JP4684776B2 - 共通無線チャネルによって接続された複数の局およびアクセスポイントを含むネットワークにおけるチャネルアクセス方法およびシステム - Google Patents
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Description
所与のサービス品質(QoS)をサポートするために、IEEE802.11e標準規格は、EDCA(enhanced distributed channel access))およびHCCA(hybrid coordinated channel access))の2つの動作モードを定義する。EDCAモードは、衝突回避を有するキャリア検知多重アクセス(CSMA/CA)に基づいている。CSMA/CAは、最大4つのアクセスカテゴリー(AC)について、優先順位付けされたチャネルアクセスを提供する。各ACは、AC間で異なるサービスを実現するために、バックオフ値等のチャネル競合用の1組のQoSパラメータに関連付けられる。
動的な時分割多元接続(TDMA)は、パラメータ化されたQoSを提供する代替的な技法を提供する。チャネル全体がタイムスロットに分割され、複数のタイムスロットがスーパーフレームを形成する。タイムスロットの割り当てはAPによって実行される。APは、各データストリームのQoS要件を考慮する。スロットが割り当てられた後、すべての送信が、予め定義された時刻に開始し、タイムスロットの粒度で予め定義された最大継続時間の間続く。
ポーリングをベースとした方法および動的なTDMAをベースとした方法は、共に、無線LANでQoSを提供することに関して欠点を有する。
(1)データストリーム単位をベースとしたQoSのサポート−従来技術におけるようなクラス単位をベースとした差別化されたサービスではない。すなわち、各局は、短期間のトラフィック変動を吸収すると同時に、データストリーム単位に基づいて長期間のQoSを提供される。
(2)バースト性パケットが到着する状況下でのチャネルの浪費の最小化、および、パケット単位のポーリングが招くシグナリングオーバーヘッドの削減を介した効率的なチャネル利用。
(3)事前に交渉されたQoS規約に違反する局を監視して、当該局にペナルティを科す知的ポリシング。
図1は、本発明によるSCCAプロトコル100を示している。図2は、APのSCCA200のコンポーネントを示している。このプロトコルは、局201が、競合期間(CP)において資源予約メッセージ(RRM(resource reservation message))202をアクセスポイント(AP)へ送信することによって開始される。
図2は、本発明によるAPの内部のSCCAのシステムおよび方法200を示している。SCCAは、資源要求(RRQ)ブロック210、クレジット/デビットカウンタ(CDC)220、およびアクセスモニタ(AM)230を含む。これらは、資源割り当てエージェント(RAA)240に接続されている。RAAは、SIVリスト(SL)250およびビーコンフォーマッタ260に接続されている。ビーコンフォーマッタ260は、物理チャネル270に接続されて、ビーコン101を周期的にブロードキャストする。
資源要求ブロック210は、APに関連した局201から受信される資源予約メッセージ202を受信して処理する。このメッセージ202はRAA240へ渡される。
IEEE802.11b/e標準規格によると、ポーリング技法は、CFPの期間中、局とAPとの間の通信を調整するのに使用される。APにおけるラウンドロビンスケジューラは、QoS規約および現在のデータストリーム情報に従ったQoSを各データストリームに保証する。しかしながら、ポーリングはかなり大きなオーバーヘッドを招く。
また、SCCAは、データストリームの変動を吸収するために、所与のデータストリームがそのパケットを送信するのに連続して使用できる時間数の長さも指定する。したがって、TXDTは、チャネルアクセス継続時間を調整するのに使用される。TXDTもビーコンで運ばれる。
また、各データストリームのクレジット/デビットカウント221は、準拠していないデータストリームを取り締まることにも使用される。データストリームがそのQoS規約に違反すると、実際の送信時間はそのTXDT割り当てを超えることになる。この差が指定されたしきい値よりも大きい場合、APは、逸脱した局の新しいSIVをブロードキャストすることによりそのデータストリームのチャネルアクセスを一時的に拒否して、他のデータストリームを補償する。最悪の場合、APは、準拠しないストリームを生成する局へ切断(de-association)メッセージを送信することによって、データストリームを切断することができる。
IEEE802.11標準規格は、物理レイヤ270においてマルチレート機能を指定する。各局は適切な伝送レートを選択することができる。この適切な伝送レートは、感知されたSNRに最もよく適合するものである。この特徴は、適切に使用されると、全体的なチャネル効率を大幅に改善するのに活用することができる。
下りリンクのデータストリームの場合、APは、チャネルにアクセスする前にPIFS期間の間だけ延期することによって、チャネルアクセスよりも優先権を有する。したがって、APは、対応するQoS契約に従って下りリンクのデータを送信することができる。非競合期間の間であっても、予約されたデータストリームは、PIFS期間に自身のバックオフタイマ値を加えた時間の間待たなければならないので、APは、いつでもチャネルにアクセスすることができる。したがって、下りリンクのデータストリームは、QoSサポートを容易に提供することができる。
本発明によるSCCAは、DCFメカニズムおよびEDCAメカニズムによって統制される従来技術のランダムアクセスと完全な互換性を有する。また、SCCA方法は、制御アクセス期間(CAP(controlled access period))をCPに組み込んで、IEEE802.11e標準規格に従い局へポーリングメッセージも送信する。
本発明者らのSCCAでは、SIVおよびTXDTは、ビーコンで周期的にブロードキャストされる。SIVは、データストリームのシーケンス番号しか含まないので、SIVフィールドの長さは、SIVリスト250に受け入れられたデータストリームの最大数に依存する。マルチメディアアプリケーションは、それらのトラフィックパターンに応じて異なるサービス時間を必要とすることがあるので、TXDTフィールドは、送信継続時間を指定することによって、このような異種性を吸収する。
Claims (13)
- 共通無線チャネルによって接続された複数の局およびアクセスポイントを含むネットワークにおいてチャネルにアクセスする方法であって、
アクセスポイントへデータストリームを送信するための、局によるチャネルへのアクセスを要求すること、
前記アクセスポイントにおいて、前記データストリームに、競合するデータストリーム間のチャネルアクセス優先権、および非競合期間における利用可能なスロットに関連した時刻を示すシーケンスインデックス値を割り当てること、
前記アクセスポイントから前記シーケンスインデックス値をブロードキャストすること、
非競合期間中に、前記局によって受信された前記シーケンスインデックス値に対応する時刻に、前記局から前記アクセスポイントへ前記データストリームを送信すること
を含むチャネルにアクセスする方法。 - 前記アクセスポイントにおいて、動的送信継続期間を前記データストリームに割り当てること、
前記アクセスポイントから前記動的送信継続期間をブロードキャストすること、
前記局から、前記動的送信継続期間に対応する連続時間の間、前記データストリームを送信すること
をさらに含む請求項1に記載の方法。 - 前記局は、複数のデータストリームを送信するためのアクセスを要求し、異なるシーケンスインデックス値が前記局によって送信される各データストリームに割り当てられる、請求項1に記載の方法。
- 前記データストリームによるチャネル利用に従って前記シーケンスインデックス値を周期的に調整すること、
前記局と前記アクセスポイントとの間の前記チャネルの状態に従って前記シーケンスインデックス値を周期的に調整すること
をさらに含む請求項1に記載の方法。 - 前記データストリームによるチャネル利用に従って前記動的送信継続期間を周期的に調整すること、
前記局と前記アクセスポイントとの間の前記チャネルの状態に従って前記動的送信継続期間を周期的に調整すること
をさらに含む請求項2に記載の方法。 - 前記シーケンスインデックス値および前記動的送信継続期間は、前記アクセスポイントによって周期的にブロードキャストされるビーコンに含まれる、請求項2に記載の方法。
- 前記調整することは、前記データストリームに関連したサービス品質規約に従う、請求項4に記載の方法。
- 複数のパケットが、前記動的送信継続期間の間に送信され、
前記アクセスポイントによって、前記複数のパケットが正しく受信されたことに単一の確認応答パケットで確認応答すること
をさらに含む請求項2に記載の方法。 - 前記チャネルの状態に従って前記データストリームにデータレートを割り当てること
をさらに含む請求項1に記載の方法。 - 複数の局が、前記チャネルへのアクセスを同時に要求し、各局によって送信される各データストリームには、異なるシーケンスインデックス値が割り当てられる、請求項1に記載の方法。
- 衝突検知する方式であり、ランダムアクセスする方式を使用して、前記シーケンスインデックス値に対応する時刻に前記チャネルへのアクセスを取得すること
をさらに含む請求項1に記載の方法。 - 複数の局が、複数のデータストリームを送信するためのアクセスを要求し、それぞれが前記複数のデータストリームを送信する順序に対応する異なるシーケンスインデックス値が、複数のデータストリームのそれぞれに割り当てられる、請求項1に記載の方法。
- 共通無線チャネルによって接続された複数の局およびアクセスポイントを含むネットワークにおいてチャネルにアクセスするシステムであって、
アクセスポイントへデータストリームを送信するための、局によるチャネルへのアクセスを要求する手段と、
前記アクセスポイントにおいて、前記データストリームに、前記シーケンスインデックス値は、競合するデータストリーム間のチャネルアクセス優先権、および非競合期間における利用可能なスロットに関連した時刻を示すシーケンスインデックス値を割り当てる手段と、
前記アクセスポイントから前記シーケンスインデックス値をブロードキャストする手段と、
非競合期間中に、前記局によって受信された前記シーケンスインデックス値に対応する時刻に、前記局から前記アクセスポイントへ前記データストリームを送信する手段と
を備えるチャネルにアクセスするシステム。
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