JP4865731B2 - 制御応答フレームの伝送速度を決定する方法及び記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、無線ＬＡＮに係り、さらに詳細には、無線ＬＡＮ上のデータ受信に対する制御応答フレームの伝送速度決定方法に関する。

無線ＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ）環境では、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式のＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）を使用する。ＣＳＭＡ／ＣＡとは、ネットワークのケーブルにデータの伝送がない場合でも、衝突を避けるために確認のための信号を伝送し、このような確認信号が衝突なし伝送されたことを確認すれば、次いでデータを送る方式である。

このようなＣＳＭＡ／ＣＡの原理を簡単に説明すれば、端末は、他の端末がデータ送信中であるか否かの搬送波感知を行って、他の端末が送信中であることを感知されれば待機する。送信開始までの時間としてランダム時間が割り当てられ、再搬送波の感知を行って、他の搬送波がないことをを確認した後、データ送信を開始する。

ＣＳＭＡ／ＣＡ方式は、キャリアセンシングのために、物理的キャリアセンシングと仮想キャリアセンシング方法とを同時に使用する。

物理的キャリアセンシングは、ＰＨＹ（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ）で特定値以上の受信電力が感知されたか否かを把握して、ＭＡＣに媒体が“Ｂｕｓｙ”であるか“Ｉｄｌｅ”であるかを知らせてキャリアをセンシングする技法である。

仮想キャリアセンシングは、受信されたＰＰＤＵ（ＰＨＹ Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）から正確にＭＰＤＵ（ＭＡＸ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）を抽出できる場合、このＭＰＤＵのヘッダーフィールドの一つである“Ｄｕｒａｔｉｏｎ／ＩＤ”フィールドを解釈して、媒体使用予定時間の間に仮想に媒体が“Ｂｕｓｙ”であると見なす技法である。これら２種のキャリアセンシング技法を利用して、媒体の“Ｂｕｓｙ”であるか否かを把握して、この期間に媒体にアクセスしない。このうち、仮想キャリアセンシングは、ＭＰＤＵ／ＰＳＤＵ（ＭＡＣ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ／ＰＨＹ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）がエラーなしに正常に解釈されてこそ、効果的なＣＳＭＡ／ＣＡ適用が可能である。すなわち、ＭＡＣヘッダー値を正常に読み込むことができてはじめて、仮想キャリアセンシングが可能となる。しかし、高速伝送データ率などを使用して伝送した場合、チャンネル状態が不安でエラーが発生するか、または受信側ステーションで該当データ速度を処理できない場合には、受信されたＭＰＤＵ／ＰＳＤＵを解釈できないので、仮想キャリアセンシングができなくて、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式が非効率的に動作する。

図１を参照して説明すれば、前記図１のＩＥＥＥ ８０２．１１ａを基盤にしたレガシー用のＰＰＤＵフレームフォーマットのうち、ＰｒｅａｍｂｌｅとＳＩＧＮＡＬ Ｆｉｅｌｄとが正常に受信されれば、ＳＩＧＮＡＬ ＦｉｅｌｄにあるＲＡＴＥとＬＥＮＧＴＨ情報を利用して、ＤＡＴＡ ＦｉｅｌｄのＤｕｒａｔｉｏｎ情報を予測できるので、ＣＣＡ（ｃｌｅａｒ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ）メカニズムに役立つ。受信中であるＰＰＤＵフレームのＰｒｅａｍｂｌｅとＳＩＧＮＡＬ Ｆｉｅｌｄとが解釈されたが、ＦＣＳエラーが生じた場合には、ＭＡＣでＤＩＦＳ（ＤＣＦ Ｉｎｔｅｒ Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ、ＩＥＥＥ ８０２．１１ａの場合３４ｕｓ）ではないＥＩＦＳ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｉｎｔｅｒ Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ、ＩＥＥＥ ８０２．１１ａの場合９４us）の時間ほどを休んでｂａｃｋｏｆｆする。

すなわち、無線ＬＡＮ内にデータ伝送能の異なるＨＴステーションとレガシーステーション（８０２．１１ａ／ｂ／ｇ）とが混在されている状況を仮定すれば、レガシーステーションは、ＨＴフレームを解釈できないので、ＭＡＣは、正確な仮想キャリアセンシングができず、物理的キャリアセンシングにのみ依存する。

もし、ＨＴ ＰＰＤＵフレームフォーマットが、レガシーステーションをしてＰｒｅａｍｂｌｅとＳＩＧＮＡＬ Ｆｉｅｌｄ形式とを理解できるように、レガシー互換として設計されている場合には、ＰｒｅａｍｂｌｅとＳＩＧＮＡＬ Ｆｉｅｌｄとが解釈されたとしても、データフィールド部分が正しく解釈されなくて、ＭＡＣではＦＣＳが発生し、結局、誤ったフレームとして見なしてＥＩＦＳ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｉｎｔｅｒ Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）を適用する。一方、該当データ速度を処理できるステーション（すなわち、ＨＴステーション）は、正確な仮想キャリアセンシングができるので、正常にＤＩＦＳ（ＤＣＦ Ｉｎｔｅｒ Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）を適用する。

ＥＩＦＳ＝ＳＩＦＳ（Ｓｈｏｒｔ ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ ｓｐａｃｅ）＋ＴＡＣＫ（ａｔ ｌｏｗｅｓｔ ｄａｔａ ｒａｔｅ）＋ＤＩＦＳであるので、結局、該当データ速度を処理できない、すなわち、伝送能の低いレガシーステーションは、他のＨＴステーションより媒体アクセスできる優先順位が低くなるという問題が発生して、ＤＣＦ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）で追求するあらゆるステーションの媒体アクセス公平性を確保できないという問題点が生じる。

このような問題点は、図２に示すように、無線ＬＡＮ上でデータ伝送に対するＡＣＫフレームとして、レガシー確認信号（ＡＣＫ）フレームを使用すれば、補完できる。

送信側ＨＴステーション（ＨＴ ＳＲＣ）は、ＨＴ用のＰＰＤＵフレームフォーマットを利用して、データを受信側ＨＴステーション（ＨＴ ＤＥＳＴ）に伝送する。その後、送信側ＨＴステーションと受信側ＨＴステーションとは、それぞれＳＩＦＳを適用する。ＳＩＦＳ適用後に、受信側ＨＴステーション（ＨＴ ＤＥＳＴ）は、データ受信に対する応答としてＡＣＫフレームをレガシーフォーマットに伝送する。

受信側ＨＴステーションが、ＡＣＫフレームをレガシーフォーマットに伝送すれば、送信側ＨＴステーションだけでなく、他のレガシーステーション（図２では、８０２．１１ａを基盤にしたステーション）も正常にデータフィールドを解釈して、あらゆるステーションがＤＩＦＳを適用する。その結果、あらゆるステーションが媒体をアクセスするとき、対等の条件下で競争できる。

一方、ＩＥＥＥ ８０２．１１標準で制御応答フレーム（ＡＣＫやＣＴＳ）の伝送速度は、送信側で使用したフレーム伝送速度を受信側が支援する場合には、制御応答フレームの伝送速度もそれと同一に決定され、もし支援しない場合には、無線ＬＡＮ上で支援する基本速度セットのうち最大速度と決定される。

したがって、伝送能の異なるＨＴステーションとレガシーステーションとが共存する無線ＬＡＮ上で、データ伝送に対するＡＣＫフレームとして、レガシーＡＣＫフレームを使用するので、従来とは異なる方式で伝送速度を決定する必要性が要求される。

本発明は、前記従来の問題点を克服するためのものであり、本発明の目的は、伝送能の異なるＨＴステーションとレガシーステーションとが共存する無線ＬＡＮ環境で、それぞれのステーションが正常に媒体をアクセスできるように、キャリアセンシング方法を補完し、データ受信に対する制御応答フレームの伝送速度を決定するための方法を提供することである。

前記本発明の目的を達成するための、本発明によるデータ伝送能の異なるＨＴステーションとレガシーステーションとが共存可能な無線ＬＡＮ上でデータ受信に対する制御応答フレームの伝送速度を決定する方法は、（ａ）送信側ステーションのデータ伝送フレームフォーマットから送信側の伝送パラメータを獲得する段階と、（ｂ）前記獲得した送信側の伝送パラメータに対応する受信側ステーションの伝送パラメータを検索する段階と、（ｃ）検索結果によって、前記制御応答フレームの伝送速度を決定する段階とを含む。

前記送信側ステーションの伝送パラメータに対応する受信側ステーションの伝送パラメータを検索すれば、前記制御応答フレームの伝送速度は、前記検索された受信側ステーションの伝送パラメータに基づいて決定され、もし検索されなければ、前記制御応答フレームの伝送速度は、基本速度セットに属する速度のうち最高値と決定される。

前記（ａ）段階で、前記送信側ステーションのデータ伝送フレームフォーマットが、ＨＴ用のＰＰＤＵフレームフォーマットである場合、前記送信側の伝送パラメータは、前記ＨＴ用のＰＰＤＵフレームフォーマットのシグナルフィールドからＭＣＳインデックスを参照して獲得することを特徴とし、前記（ａ）段階で、前記送信側ステーションのデータ伝送フレームフォーマットが、レガシー用のＰＰＤＵフレームフォーマットである場合、前記送信側の伝送パラメータは、前記レガシー用のＰＰＤＵフレームフォーマットのシグナルフィールドから速度フィールドを参照して獲得することを特徴とする。

前記（ｂ）段階は、前記獲得した送信側の伝送パラメータに対応する受信側ステーションの伝送パラメータのうち、レガシーフォーマットに相当する伝送パラメータのみを検索することを特徴とする。

前記（ｃ）段階は、（ｃ１）前記送信側ステーションの伝送パラメータに対応する受信側ステーションの伝送パラメータを検索した場合、前記検索された受信側ステーションの伝送パラメータに基づいて決定された前記制御応答フレームの伝送速度を、前記受信側ステーションで支援しているか否かを判断する段階と、（ｃ２）判断結果によって、前記制御応答フレームの伝送速度を決定する段階とをさらに含む。

前記（ｃ２）段階で、前記受信側ステーションが支援すれば、前記決定された制御応答フレームの伝送速度を維持し、もし支援しなければ、前記制御応答フレームの伝送速度は、基本速度セットに属する速度のうち最高値と決定される。

前記伝送パラメータは、空間ストリームの数、変調方式、及びコーディング速度を含む。

前記制御応答フレームは、レガシーフォーマットであることを特徴とする。

前記制御応答フレームは、ＣＴＳ（ｃｌｅａｒ Ｔｏ Ｓｅｎｄ）やＡＣＫフレームであることを特徴とする。

前記ＨＴステーションは、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）技術を使用したシステム、またはチャンネルボンディングを使用したシステムを含むことを特徴とする。

前記レガシーステーションは、８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格に対応するシステムを含むことを特徴とする。

また本発明は、のデータ伝送能の異なるＨＴステーションとレガシーステーションとが共存可能な無線ＬＡＮ上で、データ受信に対する制御応答フレームの伝送速度決定方法をコンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供する。

本発明の無線ＬＡＮ上でデータ受信に対する制御応答フレームの伝送速度決定方法によれば、伝送能の異なるＨＴステーションとレガシーステーションとが共存する無線ＬＡＮ環境でも、媒体アクセスにおける公正性を確保でき、データ受信に対する制御応答フレームの伝送速度が無線ＬＡＮ環境に好適に決定される。

一実施例による方法は、
データ伝送能力が異なる高スループットステーションとレガシーステーションとが共存可能な無線ＬＡＮ上において、データ受信に対する制御応答フレームの伝送速度を決定する方法であって、
送信側ステーションから受信したデータ伝送フレームから、ＭＣＳインデックスを獲得し、変調方式及びコーディング速度の組み合わせがどのＭＣＳインデックスに対応するかを示すテーブルを参照することで、獲得したＭＣＳインデックスに対応する変調方式及びコーディング速度を含む送信側の伝送パラメータを獲得する段階と、
前記テーブルにおいてレガシーフォーマットに関するもののみを参照することで、前記獲得したＭＣＳインデックスに対応する変調方式及びコーディング速度の組み合わせを検索する段階と、
前記検索結果に基づいて、前記制御応答フレームの伝送速度を決定する段階と
を有する方法である。
以下、本発明の実施形態を添付した図面を参照して説明する。ところが、本発明はここで説明する実施形態により限定されるものではなく、他の形態で具体化できる。本発明の実施形態は、本発明の技術的思想が徹底して完全に開示できるように、また当業者に本発明の思想を十分に伝えるために例示的に提供されるものである。

図４は、本発明の一実施形態によるデータ伝送能の異なるＨＴステーションとレガシーステーションとが共存可能な無線ＬＡＮ上で、データ受信に対する制御応答フレームの伝送速度を決定する方法示すフローチャートである。図４を参照するに、データ受信に対する制御応答フレームの伝送速度を決定するために、まず受信側ステーションは、送信側ステーションの伝送フレームフォーマットから送信側の伝送パラメータを獲得する過程を行う（Ｓ１００）。

前記送信側ステーションのデータ伝送フレームフォーマットが、ＨＴ用のＰＰＤＵフレームフォーマットであれば、前記送信側の伝送パラメータは、前記ＨＴ用のＰＰＤＵフレームフォーマットのシグナルフィールドからＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）インデックスを参照して獲得する。一方、送信側ステーションのデータ伝送フレームフォーマットが、レガシー用のＰＰＤＵフレームフォーマットの場合には、前記レガシー用のＰＰＤＵフレームフォーマットのシグナルフィールドから速度フィールドを参照して、送信側の伝送パラメータを獲得する。

本実施形態で使用した伝送パラメータは、空間ストリームの数、変調方式、及びコーディング速度である。このような伝送パラメータは、他の実施形態では変化できる。

その後、受信側ステーションは、前記獲得した送信側の伝送パラメータに対応する受信側ステーションの伝送パラメータを検索する過程を行う（Ｓ２００）。

前記Ｓ２００過程で、獲得した送信側の伝送パラメータに対応する受信側ステーションの伝送パラメータのうち、レガシーフォーマットに相当する伝送パラメータのみを検索する。すなわち、以下の図５Ａ及び図５Ｂを参照するに、伝送パラメータのうち空間ストリームの数が１に相当する条件（すなわち、ＭＣＳインデックスが０〜７である場合）で、他の伝送パラメータを満足するかを検索する。

送信側の伝送パラメータに対応する受信側ステーションの伝送パラメータが存在しているか否かを判断する（Ｓ３００）。

判断結果、存在する場合には、検索された伝送パラメータに基づいて制御応答フレームの伝送速度を決定する過程を行う（Ｓ４００）。もし、送信側の伝送パラメータに対応する受信側ステーションの伝送パラメータが存在しなければ、以下のＳ７００段階に移動して、制御応答フレームの伝送速度は無線ＬＡＮ環境で支援する基本速度セットに属する速度のうち最高速度と決定される。

その後、前記Ｓ４００過程で決定された制御応答フレームの伝送速度を、受信側ステーションが支援しているか否かを判断する過程を行う（Ｓ５００）。

判断結果、受信側ステーションが、決定された制御応答フレームの伝送速度を支援すれば、決定された伝送速度を維持して、制御応答フレームを決定された伝送速度で伝送する（Ｓ６００）。

もし、受信側ステーションが、決定された制御応答フレームの伝送速度を支援しなければ、制御応答フレームの伝送速度は、無線ＬＡＮ環境で支援する基本速度セットに属する速度のうち最高速度と決定される（Ｓ７００）。

本実施形態で制御応答フレームは、ＣＴＳやＡＣＫフレームでありうる。

図５Ａ及び図５Ｂは、ＨＴ用のＰＰＤＵフレームフォーマットのうち、変調方式とコーディング方式とを定義しているＭＣＳフィールドを示すテーブルである。前記図５Ａ及び図５Ｂに示すＭＣＳフィールドは、ＭＣＳインデックス、空間ストリームの数、変調方式、コーディング速度、及び伝送速度を示す６ｂｉｔで構成されている。本実施形態では、図５Ａ及び図５Ｂに示すＭＣＳテーブルを使用し、このようなＭＣＳテーブルをは、新たに定義されうる。

前記図４で説明したデータ受信に対する制御応答フレームの伝送速度決定方法を、図５Ａ及び図５ＢのＭＣＳテーブルを参照して、例を挙げて説明すれば、次の通りである。

まず、送信側ステーションでＭＣＳインデックスの‘１４'に相当する伝送速度でデータを伝送したと仮定する。

受信側ステーションは、送信側ステーションから受信したＨＴ用のＰＰＤＵフレームフォーマットのシグナルフィールドからＭＣＳインデックス‘１４'を参照して、送信側空間ストリームの数が２、変調方式は６４−ＱＡＭ、コーディング速度は３／４であり、伝送速度は１０８であることを獲得する。

その後、受信側ステーションは、空間ストリームの数は１であり、変調方式は６４−ＱＡＭ、コーディング速度は３／４を満足する伝送速度があるか否かを検索して、このような条件を満足する伝送速度は、５４であることを決定する。もしこれを満足する伝送速度がなければ、制御応答フレームの伝送速度は、無線ＬＡＮ環境で支援する基本速度セットに属する速度のうち最高速度と決定される。

このように検索された伝送速度（‘５４'）を受信側ステーションで支援しているか否かを判断し、判断結果、支援する場合には、決定された制御応答フレームの伝送速度をそのまま維持し、支援しなければ、制御応答フレームの伝送速度は、無線ＬＡＮ環境で支援する基本速度セットに属する速度のうち最高速度と決定される。

以上、本発明の望ましい実施形態を参照して説明したが、当業者は、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多様に修正及び変更可能であるということを理解できるであろう。

従来のＩＥＥＥ ８０２．１１ａを基盤にしたレガシー用のＰＰＤＵフレームフォーマットの構成図である。 データ伝送能の異なるＨＴステーションとレガシーステーションとが共存する無線ＬＡＮ上でデータ伝送及びレガシーＡＣＫフレーム伝送を示す図である。 ＨＴ用のＰＰＤＵフレームフォーマットの構成図である。 本発明の一実施形態によるデータ伝送能の異なるＨＴステーションとレガシーステーションとが共存可能な無線ＬＡＮ上で、データ受信に対する制御応答フレームの伝送速度決定方法のフローチャートである。 ＨＴ用のＰＰＤＵフレームフォーマットのうち、変調方式とコーディング方式を定義しているＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）フィールドを示すテーブルである。 ＨＴ用のＰＰＤＵフレームフォーマットのうち、変調方式とコーディング方式を定義しているＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）フィールドを示すテーブルである。

Claims (9)

1. データ伝送能力が異なる高スループットステーションとレガシーステーションとが共存可能な無線ＬＡＮ上において、データ受信に対する制御応答フレームの伝送速度を決定する方法であって、
   送信側ステーションから受信したデータ伝送フレームから、ＭＣＳインデックスを獲得し、変調方式及びコーディング速度の組み合わせがどのＭＣＳインデックスに対応するかを示すテーブルを参照することで、獲得したＭＣＳインデックスに対応する変調方式及びコーディング速度を含む送信側の伝送パラメータを獲得する段階と、
   前記テーブルにおいてレガシーフォーマットに関するもののみを参照することで、前記獲得したＭＣＳインデックスに対応する変調方式及びコーディング速度の組み合わせを検索する段階と、
   前記検索結果に基づいて、前記制御応答フレームの伝送速度を決定する段階と
   を有する方法。
2. 前記送信側の伝送パラメータを獲得する前記段階において、前記高スループットステーション用のＰＰＤＵフレームフォーマットのシグナルフィールドから、前記ＭＣＳインデックスを参照することで、前記送信側の伝送パラメータを獲得する、請求項１記載の方法。
3. 前記伝送パラメータは、空間ストリームの数、変調方式及びコーディング速度を示す、請求項１に記載の方法。
4. 前記制御応答フレームは、レガシーフォーマットにより送信される、請求項１に記載の方法。
5. 前記制御応答フレームは、ＣＴＳ（Ｃｌｅａｒ Ｔｏ Ｓｅｎｄ）又はＡＣＫフレームである、請求項４に記載の方法。
6. 前記高スループットステーションは、ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）技術を使用したシステムを含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記高スループットステーションは、チャンネルボンディングを使用したシステムを含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記レガシーステーションは、ＩＥＥＥ ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ規格に対応するシステムを含む、請求項１に記載の方法。
9. データ伝送能力が異なる高スループットステーションとレガシーステーションとが共存可能な無線ＬＡＮ上において、データ受信に対する制御応答フレームの伝送速度を決定する方法を、受信側ステーションに実行させるプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体であって、前記方法は、
   送信側ステーションから受信したデータ伝送フレームから、ＭＣＳインデックスを獲得し、変調方式及びコーディング速度の組み合わせがどのＭＣＳインデックスに対応するかを示すテーブルを参照することで、獲得したＭＣＳインデックスに対応する変調方式及びコーディング速度を含む送信側の伝送パラメータを獲得する段階と、
   前記テーブルにおいてレガシーフォーマットに関するもののみを参照することで、前記獲得したＭＣＳインデックスに対応する変調方式及びコーディング速度の組み合わせを検索する段階と、
   前記検索結果に基づいて、前記制御応答フレームの伝送速度を決定する段階と
   を有する、コンピュータで読み取り可能な記録媒体。

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