭＥ（ＭＡＣ Ｓｕｂｌａｙｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）５１１とＰＬＭＥ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）５２３と呼ぶことができる。これらの個体５１１，５２１は、階層管理関数の動作によって階層管理サービスインターフェースを提供する。

正確なＭＡＣ動作を提供するために、ＳＭＥ（Ｓｔａｔｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）５３０が各ＳＴＡ内に存在することができる。ＳＭＥ ５３０は各階層と独立した管理個体で、複数の階層管理個体から階層ベースの状態情報を収集したり、各階層の特定パラメータの値を設定する。ＳＭＥ ５３０は、このような機能を一般システム管理個体に代えて行うことができ、標準管理プロトコルを具現することができる。

上記のような様々な個体は様々な方法で相互作用（ｉｎｔｅｒａｃｔ）することができ、図５では、ＧＥＴ／ＳＥＴプリミティブ（ｐｒｉｍｉｔｉｖｅ）を交換する例を示す。ＸＸ−ＧＥＴ．ｒｅｑｕｅｓｔプリミティブは、管理情報ベース属性（ＭＩＢ ａｔｔｒｉｂｕｔｅ：Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂａｓｅ ａｔｔｒｉｂｕｔｅ）の値を要請するために用いられ、ＸＸ−ＧＥＴ．ｃｏｎｆｉｒｍプリミティブは、状態が「ＳＵＣＣＥＳＳ」であれば、該当のＭＩＢ属性値をリターン（ｒｅｔｕｒｎ）し、その他の場合は、状態フィールドに誤り表示をしてリターンする。ＸＸ−ＳＥＴ．ｒｅｑｕｅｓｔプリミティブは、指定されたＭＩＢ属性を、与えられた値に設定するように要請するために用いられる。ＭＩＢ属性が特定動作を意味していると、この要請はその特定動作の実行を要請する。そして、ＸＸ−ＳＥＴ．ｃｏｎｆｉｒｍプリミティブは、状態が「ＳＵＣＣＥＳＳ」であれば、指定されたＭＩＢ属性が要請された値に設定されたことを意味する。その他の場合には、状態フィールドは誤り状況を示す。このＭＩＢ属性が特定動作を意味すると、このプリミティブは、当該動作が行われたことを意味することができる。

図５に示すように、ＭＬＭＥ ５１１とＳＭＥ ５３０間、ＰＬＭＥ ５２３とＳＭＥ ５３０間には、様々なプリミティブをそれぞれ、ＭＬＭＥ＿ＳＡＰ（ＭＬＭＥ＿Ｓｅｒｖｉｃｅ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）５５０、ＰＬＭＥ＿ＳＡＰ（ＰＬＭＥ＿Ｓｅｒｖｉｃｅ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）５６０を介して交換することができる。そして、ＭＬＭＥ ５１１とＰＬＭＥ ５２３間にはＭＬＭＥ−ＰＬＭＥ＿ＳＡＰ（ＭＬＭＥ−ＰＬＭＥ＿Ｓｅｒｖｉｃｅ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）５７０を介してプリミティブを交換することができる。

リンクセットアップ過程

図６は、本発明を適用し得るＷＬＡＮシステムにおいて一般のリンクセットアップ（ｌｉｎｋ ｓｅｔｕｐ）過程を説明するための図である。

ＳＴＡがネットワークに対してリンクをセットアップし、データを送受信するためには、まず、ネットワークを発見（ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ）し、認証（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）を行い、連携（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）を確立（ｅｓｔａｂｌｉｓｈ）し、保安（ｓｅｃｕｒｉｔｙ）のための認証手順などを行わなければならない。リンクセットアップ過程をセッション開始過程、セッションセットアップ過程と呼ぶこともできる。また、リンクセットアップ過程における発見、認証、連携、保安設定の過程を総称して連携過程と呼ぶこともできる。

図６を参照して例示的なリンクセットアップ過程について説明する。

段階Ｓ６１０で、ＳＴＡはネットワーク発見動作を行うことができる。ネットワーク発見動作はＳＴＡのスキャニング（ｓｃａｎｎｉｎｇ）動作を含むことができる。すなわち、ＳＴＡがネットワークにアクセスするためには、参加可能なネットワークを探さなければならない。ＳＴＡは無線ネットワークに参加する前に互換可能なネットワークを識別しなければならないが、特定領域に存在するネットワーク識別過程をスキャニングという。

スキャニング方式には、能動的スキャニング（ａｃｔｉｖｅ ｓｃａｎｎｉｎｇ）と受動的スキャニング（ｐａｓｓｉｖｅ ｓｃａｎｎｉｎｇ）がある。

図６では例示として能動的スキャニング過程を含むネットワーク発見動作を示す。能動的スキャニングにおいて、スキャニングを行うＳＴＡはチャネルを移りながら周辺にどのＡＰが存在するかを探索するためにプローブ要請フレーム（ｐｒｏｂｅ ｒｅｑｕｅｓｔ ｆｒａｍｅ）を送信して、それに対する応答を待つ。応答者（ｒｅｓｐｏｎｄｅｒ）は、プローブ要請フレームを送信したＳＴＡに、プローブ要請フレームに対する応答としてプローブ応答フレーム（ｐｒｏｂｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｆｒａｍｅ）を送信する。ここで、応答者は、スキャニングされているチャネルのＢＳＳで最後にビーコンフレーム（ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ）を送信したＳＴＡであってもよい。ＢＳＳでは、ＡＰがビーコンフレームを送信するため、ＡＰが応答者となり、ＩＢＳＳでは、ＩＢＳＳ内のＳＴＡが交互にビーコンフレームを送信するため、応答者が一定でない。例えば、１番チャネルでプローブ要請フレームを送信し、１番チャネルでプローブ応答フレームを受信したＳＴＡは、受信したプローブ応答フレームに含まれたＢＳＳ関連情報を保存し、次のチャネル（例えば、２番チャネル）に移動して同一の方法でスキャニング（すなわち、２番チャネル上でプローブ要請／応答の送受信）を行うことができる。

図６には示していないが、スキャニング動作は受動的スキャニング方式で行われてもよい。受動的スキャニングにおいて、スキャニングを行うＳＴＡはチャネルを移りながらビーコンフレームを待つ。ビーコンフレームは、ＩＥＥＥ ８０２．１１において管理フレーム（ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｆｒａｍｅ）の一つであり、無線ネットワークの存在を知らせ、スキャニングを行うＳＴＡが無線ネットワークを探して無線ネットワークに参加できるように、周期的に送信される。ＢＳＳでＡＰがビーコンフレームを周期的に送信する役割を担い、ＩＢＳＳではＩＢＳＳ内のＳＴＡが交互にビーコンフレームを送信する。スキャニングを行うＳＴＡはビーコンフレームを受信すると、ビーコンフレームに含まれたＢＳＳに関する情報を保存し、他のチャネルに移動しながら各チャネルでビーコンフレーム情報を記録する。ビーコンフレームを受信したＳＴＡは、受信したビーコンフレームに含まれたＢＳＳ関連情報を保存し、次のチャネルに移動して同一の方法で次のチャネルでスキャニングを行うことができる。

能動的スキャニングと受動的スキャニングとを比較すれば、能動的スキャニングが受動的スキャニングに比べてディレー（ｄｅｌａｙ）及び電力消耗が小さいという利点がある。

ＳＴＡがネットワークを発見した後に、段階Ｓ６２０で認証過程を行うことができる。このような認証過程は、後述する段階Ｓ６４０の保安セットアップ動作と明確に区別するために、第１の認証（ｆｉｒｓｔ ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）過程と呼ぶことができる。

認証過程は、ＳＴＡが認証要請フレーム（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔ ｆｒａｍｅ）をＡＰに送信し、これに応答してＡＰが認証応答フレーム（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｆｒａｍｅ）をＳＴＡに送信する過程を含む。認証要請／応答に用いられる認証フレーム（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｆｒａｍｅ）は管理フレームに該当する。

認証フレームは、認証アルゴリズム番号（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｎｕｍｂｅｒ）、認証トランザクションシーケンス番号（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｎｕｍｂｅｒ）、状態コード（ｓｔａｔｕｓ ｃｏｄｅ）、検問テキスト（ｃｈａｌｌｅｎｇｅ ｔｅｘｔ）、ＲＳＮ（Ｒｏｂｕｓｔ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、有限循環グループ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｃｙｃｌｉｃ Ｇｒｏｕｐ）などに関する情報を含むことができる。これは、認証要請／応答フレームに含まれ得る情報の一例示に過ぎず、他の情報に置き換わったり、追加の情報がさらに含まれたりしてもよい。

ＳＴＡは認証要請フレームをＡＰに送信することができる。ＡＰは、受信された認証要請フレームに含まれた情報に基づいて、当該ＳＴＡに対する認証を許容するか否かを決定することができる。ＡＰは認証処理の結果を認証応答フレームを通じてＳＴＡに提供することができる。

ＳＴＡが成功的に認証された後に、段階Ｓ６３０で連携過程を行うことができる。連携過程は、ＳＴＡが連携要請フレーム（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔ ｆｒａｍｅ）をＡＰに送信し、それに応答してＡＰが連携応答フレーム（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｆｒａｍｅ）をＳＴＡに送信する過程を含む。

例えば、連携要請フレームは、様々な能力（ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）に関する情報、リッスンインターバル（ｌｉｓｔｅｎ ｉｎｔｅｒｖａｌ）、ＳＳＩＤ（ｓｅｒｖｉｃｅ ｓｅｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、支援レート（ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｒａｔｅｓ）、支援チャネル（ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｃｈａｎｎｅｌｓ）、ＲＳＮ、移動性ドメイン、支援オペレーティングクラス（ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｌａｓｓｅｓ）、ＴＩＭ放送要請（Ｔｒａｆｆｉｃ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ Ｍａｐ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ ｒｅｑｕｅｓｔ）、相互動作（ｉｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇ）サービス能力などに関する情報を含むことができる。

例えば、連携応答フレームは、様々な能力に関する情報、状態コード、ＡＩＤ（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ＩＤ）、支援レート、ＥＤＣＡ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｃｃｅｓｓ）パラメータセット、ＲＣＰＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｐｏｗｅｒ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＲＳＮＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、移動性ドメイン、タイムアウト間隔（連携カムバック時間（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｃｏｍｅｂａｃｋ ｔｉｍｅ））、重畳（ｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇ）ＢＳＳスキャンパラメータ、ＴＩＭ放送応答、ＱｏＳマップなどの情報を含むことができる。

これは連携要請／応答フレームに含まれ得る情報の一例に過ぎず、他の情報に置き換わったり、追加の情報がさらに含まれたりしてもよい。

ＳＴＡがネットワークに成功的に連携された後に、段階Ｓ６４０で保安セットアップ過程を行うことができる。段階Ｓ６４０の保安セットアップ過程は、ＲＳＮＡ（Ｒｏｂｕｓｔ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）要請／応答を通じた認証過程ということもでき、上記の段階Ｓ６２０の認証過程を第１の認証（ｆｉｒｓｔ ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）過程とし、段階Ｓ６４０の保安セットアップ過程を単純に認証過程と呼ぶこともできる。

段階Ｓ６４０の保安セットアップ過程は、例えば、ＥＡＰＯＬ（Ｅｘｔｅｎｓｉｂｌｅ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｏｖｅｒ ＬＡＮ）フレームを通じた４−ウェイ（ｗａｙ）ハンドシェーキングを通じて、プライベートキーセットアップ（ｐｒｉｖａｔｅ ｋｅｙ ｓｅｔｕｐ）をする過程を含むことができる。また、保安セットアップ過程は、ＩＥＥＥ ８０２．１１標準で定義しない保安方式によって行われてもよい。

ＷＬＡＮの進化

無線ＬＡＮで通信速度の限界を克服するために比較的最近に制定された技術標準としてＩＥＥＥ ８０２．１１ｎがある。ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎは、ネットワークの速度と信頼性を増大させ、且つ無線ネットワークの運営距離を拡張することに目的がある。より具体的に、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎは、データ処理速度が最大５４０Ｍｂｐｓ以上である高処理率（Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ；ＨＴ）を支援するとともに、送信エラーを最小化し、データ速度を最適化するために送信端と受信端の両方とも多重アンテナを使用するＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔｓ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔｓ）技術に基づいている。

無線ＬＡＮの普及が活性化され、さらにそれを用いたアプリケーションが多様化するに伴って、最近ではＩＥＥＥ ８０２．１１ｎが支援するデータ処理速度よりも高い処理率を支援するための新しい無線ＬＡＮシステムの必要性が台頭している。超高処理率（Ｖｅｒｙ Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ；ＶＨＴ）を支援する次世代無線ＬＡＮシステムは、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ無線ＬＡＮシステムの次のバージョン（例えば、ＩＥＥＥ ８０２．１１ａｃ）であり、ＭＡＣサービスアクセスポイント（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ；ＳＡＰ）で１Ｇｂｐｓ以上のデータ処理速度を支援するために最近に新しく提案されているＩＥＥＥ ８０２．１１無線ＬＡＮシステムの一つである。

次世代無線ＬＡＮシステムは、無線チャネルを效率的に用いるために複数のＳＴＡが同時にチャネルにアクセスするＭＵ−ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ Ｕｓｅｒ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）方式の送信を支援する。ＭＵ−ＭＩＭＯ送信方式によれば、ＡＰが、ＭＩＭＯペアリング（ｐａｉｒｉｎｇ）された一つ以上のＳＴＡに同時にパケットを送信することができる。また、ホワイトスペース（ｗｈｉｔｅ ｓｐａｃｅ）で無線ＬＡＮシステム動作を支援することが議論されている。例えば、アナログＴＶのデジタル化による遊休状態の周波数帯域（例えば、５４〜６９８ＭＨｚ帯域）のようなＴＶホワイトスペース（ＴＶＷＳ）での無線ＬＡＮシステムの導入は、ＩＥＥＥ ８０２．１１ａｆ標準として議論されている。しかし、これは例示に過ぎず、ホワイトスペースは、許可されたユーザ（ｌｉｃｅｎｓｅｄ ｕｓｅｒ）が優先して使用できる許可された帯域といえる。許可されたユーザは、許可された帯域の使用が許可されたユーザのことを意味し、許可された装置（ｌｉｃｅｎｓｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）、プライマリユーザ（ｐｒｉｍａｒｙ ｕｓｅｒ）、優先的ユーザ（ｉｎｃｕｍｂｅｎｔ ｕｓｅｒ）などと呼ぶこともできる。

例えば、ＷＳで動作するＡＰ及び／又はＳＴＡは、許可されたユーザに対する保護（ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）機能を提供しなければならない。例えば、ＷＳ帯域で特定帯域幅を有するように規約（ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ）上分割されている周波数帯域である特定ＷＳチャネルを、マイクロホン（ｍｉｃｒｏｐｈｏｎｅ）のような許可されたユーザが既に使用している場合、許可されたユーザを保護するために、ＡＰ及び／又はＳＴＡは当該ＷＳチャネルに該当する周波数帯域は使用することができない。また、ＡＰ及び／又はＳＴＡは、現在フレーム送信及び／又は受信のために使用している周波数帯域を許可されたユーザが使用するようになると、当該周波数帯域の使用を中止しなければならない。

そのため、ＡＰ及び／又はＳＴＡは、ＷＳ帯域中の特定周波数帯域の使用が可能か否か、すなわち、当該周波数帯域に許可されたユーザが存在するか否かを把握する手順を先行しなければならない。許可されたユーザが特定周波数帯域に存在するか否かを把握することをスペクトルセンシング（ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｓｅｎｓｉｎｇ）という。スペクトルセンシングメカニズムとして、エネルギー探知（ｅｎｅｒｇｙ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）方式、信号探知（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）方式などが活用される。受信信号の強度が一定値以上であれば、許可されたユーザが使用中であると判断したり、ＤＴＶプリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）が検出されると、許可されたユーザが使用中であると判断すればよい。

また、次世代通信技術としてＭ２Ｍ（Ｍａｃｈｉｎｅ−ｔｏ−Ｍａｃｈｉｎｅ）通信技術が議論されている。ＩＥＥＥ ８０２．１１無線ＬＡＮシステムでもＭ２Ｍ通信を支援するための技術標準がＩＥＥＥ ８０２．１１ａｈとして開発されている。Ｍ２Ｍ通信は、一つ以上のマシン（Ｍａｃｈｉｎｅ）が含まれる通信方式を意味し、ＭＴＣ（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｔｙｐｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）又は事物通信と呼ばれることもある。ここで、マシンとは、人間の直接的な操作や介入を必要としない個体（ｅｎｔｉｔｙ）を意味する。例えば、無線通信モジュールが搭載された検針機（ｍｅｔｅｒ）や自動販売機のような装置を含めて、ユーザの操作／介入無しで自動でネットワークに接続して通信を行うことができるスマートフォンのようなユーザ機器もマシンの例示に該当し得る。Ｍ２Ｍ通信は、デバイス間の通信（例えば、Ｄ２Ｄ（Ｄｅｖｉｃｅ−ｔｏ−Ｄｅｖｉｃｅ）通信）、デバイスとサーバー（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｅｒｖｅｒ）間の通信などを含むことができる。デバイスとサーバー間の通信の例示としては、自動販売機とサーバー、ＰＯＳ（Ｐｏｉｎｔ ｏｆ Ｓａｌｅ）装置とサーバー、電気、ガス又は水道検針機とサーバー間の通信が挙げられる。その他にも、Ｍ２Ｍ通信ベースのアプリケーション（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）には、保安（ｓｅｃｕｒｉｔｙ）、運送（ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ）、ヘルスケア（ｈｅａｌｔｈ ｃａｒｅ）などが含まれてもよい。このような適用例の特性を考慮すると、一般に、Ｍ２Ｍ通信は、数多くの機器が存在する環境でたまに少量のデータを低速で送受信することを支援できるものでなければならない。

具体的に、Ｍ２Ｍ通信は多数のＳＴＡを支援できるものでなければならない。現在定義されている無線ＬＡＮシステムでは、一つのＡＰに最大２００７個のＳＴＡが連携される場合を仮定するが、Ｍ２Ｍ通信ではそれよりも多い個数（約６０００個）のＳＴＡが一つのＡＰに連携される場合を支援する方案が議論されている。また、Ｍ２Ｍ通信では低い送信速度を支援／要求するアプリケーションが多いと予想される。これを円滑に支援するために、例えば、無線ＬＡＮシステムでは、ＴＩＭ（Ｔｒａｆｆｉｃ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ Ｍａｐ）要素に基づいて、ＳＴＡが自身に送信されるデータの有無を認知できるが、ＴＩＭのビットマップサイズを減らす方案が議論されている。また、Ｍ２Ｍ通信では送信／受信間隔が非常に長いトラフィックが多いと予想される。例えば、電気／ガス／水道の使用量のように長い周期（例えば、１ケ月）ごとに大変少ない量のデータをやり取りすることが要求される。そのため、無線ＬＡＮシステムでは、一つのＡＰに連携され得るＳＴＡの個数が非常に多くなっても、一つのビーコン周期の間にＡＰから受信するデータフレームが存在するＳＴＡの個数が大変少ない場合を效率的に支援する方案が議論されている。
このように無線ＬＡＮ技術は急速に進化しつつあり、前述の例示の他にも、直接リンクセットアップ、メディアストリーミング性能の改善、高速及び／又は大規模の初期セッションセットアップの支援、拡張された帯域幅及び動作周波数の支援などのための技術が開発されている。

フレーム構造

図７は、本発明を適用し得るＩＥＥＥ ８０２．１１システムのＭＡＣフレームフォーマットを例示する。

図７を参照すると、ＭＡＣフレームフォーマットは、ＭＡＣヘッダー（ＭＨＲ：ＭＡＣ Ｈｅａｄｅｒ）、ＭＡＣペイロード（ＭＡＣ Ｐａｙｌｏａｄ）及びＭＡＣフッター（ＭＦＲ：ＭＡＣ Ｆｏｏｔｅｒ）で構成される。ＭＨＲは、フレーム制御（Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールド、持続期間／識別子（Ｄｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤ）フィールド、アドレス１（Ａｄｄｒｅｓｓ １）フィールド、アドレス２（Ａｄｄｒｅｓｓ ２）フィールド、アドレス３（Ａｄｄｒｅｓｓ ３）フィールド、シーケンス制御（Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールド、アドレス４（Ａｄｄｒｅｓｓ ４）フィールド、ＱｏＳ制御（ＱｏＳ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールド及びＨＴ制御（ＨＴ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールドを含む領域と定義される。フレームボディー（Ｆｒａｍｅ Ｂｏｄｙ）フィールドはＭＡＣペイロード（ｐａｙｌｏａｄ）と定義されるもので、上位層で送信しようとするデータが位置し、可変的なサイズを有する。フレームチェックシーケンス（ＦＣＳ：ｆｒａｍｅ ｃｈｅｃｋ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）フィールドはＭＡＣフッター（ｆｏｏｔｅｒ）と定義され、ＭＡＣフレームのエラー探索のために用いられる。

先頭３つのフィールド（フレーム制御フィールド、持続期間／識別子フィールド、アドレス１フィールド）と末尾のフィールド（ＦＣＳフィールド）は最小フレームフォーマットを構成し、全てのフレームに存在する。その他のフィールドは特定フレームタイプでのみ存在してもよい。

上述した各フィールドに含まれる情報はＩＥＥＥ ８０２．１１システムの定義に従うことができる。また、上述した各フィールドはＭＡＣフレームに含まれ得るフィールドの例示に該当し、他のフィールドに置き換わったり、追加のフィールドがさらに含まれてもよい。

図８は、図７のＭＡＣフレームにおいてＨＴ ＣｏｎｔｒｏｌフィールドのＨＴフォーマットを例示する。

図８を参照すると、ＨＴ制御フィールドは、ＶＨＴサブフィールド、リンク適応（Ｌｉｎｋ Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ）サブフィールド、キャリブレーションポジション（Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）サブフィールド、キャリブレーションシーケンス（Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）サブフィールド、チャネル状態情報／調整（ＣＳＩ／Ｓｔｅｅｒｉｎｇ：Ｃｈａｎｎｅｌ Ｓｔａｔｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ／Ｓｔｅｅｒｉｎｇ）サブフィールド、ＮＤＰ通知（ＮＤＰ Ａｎｎｏｕｎｃｅｍｅｎｔ：Ｎｕｌｌ Ｄａｔａ Ｐａｃｋｅｔ Ａｎｎｏｕｎｃｅｍｅｎｔ）サブフィールド、アクセスカテゴリー制限（ＡＣ Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ：Ａｃｃｅｓｓ Ｃａｔｅｇｏｒｙ Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ）サブフィールド、逆方向承認／追加ＰＰＤＵ（ＲＤＧ：Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ Ｇｒａｎｔ／Ｍｏｒｅ ＰＰＤＵ）サブフィールド、予約（Ｒｅｓｅｒｖｅｄ）サブフィールドを含むことができる。

リンク適応サブフィールドは、トレーニング要請（ＴＲＱ：Ｔｒａｉｎｉｎｇ ｒｅｑｕｅｓｔ）サブフィールド、ＭＣＳ要請又はアンテナ選択指示（ＭＡＩ：ＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）Ｒｅｑｕｅｓｔ ｏｒ ＡＳＥＬ（Ａｎｔｅｎｎａ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ）Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）サブフィールド、ＭＣＳフィードバックシーケンス識別子（ＭＦＳＩ：ＭＣＳ Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）サブフィールド、ＭＣＳフィードバック及びアンテナ選択命令／データ（ＭＦＢ／ＡＳＥＬＣ：ＭＣＳ Ｆｅｅｄｂａｃｋ ａｎｄ Ａｎｔｅｎｎａ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ Ｃｏｍｍａｎｄ／ｄａｔａ）サブフィールドを含むことができる。

ＴＲＱサブフィールドは、応答者（ｒｅｓｐｏｎｄｅｒ）にサウンディングＰＰＤＵ（ｓｏｕｎｄｉｎｇ ＰＰＤＵ）送信を要請する場合は１に設定され、応答者にサウンディングＰＰＤＵ送信を要請しない場合は０に設定される。そして、ＭＡＩサブフィールドが１４に設定されると、アンテナ選択指示（ＡＳＥＬ ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）を示し、ＭＦＢ／ＡＳＥＬＣサブフィールドはアンテナ選択命令／データと解釈される。そうでない場合、ＭＡＩサブフィールドはＭＣＳ要請を示し、ＭＦＢ／ＡＳＥＬＣサブフィールドはＭＣＳフィードバックと解釈される。ＭＡＩサブフィールドがＭＣＳ要請（ＭＲＱ：ＭＣＳ Ｒｅｑｕｅｓｔ）を示す場合、あるＭＣＳフィードバックを要請しない場合は０に設定され、ＭＣＳフィードバックを要請する場合は１に設定される。サウンディングＰＰＤＵは、チャネル推定のために利用可能なトレーニング（ｔｒａｉｎｉｎｇ）シンボルを伝達するＰＰＤＵを意味する。

上述した各サブフィールドはＨＴ制御フィールドに含み得るサブフィールドの例示に該当し、他のサブフィールドに取り替わったり、追加のサブフィールドがさらに含まれてもよい。

図９は、図７のＭＡＣフレームにおいてＨＴ ＣｏｎｔｒｏｌフィールドのＶＨＴフォーマットを例示する。

図９を参照すると、ＨＴ制御フィールドは、ＶＨＴサブフィールド、ＭＲＱサブフィールド、ＭＳＩサブフィールド、ＭＣＳフィードバックシーケンス指示／グループＩＤ最下位ビット（ＭＦＳＩ／ＧＩＤ−Ｌ：ＬＳＢ ｏｆ Ｇｒｏｕｐ ＩＤ）サブフィールド、ＭＦＢサブフィールド、グループＩＤ最上位ビット（ＧＩＤ−Ｈ：ＭＳＢ ｏｆ Ｇｒｏｕｐ ＩＤ）サブフィールド、コーディングタイプ（Ｃｏｄｉｎｇ Ｔｙｐｅ）サブフィールド、ＭＦＣ応答送信タイプ（ＦＢ Ｔｘ Ｔｙｐｅ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｔｙｐｅ ｏｆ ＭＦＢ ｒｅｓｐｏｎｓｅ）サブフィールド、自発的ＭＦＢ（Ｕｎｓｏｌｉｃｉｔｅｄ ＭＦＢ）サブフィールド、ＡＣ校正（ＡＣ Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ）サブフィールド、ＲＤＧ／Ｍｏｒｅ ＰＰＤＵサブフィールドを含むことができる。そして、ＭＦＢサブフィールドは、ＶＨＴ空間−時間ストリーム個数（Ｎ＿ＳＴＳ：Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｓｐａｃｅ ｔｉｍｅ ｓｔｒｅａｍｓ）サブフィールド、ＭＣＳサブフィールド、帯域幅（ＢＷ：Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）サブフィールド、信号対雑音比（ＳＮＲ：Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）サブフィールドを含むことができる。

表１には、ＨＴ制御フィールドのＶＨＴフォーマットにおける各サブフィールドの説明を示す。

上述した各サブフィールドはＨＴ制御フィールドに含み得るサブフィールドの例示に該当し、他のサブフィールドに取り替わったり、追加のサブフィールドがさらに含まれてもよい。

一方、ＭＡＣ副層は、ＭＡＣプロトコルデータユニット（ＭＰＤＵ：ＭＡＣ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｄａｔａ ｕｎｉｔ）を物理サービスデータユニット（ＰＳＤＵ：ＰＨＹ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）として物理層に伝達する。ＰＬＣＰ個体は、受信したＰＳＤＵに物理ヘッダー（ＰＨＹ ｈｅａｄｅｒ）とプリアンブルを付加してＰＬＣＰプロトコルデータユニット（ＰＰＤＵ：ＰＬＣＰ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｄａｔａ ｕｎｉｔ）を生成する。

図１０は、本発明を適用し得るＩＥＥＥ ８０２．１１ｎシステムのＰＰＤＵフレームフォーマットを例示する。

図１０の（ａ）は、ノン−ＨＴ（Ｎｏｎ−ＨＴ）フォーマット、ＨＴ混合（ＨＴ Ｍｉｘｅｄ）フォーマット、ＨＴ−グリーンフィールド（ＨＴ−Ｇｒｅｅｎ ｆｉｅｌｄ）フォーマットによるＰＰＤＵフレームを例示している。

ノン−ＨＴフォーマットは、既存のレガシーシステム（ＩＥＥＥ ８０２．１１ａ／ｇ）ＳＴＡのためのフレームフォーマットを示す。ノン−ＨＴフォーマットＰＰＤＵは、レガシーショートトレーニングフィールド（Ｌ−ＳＴＦ：Ｌｅｇａｃｙ−Ｓｈｏｒｔ Ｔｒａｉｎｉｎｇ ｆｉｅｌｄ）、レガシーロングトレーニングフィールド（Ｌ−ＬＴＦ：Ｌｅｇａｃｙ−Ｌｏｎｇ Ｔｒａｉｎｉｎｇ ｆｉｅｌｄ）、レガシーシグナル（Ｌ−ＳＩＧ：Ｌｅｇａｃｙ−Ｓｉｇｎａｌ）フィールドで構成されるレガシーフォーマットプリアンブルを含む。

ＨＴ混合フォーマットは、既存のレガシーシステムＳＴＡの通信を許容すると同時にＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ ＳＴＡのためのフレームフォーマットを示す。ＨＴ混合フォーマットＰＰＤＵは、Ｌ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧで構成されるレガシーフォーマットプリアンブルと、ＨＴ−ショートトレーニングフィールド（ＨＴ−ＳＴＦ：ＨＴ−Ｓｈｏｒｔ Ｔｒａｉｎｉｎｇ ｆｉｅｌｄ）、ＨＴ−ロングトレーニングフィールド（ＨＴ−ＬＴＦ：ＨＴ−Ｌｏｎｇ Ｔｒａｉｎｉｎｇ ｆｉｅｌｄ）及びＨＴシグナル（ＨＴ−ＳＩＧ：ＨＴ−Ｓｉｇｎａｌ）フィールドで構成されるＨＴフォーマットプリアンブルを含む。Ｌ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦ及びＬ−ＳＩＧは、下位互換性（ｂａｃｋｗａｒｄ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）のためのレガシーフィールドを意味するので、Ｌ−ＳＴＦからＬ−ＳＩＧまではノン−ＨＴフォーマットと同一であり、それに続くＨＴ−ＳＩＧフィールドから、ＳＴＡは、混合フォーマットＰＰＤＵであることが把握できる。

ＨＴ−グリーンフィールド（Ｇｒｅｅｎ ｆｉｅｌｄ）フォーマットは、既存のレガシーシステムと互換性を持たないフォーマットで、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ ＳＴＡのためのフレームフォーマットを示す。ＨＴ−グリーンフィールドフォーマットＰＰＤＵは、ＨＴ−グリーンフィールド−ＳＴＦ（ＨＴ−ＧＦ−ＳＴＦ：ＨＴ−Ｇｒｅｅｆｉｅｌｄ−ＳＴＦ）、ＨＴ−ＬＴＦ１、ＨＴ−ＳＩＧ及び一つ以上のＨＴ−ＬＴＦで構成されるグリーンフィールドプリアンブルを含む。

データ（Ｄａｔａ）フィールドは、サービス（ＳＥＲＶＩＣＥ）フィールド、ＰＳＤＵ、テール（ｔａｉｌ）ビット、埋め草（ｐａｄｄｉｎｇ）ビットを含む。データフィールドの全ビットはスクランブルされる。

図１０の（ｂ）は、データフィールドに含まれるサービスフィールドを示す。サービスフィールドは１６ビットを有する。各ビットは０番から１５番まで与えられ、０番ビットから順次に送信される。０番から６番ビットは０に設定され、受信端内のデスクランブラ（ｄｅｓｃｒａｍｂｌｅｒ）を同期化するために用いられる。

図１１は、本発明を適用し得るＩＥＥＥ ８０２．１１ａｃシステムのＶＨＴ ＰＰＤＵフレームフォーマットを例示する。

図１１を参照すると、ＶＨＴフォーマットＰＰＤＵは、データフィールドの前に、Ｌ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧで構成されるレガシーフォーマットプリアンブルと、ＶＨＴ−ＳＩＧ−Ａ、ＨＴ−ＳＴＦ及びＨＴ−ＬＴＦで構成されるＶＨＴフォーマットプリアンブルを含む。Ｌ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦ及びＬ−ＳＩＧは下位互換性（ｂａｃｋｗａｒｄ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）のためのレガシーフィールドを意味するので、Ｌ−ＳＴＦからＬ−ＳＩＧまではノン−ＨＴフォーマットと同一であり、それに続くＶＨＴ−ＳＩＧフィールドから、ＳＴＡは、ＶＨＴフォーマットＰＰＤＵであることが把握できる。

Ｌ−ＳＴＦは、フレーム検出、自動利得制御（ＡＧＣ：Ａｕｔｏ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）、ダイバーシティ検出、粗い周波数／時間同期化（ｃｏａｒｓｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ／ｔｉｍｅ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）などのためのフィールドである。Ｌ−ＬＴＦは、精密な周波数／時間同期化（ｆｉｎｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ／ｔｉｍｅ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）、チャネル推定などのためのフィールドである。Ｌ−ＳＩＧは、レガシー制御情報送信のためのフィールドである。ＶＨＴ−ＳＩＧ−Ａは、ＶＨＴ ＳＴＡに共通する制御情報送信のためのＶＨＴフィールドである。ＶＨＴ−ＳＴＦは、ＭＩＭＯのためのＡＧＣ、ビームフォーミングされたストリームのためのフィールドである。ＶＨＴ−ＬＴＦｓは、ＭＩＭＯのためのチャネル推定、ビームフォーミングされたストリームのためのフィールドである。ＶＨＴ−ＳＩＧ−Ｂは、各ＳＴＡに特定した制御情報を送信するためのフィールドである。

媒体アクセスメカニズム

ＩＥＥＥ ８０２．１１に基づく無線ＬＡＮシステムにおいて、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）の基本アクセスメカニズムは、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）メカニズムである。ＣＳＭＡ／ＣＡメカニズムは、ＩＥＥＥ ８０２．１１ ＭＡＣの分配調整機能（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ、ＤＣＦ）とも呼ばれるが、基本的に「ｌｉｓｔｅｎ ｂｅｆｏｒｅ ｔａｌｋ」アクセスメカニズムを採用している。このような類型のアクセスメカニズムによれば、ＡＰ及び／又はＳＴＡは送信を開始するに先立ち、所定の時間区間（例えば、ＤＩＦＳ（ＤＣＦ Ｉｎｔｅｒ−Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）の間に無線チャネル又は媒体（ｍｅｄｉｕｍ）をセンシング（ｓｅｎｓｉｎｇ）するＣＣＡ（Ｃｌｅａｒ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ）を行うことができる。センシングの結果、媒体が遊休状態（ｉｄｌｅ ｓｔａｔｕｓ）と判断されると、当該媒体を通じてフレーム送信を始める。一方、媒体が占有状態（ｏｃｃｕｐｉｅｄ ｓｔａｔｕｓ）と感知されると、当該ＡＰ及び／又はＳＴＡは自身の送信を開始せず、媒体アクセスのための遅延期間（例えば、任意バックオフ周期（ｒａｎｄｏｍ ｂａｃｋｏｆｆ ｐｅｒｉｏｄ））を設定して待った後、フレーム送信を試みることができる。任意バックオフ周期の適用から、複数のＳＴＡはそれぞれ異なった時間を待った後にフレーム送信を試みることが期待されるため、衝突（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）を最小化することができる。

また、ＩＥＥＥ ８０２．１１ ＭＡＣプロトコルはＨＣＦ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を提供する。ＨＣＦはＤＣＦとＰＣＦ（Ｐｏｉｎｔ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）に基づく。ＰＣＦは、ポーリング（ｐｏｌｌｉｎｇ）ベースの同期式アクセス方式で、全ての受信ＡＰ及び／又はＳＴＡがデータフレームを受信できるように周期的にポーリングする方式のことをいう。また、ＨＣＦは、ＥＤＣＡ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｃｃｅｓｓ）とＨＣＣＡ（ＨＣＦ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｃｃｅｓｓ）を有する。ＥＤＣＡは、提供者が複数のユーザにデータフレームを提供するためのアクセス方式を競合ベースとするものであり、ＨＣＣＡは、ポーリングメカニズムを用いた非競合ベースのチャネルアクセス方式を用いるものである。また、ＨＣＦは、ＷＬＡＮのＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を向上させるための媒体アクセスメカニズムを含み、競合周期（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｏｄ；ＣＰ）、非競合周期（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｆｒｅｅ Ｐｅｒｉｏｄ；ＣＦＰ）のいずれにおいてもＱｏＳデータを送信することができる。

図１２は、本発明を適用し得るＷＬＡＮシステムにおいてバックオフ過程を説明するための図である。

図１２を参照して任意バックオフ周期に基づく動作について説明する。

占有（ｏｃｃｕｐｙ又はｂｕｓｙ）状態だった媒体が遊休（ｉｄｌｅ）状態に変更されると、複数のＳＴＡはデータ（又はフレーム）送信を試みることができる。この時、衝突を最小化するための方案として、ＳＴＡはそれぞれ任意バックオフカウントを選択し、それに該当するスロット時間だけ待機した後、送信を試みることができる。任意バックオフカウントは、擬似−任意整数（ｐｓｅｕｄｏ−ｒａｎｄｏｍ ｉｎｔｅｇｅｒ）値を有し、０乃至ＣＷ範囲の値のいずれか一つに決定され得る。ここで、ＣＷは、競合ウィンドウ（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｗｉｎｄｏｗ）パラメータ値である。ＣＷパラメータは初期値としてＣＷｍｉｎが与えられるが、送信失敗の場合（例えば、送信されたフレームに対するＡＣＫを受信できなかった場合）に２倍の値を取ることができる。ＣＷパラメータ値がＣＷｍａｘになると、データ送信に成功するまでＣＷｍａｘ値を維持しながらデータ送信を試みることができ、データ送信に成功する場合にはＣＷｍｉｎ値にリセットされる。ＣＷ、ＣＷｍｉｎ及びＣＷｍａｘ値は２^ｎ−１（ｎ＝０，１，２，…）に設定されることが好ましい。

任意バックオフ過程が始まると、ＳＴＡは、決定されたバックオフカウント値によってバックオフスロットをカウントダウンする間に続けて媒体をモニタする。媒体が占有状態とモニタされるとカウントダウンを止めて待機し、媒体が遊休状態になると残りのカウントダウンを再開する。

図１２の例示で、ＳＴＡ３のＭＡＣに送信するパケットが到達した場合に、ＳＴＡ３はＤＩＦＳだけ媒体が遊休状態であることを確認し、直ちにフレームを送信することができる。一方、残りのＳＴＡは、媒体が占有（ｂｕｓｙ）状態であることをモニタして待機する。その間にＳＴＡ１、ＳＴＡ２及びＳＴＡ５のそれぞれでも送信するデータが発生することがあり、それぞれのＳＴＡは、媒体が遊休状態とモニタされると、ＤＩＦＳだけ待機した後に、それぞれ選択した任意バックオフカウント値によってバックオフスロットのカウントダウンを行うことができる。図１２の例示では、ＳＴＡ２が最も小さいバックオフカウント値を選択し、ＳＴＡ１が最も大きいバックオフカウント値を選択した場合を示す。すなわち、ＳＴＡ２がバックオフカウントを終えてフレーム送信を始める時点でＳＴＡ５の残余バックオフ時間はＳＴＡ１の残余バックオフ時間よりも短い場合を例示する。ＳＴＡ１及びＳＴＡ５は、ＳＴＡ２が媒体を占有する間に暫くカウントダウンを止めて待機する。ＳＴＡ２の占有が終了して媒体が再び遊休状態になると、ＳＴＡ１及びＳＴＡ５はＤＩＦＳだけ待機した後に、止めていたバックオフカウントを再開する。すなわち、残余バックオフ時間だけの残りのバックオフスロットをカウントダウンした後にフレーム送信を始めることができる。ＳＴＡ５の残余バックオフ時間がＳＴＡ１よりも短かったため、ＳＴＡ５がフレーム送信を始めるようになる。一方、ＳＴＡ２が媒体を占有する間にＳＴＡ４でも送信するデータが発生することがある。このとき、ＳＴＡ４の立場では、媒体が遊休状態になるとＤＩＦＳだけ待機した後、自身が選択した任意バックオフカウント値によるカウントダウンを行ってフレーム送信を始めることができる。図１２の例示では、ＳＴＡ５の残余バックオフ時間がＳＴＡ４の任意バックオフカウント値と偶然に一致する場合を示し、この場合、ＳＴＡ４とＳＴＡ５間に衝突が発生することがある。衝突が発生する場合はＳＴＡ４、ＳＴＡ５両方ともＡＣＫを受けることができず、データ送信に失敗することになる。この場合、ＳＴＡ４とＳＴＡ５はＣＷ値を２倍に増やした後に任意バックオフカウント値を選択してカウントダウンを行うことができる。一方、ＳＴＡ１は、ＳＴＡ４とＳＴＡ５の送信によって媒体が占有状態である間に待機しているが、媒体が遊休状態になると、ＤＩＦＳだけ待機した後、残余バックオフ時間が経過するとフレーム送信を開始することができる。

ＳＴＡのセンシング動作

前述したように、ＣＳＭＡ／ＣＡメカニズムは、ＡＰ及び／又はＳＴＡが媒体を直接センシングする物理的キャリアセンシング（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃａｒｒｉｅｒ ｓｅｎｓｉｎｇ）の他、仮想キャリアセンシング（ｖｉｒｔｕａｌ ｃａｒｒｉｅｒ ｓｅｎｓｉｎｇ）も含む。仮想キャリアセンシングは、隠れたノード問題（ｈｉｄｄｅｎ ｎｏｄｅ ｐｒｏｂｌｅｍ）などのように媒体アクセスで発生し得る問題を補完するために用いられる。仮想キャリアセンシングのために、無線ＬＡＮシステムのＭＡＣはネットワーク割当ベクトル（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ；ＮＡＶ）を用いることができる。ＮＡＶは、現在媒体を利用していたり又は利用する権限のあるＡＰ及び／又はＳＴＡが、媒体を使用可能な状態になるまで残っている時間を、他のＡＰ及び／又はＳＴＡに知らせる（ｉｎｄｉｃａｔｅ）値である。したがって、ＮＡＶに設定された値は、当該フレームを送信するＡＰ及び／又はＳＴＡによって媒体の利用が予定されている期間に該当し、ＮＡＶ値を受信するＳＴＡは、当該期間において媒体アクセスが禁止される。ＮＡＶは、例えば、フレームのＭＡＣヘッダ（ｈｅａｄｅｒ）の持続期間（ｄｕｒａｔｉｏｎ）フィールドの値によって設定されてもよい。

また、衝突可能性を低減するために堅牢な衝突検出（ｒｏｂｕｓｔ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｄｅｔｅｃｔ）メカニズムが導入された。これについて図１３及び図１４を参照して説明する。実際にキャリアセンシング範囲と送信範囲は同一でないこともあるが、説明の便宜のために両者は同一であると仮定する。

図１３は、隠れたノード及び露出されたノードを説明するための図である。

図１３（ａ）は、隠れたノードに関する例示であり、ＳＴＡ ＡとＳＴＡ Ｂとが通信中にあり、ＳＴＡ Ｃが送信する情報を持っている場合である。具体的に、ＳＴＡ ＡがＳＴＡ Ｂに情報を送信している状況であるにもかかわらず、ＳＴＡ ＣがＳＴＡ Ｂにデータを送る前にキャリアセンシングを行う際、媒体が遊休状態にあると判断することがある。これは、ＳＴＡ Ａの送信（すなわち、媒体占有）をＳＴＡ Ｃの位置ではセンシングできないこともあるためである。このような場合、ＳＴＡ ＢはＳＴＡ ＡとＳＴＡ Ｃの情報を同時に受け、衝突が発生することになる。このとき、ＳＴＡ ＡをＳＴＡ Ｃの隠れたノードということができる。

図１３（ｂ）は、露出されたノード（ｅｘｐｏｓｅｄ ｎｏｄｅ）に関する例示であり、ＳＴＡ ＢがＳＴＡ Ａにデータを送信している状況で、ＳＴＡ ＣがＳＴＡ Ｄに送信する情報を持っている場合である。この場合、ＳＴＡ Ｃがキャリアセンシングを行うと、ＳＴＡ Ｂの送信によって媒体が占有された状態であると判断することができる。そのため、ＳＴＡ ＣがＳＴＡ Ｄに送信する情報を持っていても、媒体占有状態とセンシングされたため、媒体が遊休状態になるまで待たなければならない。しかし、実際にはＳＴＡ ＡはＳＴＡ Ｃの送信範囲外にあるため、ＳＴＡ Ｃからの送信とＳＴＡ Ｂからの送信とがＳＴＡ Ａの立場では衝突しないこともあるため、ＳＴＡ Ｃは、ＳＴＡ Ｂが送信を止めるまで余計に待機することになってしまう。このとき、ＳＴＡ ＣをＳＴＡ Ｂの露出されたノードということができる。

図１４は、ＲＴＳとＣＴＳを説明するための図である。

図１３のような例示的な状況で衝突回避（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｖｏｉｄａｎｃｅ）メカニズムを效率的に用いるために、ＲＴＳ（ｒｅｑｕｅｓｔ ｔｏ ｓｅｎｄ）とＣＴＳ（ｃｌｅａｒ ｔｏ ｓｅｎｄ）などの短いシグナリングパケット（ｓｈｏｒｔ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｐａｃｋｅｔ）を用いることができる。両ＳＴＡ間のＲＴＳ／ＣＴＳを周囲のＳＴＡがオーバーヒヤリング（ｏｖｅｒｈｅａｒｉｎｇ）できるようにし、この周囲のＳＴＡが上記両ＳＴＡ間の情報送信の有無を考慮するようにすることができる。例えば、データを送信しようとするＳＴＡがデータを受けるＳＴＡにＲＴＳフレームを送信すると、データを受けるＳＴＡはＣＴＳフレームを周囲の端末に送信することによって、自身がデータを受けることを知らせることができる。

図１４（ａ）は、隠れたノード問題を解決する方法に関する例示であり、ＳＴＡ ＡとＳＴＡ ＣがいずれもＳＴＡ Ｂにデータを送信しようとする場合を仮定する。ＳＴＡ ＡがＲＴＳをＳＴＡ Ｂに送ると、ＳＴＡ ＢはＣＴＳを自身の周囲にあるＳＴＡ Ａ及びＳＴＡ Ｃの両方に送信する。その結果、ＳＴＡ ＣはＳＴＡ ＡとＳＴＡ Ｂのデータ送信が終わるまで待機し、衝突を避けることが可能になる。

図１４（ｂ）は、露出されたノード問題を解決する方法に関する例示であり、ＳＴＡ ＡとＳＴＡ Ｂ間のＲＴＳ／ＣＴＳ送信をＳＴＡ Ｃがオーバーヒヤリングすることによって、ＳＴＡ Ｃは自身が他のＳＴＡ（例えば、ＳＴＡ Ｄ）にデータを送信しても衝突が発生しないと判断することができる。すなわち、ＳＴＡ Ｂは周囲の全ての端末機にＲＴＳを送信し、実際に送るデータを持っているＳＴＡ ＡのみがＣＴＳを送信するようになる。ＳＴＡ ＣはＲＴＳを受信できるだけで、ＳＴＡ ＡのＣＴＳは受信できないため、ＳＴＡ ＡはＳＴＡ Ｃのキャリアセンシング外にあるということがわかる。

フレーム間の時間間隔（ＩＦＳ：Ｉｎｔｅｒ−Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）

２つのフレーム間の時間間隔をＩＦＳ（Ｉｎｔｅｒ−Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）と定義する。ＳＴＡは、キャリアセンシング（ｃａｒｒｉｅｒ ｓｅｎｓｉｎｇ）を通じてＩＦＳの間にチャネルが用いられるか否かを判断する。ＤＣＦ ＭＡＣ層は、４通りのＩＦＳを定義しており、これによって無線媒体を占有する優先権が決定される。

ＩＦＳは、ＳＴＡのビットとは関係なく物理層によって特定の値が設定される。ＩＦＳの種類には、ＳＩＦＳ（Ｓｈｏｒｔ ＩＦＳ）、ＰＩＦＳ（ＰＣＦ ＩＦＳ）、ＤＩＦＳ（ＤＣＦ ＩＦＳ）、ＥＩＦＳ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ ＩＦＳ）がある。ＳＩＦＳ（Ｓｈｏｒｔ ＩＦＳ）は、ＲＴＳ／ＣＴＳ、ＡＣＫフレーム送信時に用いられ、最高優先順位を有する。ＰＩＦＳ（ＰＣＦ ＩＦＳ）は、ＰＣＦフレーム送信時に用いられ、ＤＩＦＳ（ＤＣＦ ＩＦＳ）はＤＣＦフレーム送信時に用いられる。ＥＩＦＳ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ ＩＦＳ）は、フレーム送信誤り発生時に限って用いられ、固定した間隔を有しない。

各ＩＦＳ間の関係は、媒体上で時間間隔（ｔｉｍｅ ｇａｐ）で定義され、関連した属性は、図１５のように物理層によって提供される。

図１５は、ＩＦＳの関係を例示する図である。

全ての媒体タイミングでＰＰＤＵの最後のシンボルの終了時点が送信終了を示し、次のＰＰＤＵのプリアンブルの最初のシンボルが送信開始を示す。全てのＭＡＣタイミングは、ＰＨＹ−ＴＸＥＮＤ．ｃｏｎｆｉｒｍプリミティブ、ＰＨＹＴＸＳＴＡＲＴ．ｃｏｎｆｉｒｍプリミティブ、ＰＨＹ−ＲＸＳＴＡＲＴ．ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎプリミティブ及びＰＨＹ−ＲＸＥＮＤ．ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎプリミティブを参照して定めることができる。

図１５を参照すると、ＳＩＦＳ時間（ａＳＩＦＳＴｉｍｅ）とスロット時間（ａＳｌｏｔＴｉｍｅ）は物理層別に決定することができる。ＳＩＦＳ時間は固定した値を有し、スロット時間は、無線遅延時間（ａＡｉｒＰｒｏｐａｇａｔｉｏｎＴｉｍｅ）の変化によって動的に変化してもよい。ＳＩＦＳ時間及びスロット時間はそれぞれ、下記式１及び式２のように定義される。

ＰＩＦＳとＳＩＦＳはそれぞれ、下記式３及び式４のように定義される。

ＥＩＦＳは、ＳＩＦＳ、ＤＩＦＳ及びＡＣＫ送信時間（ＡＣＫＴｘＴｉｍｅ）から、下記式５のように算出される。ＡＣＫ送信時間（ＡＣＫＴｘＴｉｍｅ）は、最低物理層義務的レート（ｍａｎｄａｔｏｒｙ ｒａｔｅ）でプリアンブル、ＰＬＣＰヘッダー及び追加の物理層依存的情報を含むＡＣＫフレーム送信に必要なマイクロ秒で表現される。

図１５で例示するＳＩＦＳ、ＰＩＦＳ及びＤＩＦＳは媒体と互いに異なるＭＡＣスロット境界（ＴｘＳＩＦＳ、ＴｘＰＩＦＳ、ＴｘＤＩＦＳ）上で測定される。このようなスロット境界は、以前のスロット時間のＣＣＡ結果の検出以降に媒体上に互いに異なるＩＦＳタイミングを合わせるためにＭＡＣ層によって送信器がターンオン（ｔｕｒｎ−ｏｎ）する時間と定義される。ＳＩＦＳ、ＰＩＦＳ及びＤＩＦＳに対する各ＭＡＣスロット境界は、それぞれ、下記式６乃至式８のように定義される。

電力管理（ｐｏｗｅｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）

前述したように、無線ＬＡＮシステムではＳＴＡが送受信を行う前にチャネルセンシングを行わなければならないが、チャネルを常にセンシングすることはＳＴＡの持続的な電力消耗を引き起こす。受信状態での電力消耗は送信状態での電力消耗と大差がないため、受信状態を持続することも、電力の制限された（すなわち、バッテリーによって動作する）ＳＴＡには大きな負担となる。したがって、ＳＴＡが持続的にチャネルをセンシングするために受信待機状態を維持すると、無線ＬＡＮ処理率の側面で特別な利点を有することもなく電力を非効率的に消耗することになる。このような問題点を解決するために、無線ＬＡＮシステムではＳＴＡの電力管理（ｐｏｗｅｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ；ＰＭ）モードを支援する。

ＳＴＡの電力管理モードはアクティブ（ａｃｔｉｖｅ）モード及び省電力（ｐｏｗｅｒ ｓａｖｅ；ＰＳ）モードに区別される。ＳＴＡは基本的にアクティブモードで動作する。アクティブモードで動作するＳＴＡは、アウェイク状態（ａｗａｋｅ ｓｔａｔｅ）を維持する。アウェイク状態は、フレーム送受信やチャネルスキャニングなどの正常動作が可能な状態である。一方、ＰＳモードで動作するＳＴＡはスリープ状態（ｓｌｅｅｐ ｓｔａｔｅ）とアウェイク状態（ａｗａｋｅ ｓｔａｔｅ）を切り替えながら動作する。スリープ状態で動作するＳＴＡは、最小限の電力で動作し、フレーム送受信もチャネルスキャニングも行わない。

ＳＴＡがスリープ状態で極力長く動作するほど電力消耗が減るため、ＳＴＡの動作期間が増加する。しかし、スリープ状態ではフレーム送受信が不可能なため、無条件にスリープ状態で長く動作するわけにはいかない。スリープ状態で動作するＳＴＡがＡＰに送信するフレームを有すると、アウェイク状態に切り替わってフレームを送信すればよい。一方、ＡＰがＳＴＡに送信するフレームがある場合、スリープ状態のＳＴＡはそれを受信できないことはもとより、受信するフレームが存在するということも把握できない。したがって、ＳＴＡは自身に送信されるフレームの存在有無を確認するために（また、存在するならそれを受信するために）特定周期に従ってアウェイク状態に切り替わる動作が必要であり得る。

図１６は、電力管理動作を説明するための図である。

図１６を参照すると、ＡＰ ２１０は、一定の周期でビーコンフレーム（ｂｅａｃｏｎ ｆｒａｍｅ）をＢＳＳ内のＳＴＡに送信する（Ｓ２１１、Ｓ２１２、Ｓ２１３、Ｓ２１４、Ｓ２１５、Ｓ２１６）。ビーコンフレームには、ＴＩＭ（Ｔｒａｆｆｉｃ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ Ｍａｐ）情報要素（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｌｅｍｅｎｔ）が含まれる。ＴＩＭ情報要素は、ＡＰ ２１０が自身と連携されているＳＴＡに対するバッファされたトラフィックが存在し、フレームを送信する旨を知らせる情報を含む。ＴＩＭ要素には、ユニキャスト（ｕｎｉｃａｓｔ）フレームを知らせるために用いられるＴＩＭと、マルチキャスト（ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）又はブロードキャスト（ｂｒｏａｄｃａｓｔ）フレームを知らせるために用いられるＤＴＩＭ（ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｔｒａｆｆｉｃ ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ ｍａｐ）がある。

ＡＰ ２１０は、３回のビーコンフレームを送信する度に１回ずつＤＴＩＭを送信することができる。

ＳＴＡ１ ２２０及びＳＴＡ２ ２３０はＰＳモードで動作するＳＴＡである。ＳＴＡ１ ２２０及びＳＴＡ２ ２３０は、所定の周期のウェイクアップインターバル（ｗａｋｅｕｐ ｉｎｔｅｒｖａｌ）ごとにスリープ状態からアウェイク状態に切り替わって、ＡＰ ２１０によって送信されたＴＩＭ要素を受信できるように設定されてもよい。それぞれのＳＴＡは、自身のローカルクロック（ｌｏｃａｌ ｃｌｏｃｋ）に基づいてアウェイク状態に切り替わる時点を計算することができ、図１５の例示ではＳＴＡのクロックがＡＰのクロックと一致すると仮定する。

例えば、所定のウェイクアップインターバルを、ＳＴＡ１ ２２０がビーコンインターバルごとにアウェイク状態に切り替わってＴＩＭ要素を受信できるように設定することができる。そのため、ＳＴＡ１ ２２０は、ＡＰ ２１０が最初にビーコンフレームを送信する時（Ｓ２１１）にアウェイク状態に切り替わり得る（Ｓ２２１）。ＳＴＡ１ ２２０は、ビーコンフレームを受信してＴＩＭ要素を取得することができる。取得されたＴＩＭ要素が、ＳＴＡ１ ２２０に送信されるフレームがある旨を示すと、ＳＴＡ１ ２２０は、ＡＰ ２１０にフレーム送信を要請するＰＳ−Ｐｏｌｌ（Ｐｏｗｅｒ Ｓａｖｅ−Ｐｏｌｌ）フレームをＡＰ ２１０に送信することができる（Ｓ２２１ａ）。ＡＰ ２１０は、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームに対応してフレームをＳＴＡ１ ２２０に送信することができる（Ｓ２３１）。フレーム受信を完了したＳＴＡ１ ２２０は再びスリープ状態に切り替わって動作する。

ＡＰ ２１０が二番目にビーコンフレームを送信するにあたり、他の装置が媒体にアクセスするなどして媒体が占有された（ｂｕｓｙ ｍｅｄｉｕｍ）状態であるから、ＡＰ ２１０は正確なビーコンインターバルに合わせてビーコンフレームを送信できず、遅延された時点に送信することがある（Ｓ２１２）。この場合、ＳＴＡ１ ２２０はビーコンインターバルに合わせて動作モードをアウェイク状態に切り替えるが、遅延送信されるビーコンフレームを受信できず、再びスリープ状態に切り替わる（Ｓ２２２）。

ＡＰ ２１０が三番目にビーコンフレームを送信する時、当該ビーコンフレームはＤＴＩＭと設定されたＴＩＭ要素を含むことができる。ただし、媒体が占有された（ｂｕｓｙ ｍｅｄｉｕｍ）状態であるから、ＡＰ ２１０はビーコンフレームを遅延して送信する（Ｓ２１３）。ＳＴＡ１ ２２０は、ビーコンインターバルに合わせてアウェイク状態に切り替わって動作し、ＡＰ ２１０によって送信されるビーコンフレームからＤＴＩＭを取得することができる。ＳＴＡ１ ２２０が取得したＤＴＩＭは、ＳＴＡ１ ２２０に送信されるフレームはなく、他のＳＴＡのためのフレームが存在する旨を示す場合を仮定する。この場合、ＳＴＡ１ ２２０は、自身が受信するフレームがないことを確認し、再びスリープ状態に切り替わって動作することができる。ＡＰ ２１０はビーコンフレーム送信後にフレームを該当のＳＴＡに送信する（Ｓ２３２）。

ＡＰ ２１０は、四番目にビーコンフレームを送信する（Ｓ２１４）。ただし、ＳＴＡ１ ２２０は、それ以前の２回にわたるＴＩＭ要素受信から、自身に対するバッファされたトラフィックが存在するという情報が取得できなかったため、ＴＩＭ要素受信のためのウェイクアップインターバルを調整してもよい。又は、ＡＰ ２１０によって送信されるビーコンフレームにＳＴＡ１ ２２０のウェイクアップインターバル値を調整するためのシグナリング情報が含まれた場合、ＳＴＡ１ ２２０のウェイクアップインターバル値が調整されてもよい。本例示で、ＳＴＡ１ ２２０はビーコンインターバルごとにＴＩＭ要素受信のために運営状態を切り替えたが、３回のビーコンインターバルごとに１回起床するように運営状態を切り替えるように設定してもよい。したがって、ＳＴＡ１ ２２０は、ＡＰ ２１０が四番目のビーコンフレームを送信し（Ｓ２１４）、五番目のビーコンフレームを送信する時点に（Ｓ２１５）スリープ状態を維持するため、ＴＩＭ要素を取得することができない。

ＡＰ ２１０が六番目にビーコンフレームを送信する時（Ｓ２１６）、ＳＴＡ１ ２２０はアウェイク状態に切り替わって動作し、ビーコンフレームに含まれたＴＩＭ要素を取得することができる（Ｓ２２４）。ＴＩＭ要素は、ブロードキャストフレームが存在する旨を示すＤＴＩＭであるから、ＳＴＡ１ ２２０はＰＳ−ＰｏｌｌフレームをＡＰ ２１０に送信することなく、ＡＰ ２１０によって送信されるブロードキャストフレームを受信することができる（Ｓ２３４）。一方、ＳＴＡ２ ２３０に設定されたウェイクアップインターバルはＳＴＡ１ ２２０に比べて長い周期に設定されてもよい。そのため、ＳＴＡ２ ２３０は、ＡＰ ２１０が五番目にビーコンフレームを送信する時点（Ｓ２１５）にアウェイク状態に切り替わってＴＩＭ要素を受信することができる（Ｓ２４１）。ＳＴＡ２ ２３０は、ＴＩＭ要素から、自身に送信されるフレームが存在することがわかり、フレーム送信を要請するためにＡＰ ２１０にＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを送信することができる（Ｓ２４１ａ）。ＡＰ ２１０はＰＳ−Ｐｏｌｌフレームに対応してＳＴＡ２ ２３０にフレームを送信することができる（Ｓ２３３）。

図１６のような省電力モードの運営のためにＴＩＭ要素には、ＳＴＡに送信されるフレームが存在するか否かを示すＴＩＭ、又はブロードキャスト／マルチキャストフレームが存在するか否かを示すＤＴＩＭが含まれる。ＤＴＩＭはＴＩＭ要素のフィールド設定によって具現することができる。

図１７乃至図１９は、ＴＩＭを受信したＳＴＡの動作を詳しく説明するための図である。

図１７を参照すると、ＳＴＡは、ＡＰからＴＩＭを含むビーコンフレームを受信するためにスリープ状態からアウェイク状態に切り替わり、受信したＴＩＭ要素を解釈して、自身に送信されるバッファされたトラフィックがあることを確認できる。ＳＴＡは、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームの送信のための媒体アクセスのために他のＳＴＡと競合（ｃｏｎｔｅｎｄｉｎｇ）を行った後に、ＡＰにデータフレーム送信を要請するためにＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを送信することができる。ＳＴＡによって送信されたＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを受信したＡＰは、ＳＴＡにフレームを送信することができる。ＳＴＡはデータフレームを受信し、それに対する確認応答（ＡＣＫ）フレームをＡＰに送信することができる。以降、ＳＴＡは再びスリープ状態に切り替わり得る。

図１７のように、ＡＰは、ＳＴＡからＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを受信した後、所定の時間（例えば、ＳＩＦＳ（Ｓｈｏｒｔ Ｉｎｔｅｒ−Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ））後にデータフレームを送信する即時応答（ｉｍｍｅｄｉａｔｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ）方式によって動作することができる。一方、ＡＰがＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを受信した後に、ＳＴＡに送信するデータフレームをＳＩＦＳ時間の間に用意できなかった場合は、遅延された応答（ｄｅｆｅｒｒｅｄ ｒｅｓｐｏｎｓｅ）方式によって動作してもよく、それについて図１８を参照して説明する。

図１８の例示で、ＳＴＡがスリープ状態からアウェイク状態に切り替わってＡＰからＴＩＭを受信し、競合を経てＰＳ−ＰｏｌｌフレームをＡＰに送信する動作は、図１６の例示と同一である。ＡＰがＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを受信したが、ＳＩＦＳの間にデータフレームを用意できなかった場合、データフレームを送信する代わりにＡＣＫフレームをＳＴＡに送信してもよい。ＡＰは、ＡＣＫフレーム送信後にデータフレームが用意されると、競合を行った後、データフレームをＳＴＡに送信することができる。ＳＴＡはデータフレームを成功的に受信したことを示すＡＣＫフレームをＡＰに送信し、スリープ状態に切り替わればよい。

図１９は、ＡＰがＤＴＩＭを送信する例示に関するものである。ＳＴＡはＡＰからＤＴＩＭ要素を含むビーコンフレームを受信するためにスリープ状態からアウェイク状態に切り替わってもよい。これらのＳＴＡは、受信したＤＴＩＭから、マルチキャスト／ブロードキャストフレームが送信されることがわかる。ＡＰは、ＤＴＩＭを含むビーコンフレームを送信後に、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームの送受信動作無しで直ちにデータ（すなわち、マルチキャスト／ブロードキャストフレーム）を送信することができる。これらのＳＴＡは、ＤＴＩＭを含むビーコンフレームを受信してから引き続きアウェイク状態を維持しながらデータを受信し、データ受信が完了した後再びスリープ状態に切り替わればよい。

ＴＩＭ構造

図１６乃至図１９を参照して上述したＴＩＭ（又は、ＤＴＩＭ）プロトコルに基づく省電力モード運営方法において、ＳＴＡは、ＴＩＭ要素に含まれたＳＴＡ識別情報から、自身のために送信されるデータフレームが存在するか否かを確認することができる。ＳＴＡ識別情報は、ＳＴＡとＡＰとの連携（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）時にＳＴＡに割り当てられた識別子であるＡＩＤ（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）に関する情報であってもよい。

ＡＩＤは一つのＢＳＳ内ではそれぞれのＳＴＡに対する固有の（ｕｎｉｑｕｅ）識別子として使われる。一例として、現在無線ＬＡＮシステムにおいてＡＩＤとしては１から２００７までのいずれか一つの値を割り当てることができる。現在定義されている無線ＬＡＮシステムでは、ＡＰ及び／又はＳＴＡが送信するフレームにはＡＩＤのために１４ビットを割り当てることができ、ＡＩＤ値は１６３８３まで割り当てることができるが、２００８〜１６３８３は予備（ｒｅｓｅｒｖｅｄ）値として設定されている。

既存の定義によるＴＩＭ要素は、一つのＡＰに多数（例えば、２００７個を超える）のＳＴＡが連携され得るＭ２Ｍアプリケーションの適用には適していない。既存のＴＩＭ構造をそのまま拡張するとＴＩＭビットマップのサイズが過大になるため、既存のフレームフォーマットでは支援することができず、また、低い伝送レートのアプリケーションを考慮するＭ２Ｍ通信に適していない。また、Ｍ２Ｍ通信では、一つのビーコン周期の間に受信データフレームが存在するＳＴＡの個数は大変少ないと予想される。したがって、このようなＭ２Ｍ通信の適用例を考慮すれば、ＴＩＭビットマップのサイズは大きくなるが、大部分のビットが０値を有する場合が多く発生すると予想されるため、ビットマップを效率的に圧縮する技術が要求される。

既存のビットマップ圧縮技術として、ビットマップの先頭部分に連続する０を省略し、オフセット（ｏｆｆｓｅｔ）（又は、開始点）値で定義する方案がある。しかし、バッファされたフレームが存在するＳＴＡの個数は少ないが、それぞれのＳＴＡのＡＩＤ値の差が大きい場合には圧縮効率が高くない。例えば、ＡＩＤが１０と２０００の値であるただ２つのＳＴＡに送信するフレームのみがバッファされている場合、圧縮されたビットマップの長さは１９９０であるが、両端を除いてはいずれも０の値を有することになる。一つのＡＰに連携され得るＳＴＡの個数が少ない場合にはビットマップ圧縮の非効率性があまり問題にならないが、ＳＴＡの個数が増加する場合は、このような非効率性が全体システム性能を阻害する要因になることもある。

これを解決するための方案として、ＡＩＤを複数のグループに分けてより効果的なデータ送信を行うようにすることができる。各グループには、指定されたグループＩＤ（ＧＩＤ）が割り当てられる。このようなグループベースで割り当てられるＡＩＤについて図２０を参照して説明する。

図２０（ａ）は、グループベースで割り当てられたＡＩＤの一例を示す図である。図２０（ａ）の例示では、ＡＩＤビットマップの先頭部におけるいくつかのビットを、ＧＩＤを示すために用いることができる。例えば、ＡＩＤビットマップにおける先頭の２ビットを用いて４個のＧＩＤを示すことができる。ＡＩＤビットマップの全体長がＮビットである場合、先頭の２ビット（Ｂ１及びＢ２）の値は当該ＡＩＤのＧＩＤを示す。

図２０（ｂ）は、グループベースで割り当てられたＡＩＤの他の例を示す図である。図２０（ｂ）の例示では、ＡＩＤの位置によってＧＩＤを割り当てることができる。このとき、同一のＧＩＤを使用するＡＩＤは、オフセット（ｏｆｆｓｅｔ）及び長さ（ｌｅｎｇｔｈ）の値で表現することができる。例えば、ＧＩＤ １がオフセットＡ及び長さＢで表現されると、ビットマップ上でＡ乃至Ａ＋Ｂ−１のＡＩＤがＧＩＤ １を有するということを意味する。例えば、図２０（ｂ）の例示で、全体１乃至Ｎ４のＡＩＤが４個のグループに分割されると仮定する。この場合、ＧＩＤ １に属するＡＩＤは１乃至Ｎ１であり、このグループに属するＡＩＤはオフセット１及び長さＮ１で表現することができる。次に、ＧＩＤ ２に属するＡＩＤをオフセットＮ１＋１及び長さＮ２−Ｎ１＋１で表現することができ、ＧＩＤ ３に属するＡＩＤをオフセットＮ２＋１及び長さＮ３−Ｎ２＋１で表現することができ、ＧＩＤ ４に属するＡＩＤをオフセットＮ３＋１及び長さＮ４−Ｎ３＋１で表現することができる。

このようなグループベースで割り当てられるＡＩＤが導入されると、ＧＩＤによって異なる時間区間にチャネルアクセスを許容できるようにすることによって、多数のＳＴＡに対するＴＩＭ要素不足の問題を解決すると同時に、効率的なデータの送受信を行うことができる。例えば、特定時間区間では特定グループに該当するＳＴＡにのみチャネルアクセスが許容され、残り他のＳＴＡにはチャネルアクセスが制限（ｒｅｓｔｒｉｃｔ）されてもよい。このように特定ＳＴＡにのみアクセスが許容される所定の時間区間を、制限されたアクセスウィンドウ（Ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ Ａｃｃｅｓｓ Ｗｉｎｄｏｗ；ＲＡＷ）と呼ぶこともできる。

ＧＩＤによるチャネルアクセスについて図２０（ｃ）を参照して説明する。図２０（ｃ）では、ＡＩＤが３個のグループに分けられている場合、ビーコンインターバルによるチャネルアクセスメカニズムを例示的に示す。一番目のビーコンインターバル（又は、一番目のＲＡＷ）は、ＧＩＤ １に属するＡＩＤに該当するＳＴＡのチャネルアクセスが許容される区間で、他のＧＩＤに属するＳＴＡのチャネルアクセスは許容されない。これを具現するために、一番目のビーコンにはＧＩＤ １に該当するＡＩＤのみのためのＴＩＭ要素が含まれる。二番目のビーコンフレームにはＧＩＤ ２を有するＡＩＤのみのためのＴＩＭ要素が含まれ、これによって二番目のビーコンインターバル（又は、二番目のＲＡＷ）の間には、ＧＩＤ ２に属するＡＩＤに該当するＳＴＡのチャネルアクセスのみが許容される。三番目のビーコンフレームには、ＧＩＤ ３を有するＡＩＤのみのためのＴＩＭ要素が含まれ、これによって三番目のビーコンインターバル（又は、三番目のＲＡＷ）の間には、ＧＩＤ ３に属するＡＩＤに該当するＳＴＡのチャネルアクセスのみが許容される。四番目のビーコンフレームには再びＧＩＤ １を有するＡＩＤのみのためのＴＩＭ要素が含まれ、これによって四番目のビーコンインターバル（又は、四番目のＲＡＷ）の間には、ＧＩＤ １に属するＡＩＤに該当するＳＴＡのチャネルアクセスのみが許容される。続いて、五番目以降のビーコンインターバル（又は、五番目以降のＲＡＷ）のそれぞれにおいても、当該ビーコンフレームに含まれたＴＩＭで指定される特定グループに属したＳＴＡのチャネルアクセスのみが許容されてもよい。

図２０（ｃ）では、ビーコンインターバルによって許容されるＧＩＤの順序が循環的又は周期的である例示を示しているが、これに制限されることはない。すなわち、ＴＩＭ要素に特定ＧＩＤに属するＡＩＤのみを含めることによって、特定時間区間（例えば、特定ＲＡＷ）の間に、これら特定ＡＩＤに該当するＳＴＡのみのチャネルアクセスを許容し、残りのＳＴＡのチャネルアクセスは許容しない方式で動作してもよい。

前述したようなグループベースＡＩＤ割当方式は、ＴＩＭの階層的（ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ）構造と呼ぶこともできる。すなわち、全体ＡＩＤ空間を複数個のブロックに分割し、０以外の値を持つ特定ブロックに該当するＳＴＡ（すなわち、特定グループのＳＴＡ）のチャネルアクセスのみが許容されるようにすることができる。これによって、大きいサイズのＴＩＭを小さいブロック／グループに分割して、ＳＴＡがＴＩＭ情報を維持しやすくし、ＳＴＡのクラス、サービス品質（ＱｏＳ）、又は用途によってブロック／グループが管理しやすくなる。図２０の例示では２−レベルの階層を示しているが、２つ以上のレベルの形態で階層的構造のＴＩＭが構成されてもよい。例えば、全体ＡＩＤ空間を複数個のページ（ｐａｇｅ）グループに分割し、それぞれのページグループを複数個のブロックに区別し、それぞれのブロックを複数個のサブ−ブロックに分割することができる。このような場合、図２０（ａ）の例示の拡張として、ＡＩＤビットマップにおいて先頭のＮ１個のビットはページＩＤ（すなわち、ＰＩＤ）を示し、その次のＮ２個のビットはブロックＩＤを示し、その次のＮ３個のビットはサブ−ブロックＩＤを示し、残りのビットがサブ−ブロック内のＳＴＡビット位置を示す方式で構成されてもよい。

電力管理に関するフィールド／要素

前述した電力管理に関するフィールド／要素として、リッスンインターバルフィールド、ＢＳＳ最大遊休周期（ＢＳＳ ｍａｘ ｉｄｌｅ ｐｅｒｉｏｄ）エレメントなどがある。これについて図２１及び図２２を参照して説明する。

図２１はリッスンインターバルフィールドを示している。

リッスンインターバルフィールドは、省電力モードにあるＳＴＡがビーコンフレームを聞くためにどれくらい頻繁にウェイクアップしなければならないかをＡＰに示すためのものである。ノン−ＴＩＭ（ｎｏｎ−ＴＩＭ）ＳＴＡにとってリッスンインターバルフィールドは、ＳＴＡがＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム又はトリガーフレームを送信する周期をＡＰに知らせるためのものである。リッスンインターバルに従ってＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム又はトリガーフレームを送信したＳＴＡは、ＡＰからＡＣＫ又はＤＡＴＡを受信することができる。具体的に、ＡＰがノン−ＴＩＭ ＳＴＡからＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを受信すると、当該ＳＴＡにバッファされたデータがある場合、ＡＣＫ又はＤＡＴＡをＳＴＡに送信する。もし、当該ＳＴＡにバッファされたデータがない場合、バッファされたデータがないという情報を含むＡＣＫを送信することができる。リッスンインターバルフィールドの値は、ＭＬＭＥ−ＡＳＳＯＣＩＡＴＥ要請又はＭＬＭＥ−ＲＥＡＳＳＯＣＩＡＴＥ要請のＬｉｓｔｅｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒである。リッスンインターバルフィールドの基本単位はビーコンインターバルであり、長さは２オクテットである。

図２２はＢＳＳ最大遊休周期エレメントを示している。

ＢＳＳ最大遊休周期エレメントは、ＳＴＡがＡＰと連携状態を維持しながらフレーム送信を省略（ｒｅｆｒａｉｎ）し得る時間区間／周期を含む。図２２を参照すると、Ｅｌｅｍｅｎｔ ＩＤフィールドはＢＳＳ最大遊休周期値（ｖａｌｕｅ）を示し、Ｌｅｎｇｔｈフィールドの値は３である。Ｍａｘ Ｉｄｌｅ Ｐｅｒｉｏｄフィールドは、ＳＴＡがＡＰと連携状態を維持しながらフレーム送信を省略（ｒｅｆｒａｉｎ）し得る時間区間／周期を示す。Ｉｄｌｅ ＯｐｔｉｏｎｓフィールドはＢＳＳ遊休能力（Ｉｄｌｅ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）と関連した遊休オプションを示す。

上記のＢＳＳ最大遊休周期は、デューティーサイクルが非常に長く、低電力で動作するセンサータイプの装置に有用に適用することができる。ただし、このようなセンサータイプ装置のバッテリー寿命は数年に及ぶこともあるため、ＢＳＳ最大遊休周期もそれを支援できるものでなければならない。前述したＢＳＳ最大遊休周期エレメントによれば、Ｍａｘ Ｉｄｌｅ Ｐｅｒｉｏｄは２オクテット、１６ビットであり、基本単位が１０００ＴＵ（１０２４ｍｓ）であるため、最大可能な値は１８．６４Ｈｒである。この値は、前述したセンサータイプ装置のためには比較的短い値であるため、これよりも大きい値を支援できるＭａｘ Ｉｄｌｅ Ｐｅｒｉｏｄが必要である。

そのために、ＢＳＳ最大遊休周期の基本単位を１０００ＴＵから１００００ＴＵなどのより大きい値に増加させることができる。この場合、このような基本単位の増加についてＡＰとＳＴＡ間にあらかじめ交渉する必要があり、端末が設定するリッスンインターバルの適用にも符合する必要がある。もし、ＢＳＳ最大遊休周期を増加させながらリッスンインターバルについて考慮しないと、ＳＴＡは、増加したＢＳＳ最大遊休周期によってフレーム送受信をする必要はないが、これよりも短いリッスンインターバルごとにビーコンフレームを受信するためにウェイクアップしなければならず、省電力の側面では意味がなくなるためである。

また、ＢＳＳ最大遊休周期の場合、連携応答フレームを通じて送信され、リッスンインターバルの場合、連携要請フレームを通じて送信されるため、実際にＳＴＡがリッスンインターバル値を設定する時にはＢＳＳ最大遊休周期を活用できず、ＢＳＳ最大遊休周期の増加とリッスンインターバルの増加を符合させ難いという不具合がある。

そこで、以下の本発明の実施例では、非常に長い時間の間に低電力で動作しなければならないＳＴＡのためにＢＳＳ最大遊休周期、リッスンインターバルなどを上述の問題点を解決しながら増加させることができる方案について説明する。

ＢＳＳ最大遊休周期（ＢＳＳ最大遊休周期エレメントのＭａｘ Ｉｄｌｅ Ｐｅｒｉｏｄフィールドに含まれた値（ｖａｌｕｅ））にスケーリングファクターを適用してＢＳＳ最大遊休周期を増加させるとともに、このスケーリングファクターを、リッスンインターバル（リッスンインターバルフィールドに含まれた値（ｖａｌｕｅ））、ＷＮＭスリープインターバル（ＷＮＭスリープモードエレメントに含まれた値（ｖａｌｕｅ））に共通して適用することができる。端末動作の側面でノン−ＴＩＭ ＳＴＡはリッスンインターバルによってＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム又はトリガーフレームを送信するが、ここで、リッスンインターバルはＢＳＳ最大遊休周期及び／又はＷＮＭスリープインターバルに共通して適用されるスケーリングファクターが適用されたものであってもよい。

すなわち、より長いスリープインターバルを支援するために、ＢＳＳ最大遊休周期、リッスンインターバル、ＷＮＭスリープインターバルに一つの統合された（ｕｎｉｆｉｅｄ）スケーリングファクター（以下、統合スケーリングファクター）を適用する。ここで、リッスンインターバルに統合スケーリングファクターを適用するということは、リッスンインターバルフィールドに含まれた値に統合スケーリングファクターを掛けてリッスンインターバルを計算するということを意味する。例えば、ビーコンインターバルが１００ｍｓであり、リッスンインターバルフィールドに含まれた値が０００…００１（１６ビット、統合スケーリングファクター適用前のリッスンインターバルは１００ｍｓ）、統合スケーリングファクターが１０である場合、リッスンインターバルは１０００ｍｓになる。また、ビーコンインターバルが１００ｍｓであり、リッスンインターバルフィールドに含まれた値が１１１…１１１（１６ビット、統合スケーリングファクター適用前のリッスンインターバルは１．８２Ｈｒ）、統合スケーリングファクターが１０である場合、統合スケーリングファクター適用後のリッスンインターバルは１８．２ｈｒとなる。また、ビーコンインターバルは１ｓ、リッスンインターバルフィールドに含まれた値は０００…００１（１６ｂｉｔ、統合スケーリングファクター適用前のリッスンインターバルは１０００ｍｓ）である場合、統合スケーリングファクター１０適用後のリッスンインターバルは１０ｓである。ビーコンインターバルは１ｓ、リッスンインターバルフィールドに含まれた値は１１１…１１１（１６ｂｉｔ、統合スケーリングファクター適用前のリッスンインターバルは１８．２ｈｒ）である場合、統合スケーリングファクター１０適用後のリッスンインターバルは１８２ｈｒ（７．５８日）である。

また、ＢＳＳ最大遊休周期、ＷＮＭスリープインターバルに統合スケーリングファクターを適用するということは、それぞれ、ＢＳＳ最大遊休周期エレメントに含まれた値に上記の統合スケーリングファクターを掛けてＢＳＳ最大遊休周期を計算し、ＷＮＭスリープモードエレメントに含まれた値に上記の統合スケーリングファクターを掛けてＢＳＳ最大遊休周期を計算するということを意味する。

上述したような統合スケーリングファクターは特定の値（以下、ｋという。）であって、ＢＳＳ最大遊休周期、リッスンインターバル、ＷＮＭスリープインターバルに適用されてもよく、以下に説明されるように、基本単位拡張要素（以下、ｅｘｔｅｎｄｅｄ＿ｋという。）と共に適用されてもよい。ここで、ｅｘｔｅｎｄｅｄ＿ｋは、上記ｋがＢＳＳ最大遊休周期、リッスンインターバル、ＷＮＭスリープインターバルに適用されるａｃｔｕａｌ ｋ ｖａｌｕｅを意味する。言い換えると、統合スケーリングファクターｋをＳＴＡ／ＡＰがそれぞれ異なる解釈（ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ）によってｅｘｔｅｎｄｅｄ＿ｋ値にマップすることができる。

基本単位が１０００ＴＵであるＢＳＳ最大遊休周期の場合にｅｘｔｅｎｄｅｄ＿ｋ＝ｋ、基本単位がビーコンインターバル（ＢＩ）であるリッスンインターバルの場合にｅｘｔｅｎｄｅｄ＿ｋ＝（ｋ／ＢＩ）＊１０００ＴＵ、そして基本単位がＤＴＩＭインターバル（ＤＩ）であるＷＮＭスリープインターバルの場合にｅｘｔｅｎｄｅｄ＿ｋ＝（ｋ／ＤＩ）＊１０００ＴＵとして解釈／使用／マップすることができる。

さらに具体的な例示を挙げて説明すると、次の通りである。以下の例示では統合スケーリングファクターｋとしては１０を仮定する。

まず、ＢＳＳ最大遊休周期の場合、統合スケーリングファクターを適用すると１０００ＴＵ＊１０＝１００００ＴＵになり、よって、最大支援可能なＢＳＳ最大遊休周期値は１００００ＴＵ＊（６５５３５／３６００）＝１８６．４ｈｒｓ＝７．７６ｄａｙｓになる。

次に、リッスンインターバルの場合、ＢＩ＝１ｓを前提にして統合スケーリングファクターを適用すると、１ｓ＊（１０／１ｓ）＊１０００ＴＵ＝１００００ＴＵである。したがって、最大支援可能なリッスンインターバルは１００００ＴＵ＊（６５５２５／３６００）＝１８６．４ｈｒｓ＝７．７６ｄａｙｓになる。この結果はＢＩが０．１ｓである場合にも同一である。ここで、１０００ＴＵを掛ける理由は、省電力（ｐｏｗｅｒ ｓａｖｉｎｇ）の側面でＢＳＳ最大遊休周期とのアラインメント（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）を取るためである。すなわち、ＢＳＳ最大遊休周期の基本単位が１ｓではなく１．０２４ｓ（１０００ＴＵ）であるからである。もし正確なアラインメントが必要でない場合は省略されてもよい（例えば、ｅｘｔｅｎｄｅｄ＿ｋ＝（ｋ／ＢＩ）＊１ｓ）

また、ＷＮＭスリープインターバルの場合、ＤＩを１０ｓと前提して統合スケーリングファクターを適用すると、１０ｓ＊（１０／１０ｓ）＊１０００ＴＵ＝１００００ＴＵである。したがって、最大支援可能なＷＮＭスリープインターバルは７．７６ｄａｙとなる。この結果はＤＩが１ｓである場合にも同一である。

このように統合スケーリングファクターに基本単位拡張要素を併せて適用することによって、ＢＳＳ最大遊休周期、リッスンインターバル、ＷＮＭスリープインターバルを整列することができる。次の表２は、前述した統合スケーリングファクター、及び統合スケーリングファクターと基本単位拡張要素を共に適用する場合に、ＢＳＳ最大遊休周期、リッスンインターバル、ＷＮＭスリープインターバル計算時に適用される値を示す。

上述したような統合スケーリングファクター情報及びパラメータは、ＳＴＡとＡＰ間に事前に交渉（ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ）されなければならず、また、ＡＰとＳＴＡ間に設定されるＢＳＳ最大遊休周期値によって暗黙的（ｉｍｐｌｉｃｉｔ）に（又は、ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ）設定されてもよく、ＢＳＳ最大遊休周期値と別の制御フィールドとして定義されて明示的（ｅｘｐｌｉｃｉｔ）に送信されてもよい。また、ＳＴＡがリッスンインターバル設定を連携要請フレーム（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔ ｆｒａｍｅ）ですることを考慮すると、次の３つの例示のように設定／動作することによってＢＳＳ最大遊休周期とリッスンインターバルとを符合させることができる。

第一に、プローブ要請／応答（Ｐｒｏｂｅ ｒｅｑｕｅｓｔ／ｒｅｓｐｏｎｓｅ）手順を用いることができる。プローブ要請フレームを通じてＳＴＡはＡＰに、自身の装置タイプ及び選好（ｐｒｅｆｅｒ）するＢＳＳ最大遊休周期情報及び／又は前述したパラメータ情報を送信することができ、ＡＰは、プローブ応答フレームを通じてＳＴＡにＢＳ最大遊休周期情報及び／又は前述したパラメータ情報を送信することができる。ＳＴＡはこの情報に基づいてリッスンインターバル設定及び運用方法について知ることができる。

第二に、再連携要請／応答（Ｒｅａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔ／ｒｅｓｐｏｎｓｅ）手順を用いることができる。プローブ要請／応答手順を行わないＳＴＡの場合、ＡＰが送信した要請応答フレームのＭａｘ Ｉｄｌｅ Ｐｅｒｉｏｄフィールド情報及び／又はパラメータ情報に基づいて再びリッスンインターバルを設定して再連携要請フレームを通じてＡＰに送信することができる。

第三に、もしＡＰがビーコンを通じてＳＴＡにＭａｘ Ｉｄｌｅ Ｐｅｒｉｏｄフィールド情報及び／又はパラメータ情報を与え得る場合には、ＳＴＡは、リッスンインターバル情報を乗せた連携要請フレームを送信する前に無条件（ｆｕｌｌ）ビーコン信号を受信してＡＰの送信したＭａｘ Ｉｄｌｅ Ｐｅｒｉｏｄフィールド情報を確認し、リッスンインターバルを設定する。

一方、上述したこれらの内容は全てのタイプのＳＴＡに共通して適用されてもよいが、ＳＴＡ別に或いはＳＴＡの装置タイプ別にそれぞれ差別化して適用されることが好ましい。したがって、ＳＴＡ別に或いはＳＴＡの装置タイプ／能力（ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）別に異なるように適用できるように、ＡＰとＳＴＡの能力交渉手順（ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）によって事前に適用することもできる。すなわち、ＳＴＡはＡＰと能力交渉要請／応答フレーム（ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔ／ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｆｒａｍｅ）、ＱｏＳ能力要素（ＱｏＳ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｅｌｅｍｅｎｔ）、ＱｏＳ制御フィールド（ＱｏＳ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｉｅｌｄ）などの様々な能力交渉フレーム／フィールドを通じてＢＳＳ最大遊休周期、リッスンインターバル、ＷＮＭスリープインターバルの拡張を適用することができる。

このような能力交渉手順には、下記の表３乃至表５に例示したような能力フィールド（ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｆｉｅｌｄ）を用いることができる。以下、表３乃至表５の能力フィールドにおいて省略された他の内容は「ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１−２０１２、８．４．２．２９ Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ ｅｌｅｍｅｎｔ」を参照されたい。

上記の表３は、ＢＳＳ最大遊休周期、リッスンインターバル、ＷＮＭスリープインターバルの全てのための統合スケーリングファクター（ｋ、表３ではｋをＳｌｅｅｐ Ｉｎｔｅｒｖａｌ Ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙとも記載している。）に対するＡＰとＳＴＡとの交渉手順のための能力フィールド構成を示す。

上記の表４は、特に、最大遊休周期及びリッスンインターバルのための統合スケーリングファクターに対するＡＰとＳＴＡとの交渉手順のための能力フィールド構成を示す。

上記の表５は、最大遊休周期が既に設定されていることを前提とし、リッスンインターバルの拡張に関するＡＰとＳＴＡとの交渉手順のための能力フィールド構成を示す。

図２３は、上述したような統合スケーリングファクターが適用される場合において、特に、ＢＳＳ最大遊休周期エレメントを通じて統合スケーリングファクターが示される場合の一例示である。図２３（ａ）は、統合スケーリングファクターが、ＢＳＳ最大遊休周期エレメントのＩｄｌｅ ＯｐｔｉｏｎｓフィールドのサブフィールドであるＶｅｒｙ ｌｏｎｇ Ｍａｘ Ｉｄｌｅ Ｐｅｒｉｏｄ ｒｅｑｕｉｒｅｄフィールドによって示される例示である。Ｖｅｒｙ ｌｏｎｇ Ｍａｘ Ｉｄｌｅ Ｐｅｒｉｏｄ ｒｅｑｕｉｒｅｄフィールドは１又は２ビットであり、図示のように統合スケールファクター１、又は１０を示すことができる。また、図２３（ｂ）は、統合スケーリングファクターがＢＳＳ最大遊休周期エレメントのＩｄｌｅ ＯｐｔｉｏｎｓフィールドのサブフィールドであるＳｃａｌｉｎｇ ｆａｃｔｏｒフィールドで示される場合を例示している。この場合、図示のように、統合スケーリングファクターの値１、１０などを１又は２ビットで示すことができる。ただし、本発明の実施例が図２３に制限されるものではなく、例えば、ＢＳＳ最大遊休周期エレメントの他のフィールド（Ｍａｘ Ｉｄｌｅ Ｐｅｒｉｏｄフィールド）などを通じて示されてもよい。

一方、上記ではスリープインターバルを増加させる方法としてスケーリングファクターを用いることを中心に説明されたが、既存のリッスンインターバルフィールドのサイズを３オクテットに増やす方法などを考慮することもできる。

図２４は、本発明の一実施例に係る無線装置の構成を示すブロック図である。

ＡＰ１０は、プロセッサ１１、メモリー１２、送受信器１３を備えることができる。ＳＴＡ ２０は、プロセッサ２１、メモリー２２、送受信器２３を備えることができる。送受信器１３及び２３は無線信号を送信／受信することができ、例えば、ＩＥＥＥ ８０２システムによる物理層を具現することができる。プロセッサ１１及び２１は、送受信器１３及び２１に接続してＩＥＥＥ ８０２システムによる物理層及び／又はＭＡＣ層を具現することができる。プロセッサ１１及び２１は、前述した本発明の様々な実施例に係る動作を実行するように構成することができる。また、前述した本発明の様々な実施例に係るＡＰ及びＳＴＡの動作を具現するモジュールをメモリー１２及び２２に格納し、プロセッサ１１及び２１によって実行されるように構成することができる。メモリー１２及び２２は、プロセッサ１１及び２１の内部に含まれてもよく、プロセッサ１１及び２１の外部に設けられてプロセッサ１１及び２１と公知の手段によって接続されてもよい。

上記のようなＡＰ及びＳＴＡ装置の具体的な構成は、前述した本発明の様々な実施例で説明した事項が独立して適用されたり、又は２つ以上の実施例が同時に適用されるように具現することができ、重複する内容は明確性のために説明を省略する。

上述した本発明の実施例は様々な手段によって具現することができる。例えば、本発明の実施例は、ハードウェア、ファームウェア（ｆｉｒｍｗａｒｅ）、ソフトウェア又はそれらの結合などによって具現することができる。

ハードウェアによる具現の場合、本発明の実施例は、一つ又はそれ以上のＡＳＩＣｓ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、ＤＳＰｓ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）、ＤＳＰＤｓ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＰＬＤｓ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＦＰＧＡｓ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙｓ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどによって具現することができる。

ファームウェアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の実施例は、以上で説明された機能又は動作を実行するモジュール、手順又は関数などの形態で具現することができる。ソフトウェアコードは、メモリーに格納されて、プロセッサによって駆動されてよい。メモリーは、プロセッサの内部又は外部に設けられ、公知の様々な手段によってプロセッサとデータを交換することができる。

以上に開示された本発明の好適な実施の形態に関する詳細な説明は、当業者が本発明を具現して実施できるように提供された。上記では本発明の好適な実施の形態を参照して説明したが、当該技術の分野における熟練した当業者にっては添付された特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を様々に修正及び変更させることができるということが理解できる。したがって、本発明は、ここに開示された実施の形態に制限されるものではなく、ここに開示された原理及び新規な特徴などと一致する最も広い範囲を付与するためのものである。

本発明に係る様々な実施の方案はＩＥＥＥ ８０２．１１システムに適用される例を中心に説明したが、ＩＥＥＥ ８０２．１１システムの他、様々な無線接続システムにも同一に適用することが可能である。

前記ＳＴＡは、前記ＢＳＳ最大遊休周期を含むビーコンフレームを受信した後、前記リッスンインターバルを決定してもよい。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
無線通信システムにおいて省電力モードで動作可能なＳＴＡの信号送信方法であって、
第１時間周期によってＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム又はトリガーフレームのうち少なくとも一つを送信するステップを含み、
前記第１時間周期は、統合スケーリングファクターが適用されたものであり、
前記統合スケーリングファクターは、前記ＳＴＡがＡＰ（ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ）と連携（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）状態を維持しながらフレーム送信を省略可能な第２時間周期にも共通して適用されるものである、信号送信方法。
（項目２）
前記統合スケーリングファクターは、ＷＮＭ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）スリープインターバルの計算にも共通して適用されるものである、項目１に記載の信号送信方法。
（項目３）
前記第１時間周期は、リッスンインターバル（ｌｉｓｔｅｎ ｉｎｔｅｒｖａｌ）であり、前記第２時間周期は、ＢＳＳ最大遊休周期（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ Ｍａｘ Ｉｄｌｅ Ｐｅｒｉｏｄ）である、項目１又は２に記載の信号送信方法。
（項目４）
前記統合スケーリングファクターの適用は、リッスンインターバルフィールドに含まれた値、ＢＳＳ最大遊休周期エレメントに含まれた値、及びＷＮＭスリープモードエレメントに含まれた値のそれぞれに前記統合スケーリングファクターを掛けることによってなされる、項目３に記載の信号送信方法。
（項目５）
前記ＳＴＡは、前記統合スケーリングファクターをリッスンインターバルフィールドに含まれた値、ＢＳＳ最大遊休周期エレメントに含まれた値、ＷＮＭスリープモードエレメントに含まれた値のそれぞれに適用時に、基本単位拡張要素を掛ける、項目３に記載の信号送信方法。
（項目６）
前記基本単位拡張要素は、前記統合スケーリングファクターを前記リッスンインターバルフィールドに含まれた値に適用時に１０００ＴＵ／ＢＩであり、前記統合スケーリングファクターを前記ＢＳＳ最大遊休周期エレメントに含まれた値に適用時に１であり、前記統合スケーリングファクターを前記ＷＮＭスリープモードエレメントに含まれた値に適用時に１０００ＴＵ／ＤＩであり、ＴＵは１０２４ｕｓ、ＢＩはビーコンインターバル、ＤＩはＤＴＩＭ（Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ Ｍｅｓｓａｇｅ）インターバルである、項目５に記載の信号送信方法。
（項目７）
前記リッスンインターバルフィールドに含まれた値の基本単位はＢＩであり、前記ＢＳＳ最大遊休周期エレメントに含まれた値の基本単位は１０００ＴＵであり、前記ＷＮＭスリープモードエレメントに含まれた値の基本単位はＤＩである、項目６に記載の信号送信方法。
（項目８）
前記リッスンインターバルは、前記ＡＰから受信したプローブ応答フレームに含まれたＢＳＳ最大遊休周期に基づいて決定されたものである、項目３に記載の信号送信方法。
（項目９）
前記プローブ応答フレームは、ＳＴＡのＢＳＳ最大遊休周期に関する選好度及び統合スケーリングファクターを含むプローブ要請フレームに対する応答である、項目９に記載の信号送信方法。
（項目１０）
前記ＳＴＡは、前記リッスンインターバルを再連携（Ｒｅａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）要請フレームを通じて前記ＡＰに送信する、項目３に記載の信号送信方法。
（項目１１）
前記リッスンインターバルは、前記ＡＰから受信した連携応答フレームに含まれたＢＳＳ最大遊休周期に基づいて決定されたものである、項目１０に記載の信号送信方法。
（項目１２）
前記リッスンインターバルは、前記ＡＰから受信したビーコンフレームに含まれたＢＳＳ最大遊休周期に基づいて決定されたものである、項目３に記載の信号送信方法。
（項目１３）
前記ＳＴＡは、前記ＢＳＳ最大遊休周期を含むビーコンフレームを受信した後、前記リッスンインターバルを決定する、項目１２に記載の信号送信方法。
（項目１４）
無線通信システムにおいて省電力モードで動作可能なＳＴＡの信号受信方法であって、
ビーコンフレームを受信するためにアウェイク（ａｗａｋｅ）状態に切り替わるステップと、
前記ビーコンフレームを受信するステップと、
を含み、
前記アウェイク状態に切り替わる第１時間周期は、統合スケーリングファクターが適用されたものであり、
前記統合スケーリングファクターは、前記ＳＴＡがＡＰ（ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ）と連携（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）状態を維持しながらフレーム送信を省略可能な第２時間周期にも共通して適用されるものである、信号受信方法。
（項目１５）
前記統合スケーリングファクターは、ＷＮＭ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）スリープインターバルの計算にも共通して適用されるものである、項目１４に記載の信号受信方法。

Claims (15)

1. 無線通信システムにおいて省電力モードで動作可能なＳＴＡの信号送信方法であって、
   第１時間周期によってＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム又はトリガーフレームのうち少なくとも一つを送信するステップを含み、
   前記第１時間周期は、統合スケーリングファクターが適用されたものであり、
   前記統合スケーリングファクターは、前記ＳＴＡがＡＰ（ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ）と連携（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）状態を維持しながらフレーム送信を省略可能な第２時間周期にも共通して適用されるものである、信号送信方法。
2. 前記統合スケーリングファクターは、ＷＮＭ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）スリープインターバルの計算にも共通して適用されるものである、請求項１に記載の信号送信方法。
3. 前記第１時間周期は、リッスンインターバル（ｌｉｓｔｅｎ ｉｎｔｅｒｖａｌ）であり、前記第２時間周期は、ＢＳＳ最大遊休周期（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ Ｍａｘ Ｉｄｌｅ Ｐｅｒｉｏｄ）である、請求項１又は２に記載の信号送信方法。
4. 前記統合スケーリングファクターの適用は、リッスンインターバルフィールドに含まれた値、ＢＳＳ最大遊休周期エレメントに含まれた値、及びＷＮＭスリープモードエレメントに含まれた値のそれぞれに前記統合スケーリングファクターを掛けることによってなされる、請求項３に記載の信号送信方法。
5. 前記ＳＴＡは、前記統合スケーリングファクターをリッスンインターバルフィールドに含まれた値、ＢＳＳ最大遊休周期エレメントに含まれた値、ＷＮＭスリープモードエレメントに含まれた値のそれぞれに適用時に、基本単位拡張要素を掛ける、請求項３に記載の信号送信方法。
6. 前記基本単位拡張要素は、前記統合スケーリングファクターを前記リッスンインターバルフィールドに含まれた値に適用時に１０００ＴＵ／ＢＩであり、前記統合スケーリングファクターを前記ＢＳＳ最大遊休周期エレメントに含まれた値に適用時に１であり、前記統合スケーリングファクターを前記ＷＮＭスリープモードエレメントに含まれた値に適用時に１０００ＴＵ／ＤＩであり、ＴＵは１０２４ｕｓ、ＢＩはビーコンインターバル、ＤＩはＤＴＩＭ（Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ Ｍｅｓｓａｇｅ）インターバルである、請求項５に記載の信号送信方法。
7. 前記リッスンインターバルフィールドに含まれた値の基本単位はＢＩであり、前記ＢＳＳ最大遊休周期エレメントに含まれた値の基本単位は１０００ＴＵであり、前記ＷＮＭスリープモードエレメントに含まれた値の基本単位はＤＩである、請求項６に記載の信号送信方法。
8. 前記リッスンインターバルは、前記ＡＰから受信したプローブ応答フレームに含まれたＢＳＳ最大遊休周期に基づいて決定されたものである、請求項３に記載の信号送信方法。
9. 前記プローブ応答フレームは、ＳＴＡのＢＳＳ最大遊休周期に関する選好度及び統合スケーリングファクターを含むプローブ要請フレームに対する応答である、請求項９に記載の信号送信方法。
10. 前記ＳＴＡは、前記リッスンインターバルを再連携（Ｒｅａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）要請フレームを通じて前記ＡＰに送信する、請求項３に記載の信号送信方法。
11. 前記リッスンインターバルは、前記ＡＰから受信した連携応答フレームに含まれたＢＳＳ最大遊休周期に基づいて決定されたものである、請求項１０に記載の信号送信方法。
12. 前記リッスンインターバルは、前記ＡＰから受信したビーコンフレームに含まれたＢＳＳ最大遊休周期に基づいて決定されたものである、請求項３に記載の信号送信方法。
13. 前記ＳＴＡは、前記ＢＳＳ最大遊休周期を含むビーコンフレームを受信した後、前記リッスンインターバルを決定する、請求項１２に記載の信号送信方法。
14. 無線通信システムにおいて省電力モードで動作可能なＳＴＡの信号受信方法であって、
    ビーコンフレームを受信するためにアウェイク（ａｗａｋｅ）状態に切り替わるステップと、
    前記ビーコンフレームを受信するステップと、
    を含み、
    前記アウェイク状態に切り替わる第１時間周期は、統合スケーリングファクターが適用されたものであり、
    前記統合スケーリングファクターは、前記ＳＴＡがＡＰ（ａｃｃｅｓｓ ｐｏｉｎｔ）と連携（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）状態を維持しながらフレーム送信を省略可能な第２時間周期にも共通して適用されるものである、信号受信方法。
15. 前記統合スケーリングファクターは、ＷＮＭ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）スリープインターバルの計算にも共通して適用されるものである、請求項１４に記載の信号受信方法。