JP5182965B2 - コンテンション型ネットワークにおける媒体アクセスのための方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、コンテンション型ネットワーク（ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ−ｂａｓｅｄ ｎｅｔｗｏｒｋ）における媒体アクセスに関し、より具体的には、コンテンション型ネットワークにおけるコンテンションの減少および除去により、コンテンション型ネットワークにおける通信媒体に対するアクセスを取得することに関する。

媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層の主たる機能は、共有される通信媒体のアクセス制御に公平なメカニズムを提供することにある。しかしながら、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮなどの無線通信媒体においては、フレームを送信する前に、ＭＡＣ層がネットワークに対するアクセスを取得する必要があり、これは、２つの異なるアクセス・メカニズムを通じて行われる。これらは、自律分散機能（ＤＣＦ： ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）と呼ばれるコンテンション型メカニズムと、集中制御機能（ＰＣＦ： ｐｏｉｎｔ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）と呼ばれる中央制御アクセス・メカニズムである。

ＰＣＦモードは、ＱｏＳ（品質制御）メカニズムの実施を可能にするが、これは、オプションとして実施されるものであり、モバイル端末とアクセス・ポイント（ＡＰ）との間でのＱｏＳのネゴシエーションを行うために余分なインタラクションを必要とする。デフォルト・モードとみなされるＤＣＦモードは、ＱｏＳメカニズムを提供しない。結果として無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）における基地局（ＡＰ）を含む全ての局は、同じ確率で媒体に対するアクセスを得て、この媒体を介してデータを送信する。このタイプのサービスは、「ベスト・エフォート」と呼ばれる。

３つのフレーム間隔（ＩＦＳ：ｉｎｔｅｒ−ｆｒａｍｅ ｓｐａｃｅ）は、媒体に対するＩＥＥＥ８０２．１１局のアクセスを遅らせ、様々な優先度を提供する。各間隔は、前のフレームの最後のシンボルの終わりから次のフレームの最初のシンボルまでのデュレーションを定義する。短フレーム間隔（ＳＩＦＳ： Ｓｈｏｒｔ Ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）は、ＡＣＫフレーム、ＣＴＳ（Ｃｌｅａｒ−ｔｏ−Ｓｅｎｄ）フレーム、または、前のデータ・フレームのフラグメントなど、幾つかのフレームで、媒体アクセスを他のフレームよりも先にすることにより、最高の優先度を提供する。

幾つかの無線局からの同時送信の試行は、１つの期間に１つのトランスポート・ストリームのみが送信可能であるため、ダウンリンク通信媒体およびアップリンク通信媒体の双方において、衝突につながるものである。この問題は、高トラフィック負荷の期間で特に深刻となり、プロトコルが不安定になる場合がある。ＩＥＥＥ８０２．１１ＭＡＣ層は、データを同時に送受信するために、衝突検出よりも、衝突回避を使用する。衝突を解決するために、以降の送信試行は、二進指数バックオフ（ｂｉｎａｒｙ ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ ｂａｃｋｏｆｆ）を使用して、通常、時間的にランダムにずらされる。ＤＣＦは、アクティビティのためにチャンネルの検出後のアクセス試行を可能にする二進指数バックオフを用いた物理的かつ仮想的なキャリア検出メカニズム（搬送波感知多重アクセス/衝突回避方式（ＣＳＭＡ／ＣＡ： ｃａｒｒｉｅｒ ｓｅｎｓｅ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ａｖｏｉｄａｎｃｅ））を使用する。

ＩＥＥＥ８０２．１１規格系列のためのバックオフ処理は、まず、衝突回避のための基本的な解決法としてＤＣＦモードに導入され、さらに、各ＥＤＣＡＦ（ｅｎｈａｎｃｅｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ ａｃｃｅｓｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）間の内部衝突の問題を解決するために、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅにより使用されている。新たなＩＥＥＥ８０２．１１ｎ規格においては、各モバイル局間での分散アクセスをサポートするための基本的なアプローチとして依然としてバックオフ処理が使用されている。現在、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズのほとんど全ての市販無線製品は、媒体アクセスの解決法として、ＤＣＦ／ＥＤＣＡＦを使用しており、衝突を回避するためのバックオフ・メカニズムに大きく依存している。本明細書において使用されている「／（スラッシュ）」は、同一または類似のコンポーネントまたは構造の代替的な名称を示している。即ち、「／」は、本明細書において、「または」と同じ意味で使用される。

二進ランダム・バックオフ処理の原理および動作（各処理）は、双方の規格において同様である。本発明の背景について説明するために、ＩＥＥＥ８０２．１１に規定されているバックオフ処理を記載する。各フレームを送信する前に、（アクセス・ポイント（ＡＰ）を含む）モバイル局は、無線媒体の状態を、物理的または仮想的な搬送波感知によって判定し、無線媒体の状態がビジーである場合には、局は、バックオフのためのスロット・カウントの初期値として、零（０）とコンテンション・ウインドウ（ＣＷ： ｃｏｎｔｅｎｓｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ）との間に一様に分布する整数の乱数を選択する。ＤＣＦフレーム間隔（ＤＩＦＳ）に乱数のスロット・カウントを加えた時間が経過した後、アイドルであると判定されると、モバイル局は、スロット時間毎に、スロット・カウントを１減らし、モバイル局が送信可能となる。この処理は、媒体がバックオフの間にビジーであると判定される場合にはいつでも、サスペンドされる。コンテンション・ウインドウ（ＣＷ）は、送信の試行が失敗する度に、指数関数的に増加する。これは、最小値ＣＷｍｉｎで開始し、最大値ＣＷｍａｘまで増加する。スロット時間、ＤＩＦＳ、ＣＷｍｉｎおよびＣＷｍａｘを含み、バックオフ処理に関する全てのパラメータは、物理層について規定されている。

図１は、上述したランダム・バックオフ処理を例示的に表している。このシナリオでは、１つのアクセス・ポイントと３つの関連付けられたモバイル局を有する無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）について考える。本明細書において、アクセス・ポイントは、ブリッジ、ルータ、ブルータ、さらに、ネットワークにアクセスするために局によって使用されるその他の機器を含む。また、ＡＰは、無線（ｒａｄｉｏ、ｗｉｒｅｌｅｓｓ）ネットワークと有線ローカルエリア・ネットワーク（ＬＡＮ）との間の相互接続ポイントとして動作する。図１において、媒体コンテンションの２つのラウンドが示されている。始めに、アクセス・ポイント（ＡＰ）は、フレームを送信する。送信が終了すると、媒体は、アイドルになる。ＤＩＦＳに対応する期間、中断なしにアイドルであると判定された後、ＡＰを含む全ての局は、媒体のコンテンションを行うために指数ランダム・バックオフ処理を開始する。このとき、各局は、バックオフのためのスロット・カウントを保持する。コンテンションの前のラウンドにおいて権利を得たＡＰに対し、スロット・カウントがコンテンション・ウインドウ［０，ＣＷ］からランダムに選択され、他の局は、前のラウンドのスロット・カウントを維持する。スロット・カウントは、どれだけ局が待機しなければならないかを求めて送信前に媒体がビジーであるかどうかを判定するために使用される。図１に示すように、コンテンションの第１のラウンドの間、ＡＰのスロット・カウントとして使用される乱数は７である。局１のスロット・カウントは、８である。局２のスロット・カウントは５であり、局３のスロット・カウントは３である。スロットが経過し、媒体がアイドルの状態にある度に、全ての局のスロット・カウントが１減じられる。局３が最小のスロット・カウント（３）を有するため、局３は、３つのタイム・スロットの期間アイドルとなった後、コンテンションにおける権利を得て、４番目のタイム・スロットで新たなフレームの送信を開始する。なお、局３が送信を行う時点で、他の局は、それぞれスロット・カウントを３減じている。局３が送信を終了すると、コンテンションの第２のラウンドが開始し、スロット・カウントとして、コンテンション・ウインドウ［０，ＣＷ］から８をランダムに選択する。最初のラウンドの場合と同様に、他の局は、バックオフのための残りのスロット・カウントを使用する。ここで、ＡＰは、スロット・カウント４を有する。局１は、スロット・カウント５を有する。局２は、スロット・カウント２を有し、局３は、スロット・カウント８を有する。コンテンションのこのラウンドでは、局２が、最も短いスロット・カウントを有し、ＤＩＦＳ期間に２つのスロット時間を加えた時間の経過後、コンテンションにおける権利を得て、送信を行う。この処理は、ネットワークが稼動している期間に亘って繰り返される。

ランダム・バックオフ処理の大きな欠点は、スロット・ランダムに選択されたスロット・カウントの値が媒体の実用性を低下させ、搬送波感知多重アクセス（ＣＳＭＡ）技術のパフォーマンスを低下させる可能性があるという点である。この実用性の低下は、２つの要因によってもたらされる場合がある。まず、規格において特定されているように、最小のバックオフ時間（スロット・カウント）を有する局がメディアに対するアクセス権を得る勝者となる。従って、媒体がアイドルである期間が次の送信の前に存在する。連続したフレームのトランザクションの間の空白の存在は、バックオフ処理の効率に悪影響を与える。第２の要因は、複数の局の間における衝突の可能性である。この可能性は、バックオフ・スロットを選択する際にランダム化を採用することによって大幅に低減されるものの、ネットワークのパフォーマンスにおける悪影響は、特に、コンテンションを行う局の数が多いときでも、依然として考慮されない。

ランダムなバックオフ処理の別の欠点は、各局の間で公平性が欠けることである。送信が失敗する際にコンテンション・ウインドウを倍増させる方法は、スロット・カウントが他よりも大きくなりやすい次のコンテンション間隔／期間に、局に対して不利益を与えることがある。このような二進指数関数的に倍増したバックオフ処理は、深刻に媒体に対するアクセスを遅らせ、さらに、帯域幅の枯渇に至る場合もある。経験的には、同一のネットワーク内での各局のスループットの差が平均で３０％にも達する場合がある。

これらの問題を解決するために多くのバックオフ・スキームが提案されている。従来技術に係る１つのバックオフ・スキームにおいては、ＭＩＬＤ（ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｖｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ａｎｄ ｌｉｎｅａｒ ｄｅｃｒｅａｓｅ）アルゴリズムが導入されて、適度にバックオフのコンテンション・ウインドウを変更し、公平性を向上させている。別の従来技術に係るスキームにおいては、各局の間での公平性を向上させるために、各局に推定される公平なシェアを割り当てるようにコンテンション・ウインドウが動的に変更される。さらに別の従来技術に係るスキームにおいては、所与の公平性のモデルを対応するコンテンション解決スキームに変換するための、一般的なメカニズムが提供されている。比例する公平性を達成するバックオフ・アルゴリズムは、コンテンション解決スキームを使用して得られる。さらに、別の従来技術に係るスキームにおいては、スロット選択の確率分布が考慮され、指数ランダム・ウォーキング・バックオフ・アルゴリズム（ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ ｒａｎｄｏｍ ｗａｌｋｉｎｇ ｂａｃｋｏｆｆ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）が提案される。このアルゴリズムでは、所定の確率でバックオフのスロット・カウントが減じられる。さらに別の媒体アクセス・スキームにおいては、タイム・スロットが各局に割り当てられ、タイム・スロットの数が少なくともネットワークにおける局の数と同じ数存在する。このスキームは、本質的に、ＣＳＭＡなどのコンテンション型の周波数分割スキームを、タイム・スロットが各局に割り当てられる時分割多元接続（ＴＤＭＡ： ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）スキームによって置き換えるものである。バックオフ・アルゴリズムの領域においては多数の研究が行われているが、サービスの公平性および品質の問題は、概して未解決のままである。

従って、ＩＥＥＥ８０２．１１規格によって規定されるランダム・バックオフ処理のサービスの公平性および品質の問題に対する解決法を得ることができると有益である。

本願明細書、特許請求の範囲、および図面において、旧来のランダム・バックオフ処理のパフォーマンスを向上することを追及した新たなバックオフ方法を開示する。本発明の方法は、外部的な衝突を解決するために異なるアプローチを採用する。バックオフのスロット・カウントのためにデターミニスティックな（ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃ）値が選択される。従って、分配されたスロット・カウントの中で重複するものはなく、各局は、他の局と衝突することなく、排他的に媒体にアクセスすることができる。本発明の方法は、スロット・カウントを固定間隔［０，Ｎ］（ここで、Ｎはネットワークにおける局の数）で循環させることによって、各局の中でラウンドロビン式のサービスを提供する。従って、本発明の方法は、ネットワークのための公平性を保証し、さらには、分析によれば、この方法は、重いトラフィック負荷を低減する高いネットワーク効率を有する。Ｎ個の局を循環するラウンドロビン式のサービスは、各局に公平な時間が割り当てられるスケジューリングを達成する。本発明の各局は、モバイル（移動式）のものでも固定式のものでもよく、ネットワークは、有線のものでも無線のものでもよい。本発明は、局が物理的、または、仮想的な搬送波感知メカニズムを使用してネットワークがビジーかどうかを判定するコンテンション型のネットワークに関する。このようなネットワークには、ケーブル・ネットワークなど、ＣＳＭＡ上にＭＡＣ層プロトコルが構築されたどのようなネットワークも含まれる。しかしながら、この場合の局もまた、固定式のものでもよく、どのようなコンテンション型のネットワークであってもよい。

本発明の方法の主要な特徴事項は、トラフィックが飽和しているシナリオにおいて、２個の別個の局によって開始される連続するフレーム交換シーケンスの間の時間間隔／期間は、ＤＩＦＳに１スロット時間を加えたものだけであるという点にある。このようなインタースペース（ｉｎｔｅｒ−ｓｐａｃｅ）時間間隔／期間は、ＤＣＦ／ＥＤＣＡ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｃｃｅｓｓ）によって使用される従来のランダム・バックオフ方法のものよりも短いが、ＰＣＦ（Ｐｏｉｎｔ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）／ＨＣＣＡ（ＨＣＦ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｃｃｅｓｓ）メカニズムによって使用されるＰＣＦ時間間隔／期間よりも長い。さらに、本発明の方法は、各局の間でシーケンシャルなサービス順序で調整を行うが、従来のランダム・バックオフ方法は、このような特徴を持っていない。

ネットワーク衝突は、無線通信に基づくＣＳＭＡにとって悩ましい問題である。その理由は、衝突によって、ネットワーク・パフォーマンスが、特に、スループットおよびネットワーク効率の点で大幅に低下するからである。しかしながら、衝突は、本発明のデターミニスティックな（通信媒体アクセス）方法において取り除かれる（または、大幅に低減される）。各局は、自己のスロット・カウントが零に達した後、排他的に制御を得ることができる。その意味において、本発明のデターミニスティックなバックオフ方法は、旧来のランダム・バックオフ方法よりも優れたパフォーマンスを有する。

コンテンション型ネットワークにおける局の数に基づいてスロット・カウントを決定するステップと、スロット・カウントを調整するステップと、スロット・カウントが所定の値に達するときにフレーム送信を開始するステップと、を含み、前記局の数およびアドレス・キューは、優先度を反映するために調整される、コンテンション型ネットワークにおいて通信媒体に対するアクセスを取得する方法およびその装置について開示する。さらに、コンテンション型ネットワークにおいて局の数に基づいてスロット・カウントを受信するステップと、スロット・カウントを調整するステップと、スロット・カウントが所定の値に達するときにフレーム送信を開始するステップと、を含み、前記局の数およびアドレス・キューは、優先度を反映するために調整される、コンテンション型ネットワークにおいて通信媒体に対するアクセスを取得する方法およびその装置を開示する。さらに、コンテンション型ネットワークにおける局の数に基づいてスロット・カウントを決定するステップと、スロット・カウントを調整するステップと、スロット・カウントが所定の値に達するときにフレーム送信を開始するステップと、を含み、局の数およびアドレス・キューは、トラフィック・パターンを反映するために調整される、コンテンション型ネットワークにおいて通信媒体に対するアクセスを取得する方法およびその装置を開示する。

本発明は、添付図面とあわせて以下の詳細な説明を読むことによって、良好に理解できるであろう。図面は、以下に概略的に説明するような図を含む。各図面において、同様の参照符号は、同様の構成要素を表す。

ＤＣＦおよびＥＤＣＡＦによって使用される従来のランダム・バックオフ処理の適用結果を表す例示的な図である。 本発明のデターミニスティックなバックオフ・メカニズムの適用結果を表す例示的な図である。 本発明の原理に係る管理フレームのフォーマットの実施の形態を表す図である。 アクセス・ポイントから見た本発明のデターミニスティックなバックオフ方法の処理のフローチャートである。 局から見た本発明のデターミニスティックなバックオフ方法の処理のフローチャートである。 本発明の原理に係るコンテンション型のネットワークにおける通信媒体に対するアクセスを取得する際のＡＰの動作を示す模式図／ブロック図である。 本発明の原理に係るコンテンション型のネットワークにおけるコンテンション型のネットワークにおける通信媒体にアクセスを取得する際の局の動作を示す模式図／ブロック図である。

従来技術に係るランダム・バックオフ・メカニズムは、その変形例も含め、コンテンションの各ラウンドの間、初期バックオフ・スロット・カウント（以下、初期カウントと略す）を選択する際のランダム性に依存する。各局は、独立して初期カウントを選択するので、２つ以上の局が同一のスロット・カウントを同時に有する確率は低い。実際の値は、コンテンションを行う局の数、使用されるコンテンション・ウインドウ（ＣＷ）、さらに、初期カウントの分布関数に依存する。大抵の場合、ＣＷは、コンテンションを行う局の数よりも大幅に大きい。従って、送信の試行毎に潜在的な衝突が発生する確率は低いことが予想される。ランダム・バックオフ・メカニズムは、この低い衝突確率に基づいている。

本発明は、完全に異なる方法を使用してネットワーク衝突の問題を解決する。衝突の主要な要因が複数の局によって使用される重複したスロット・カウントであることを考慮し、本発明の方法は、より予測的、または、デターミニスティックな方法で初期カウントを選択する。本発明の方法は、各局に対して一意的な情報を使用して初期カウントを導出し、この方法は、どのスロット時間でも、各局がネットワークに対して一意的なスロット・カウントを保持することを保証する。従って、各試行に際し、排他的な媒体アクセスが得られる。本発明の方法は、デターミニスティックに初期カウントを選択するので、本明細書では、デターミニスティックなバックオフと呼ぶ。

本発明のデターミニスティックなバックオフ方法においては、各局は、媒体がＤＩＦＳ時間アイドルとなっていると感知される度にスロット・カウントを減じる。スロット・カウントが零（０）に達すると、局は、例えば、電波で無線ネットワークにおける送信を開始する。これらの処理は、従来のランダム・バックオフ・メカニズムのものと類似している。フレーム交換の終了、または、送信の失敗により、モバイル局にバックオフのための初期カウントを選択する必要が生じる際に、不一致が現れる。本発明のデターミニスティックなバックオフ方法では、ネットワークのグローバルで一意的な情報、局の数に基づいて、他の局のスロット・カウントと重複することを回避するために、初期カウントが選択される。衝突または失敗の際にコンテンション・ウインドウのサイズを倍増させる従来のランダム・バックオフによって使用される方法は、本発明のラウンドロビン・サービスに置き換えられる。本発明のラウンドロビン・サービスは、スロット・カウントが固定間隔［０，Ｎ］で循環し、Ｎは、（ＡＰを含む）ネットワークにおける局の数に相当する整数である。本発明のラウンドロビン・サービスは、サービス期間全体に渡って動作する。スロット・カウントが零に達すると、局は、フレーム交換シーケンスを開始する機会を得る。その後、スロット・カウントがＮの値で再開する。スロット・カウントが零に達すると、局は、フレーム交換シーケンスを開始する機会を得る。その後、スロット・カウントがＮの値で再開する。スロット・カウントは、媒体にアクセスしようとする局の最初の試行の間、初期値に設定され、ネットワークが更新される際、アダプティブに調整されるべきである。さらに、複数の局の間でのスロット時間の一時的な非同期化の発生や、空きチャンネル評価（ＣＣＡ： ｃｌｅａｒ ｃｈａｎｎｅｌ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ）エラーの可能性を考慮して、本発明において、スロット・カウント較正処理が採用される。

図２は、本発明のデターミニスティックなバックオフ・メカニズムを例示する図である。この例においては、１つのＡＰおよび３つのモバイル局を有する無線ＬＡＮについて説明する。図２に示すように、各局は、０〜４を循環するスロット・カウントを保持する。スロット・カウントが零（０）に達する度に、フレーム送信が開始し、その後、スロット・カウントが４に再設定される。バックオフのラウンド毎に、ＤＩＦＳ期間および１スロット時間の経過後、常に１つの局に対してサービスが提供される。従って、トークン・リング・ネットワークのように、無線媒体の制御を得る機会は、所定のシーケンスで各局間を循環する。図２の例では、無線媒体の制御を得る順番は、ＡＰ→局１→局２→局３→ＡＰであり、連続的に与えられる機会の間の中間時間間隔は、ＤＩＦＳの期間に１スロット時間を加えたものであり、従来のランダム・バックオフ方法と比べて大幅に短い。

さらに図２を参照すると、ＡＰがフレームを送信した後、ＡＰは、自己のスロット・カウントを、この場合の局（Ｎ）の最大の数である４に再設定する。コンテンションの次のラウンドが開始すると、ＡＰを含む全ての局が、ＤＩＦＳの期間、媒体がアイドルであると検知された後、自己のスロット・カウントを１減じる。局１は、最小のスロット・カウント（１）を有するため、コンテンションにおいて通信権利を獲得し、スロット時間が経過し、スロット・カウントが零に到達した後、フレームを送信する。他の局は、局１による送信の間、サスペンドされ、自己のスロット・カウントを減じる。局１は、送信を終了すると、スロット・カウントを４に再設定し、バックオフの新たなラウンドが開始する。この処理は、ネットワークが稼動している限りこの方法で続けられ、各局の送信が順番に巡ってくる。新たな局がネットワークに関連付けられることを希望しているような場合には、ＡＰによってスロット・カウントが１増やされ、このスロット・カウントは、ＡＰによって、現在関連付けられている局、さらに、管理フレームのフィールドにおける新たな局に分配されるか、または、ピギーバック方式で関連付け応答に乗せられる。なお、他の局が自己のスロット・カウントを２つの処理の間に減じるのを阻止するために、関連付け処理が終了した後、ＳＩＦＳ期間において、スロット・カウント分配処理が直ちに行われるようにするとよい。

個々の局では、デターミニスティックなバックオフの全体の処理は、２つのパラメータを用いて説明することができる。これらは、Ｃ_０によって示される、局がネットワークの新たなメンバーとして最初にネットワークにアクセスするための初期スロット・カウントと、Ｃ_１によって示される、局がバックオフの新たなラウンドを開始するためのスロット・カウントである。関連付け処理の後、直ちにスロット・カウントがＣ_０に設定され、局が媒体にアクセスするための開始点として機能する。この後は、局はＣ_０を使用しない。Ｃ_０の値は、局間のスロット・カウントの重複を回避するために、慎重に選定されるとよい。パラメータＣ_１は、ネットワークにおいて局が稼働している間中に渡ったラウンドロビン・サービスのためにスロット・カウントを再設定するために使用される。同一のネットワークの全ての局がＣ_１の同一の値を共有する。新たな局の関連付け処理の間にＣ_０とＣ_１の双方を決定するとよく、Ｃ_１をネットワークの更新に合わせて調整するとよい。

本発明のデターミニスティックなバックオフ処理においてＡＰおよび各局は、異なる役割を果たす。ＡＰは、Ｃ_０とＣ_１の適切な値を選択し、ネットワークに対して選択肢を分配する責任を負う。一方、各局は、ＡＰによって選択されたパラメータ設定を使用して本発明のデターミニスティックなバックオフ処理を実行するエグゼキュータである。従って、ＡＰは、本発明のデターミニスティックなバックオフ処理の間スケジューラ、さらに、コーディネータとして動作し、さらに、全ての局は、ディスパッチャとして動作する。さらに、各局とのネゴシエーションを行って各々のスロット・カウントを調整することによってネットワークの衝突を解決できるようにするとよい。

本発明の方法においては、Ｃ_１の値は、新たに関連付けられた局およびＡＰを含む、ネットワークに存在する局（Ｎ）の数に設定される。
Ｃ_１＝Ｎ （１）

Ｃ_０の値は、ネットワークにおいてどの局にも現在使用さていない値に設定される。本発明の方法は、ネットワークにおいて使用されている全てのスロット・カウントを集めたものが、確実に、１から各局の合計までをカウントした要素の集合となるようにする。この場合、（成功のステータスを有する関連付け応答、または、図３に示すような管理フレームなどの）関連付けが成功したことを通知するメッセージがアナウンスされる前には、全ての他の局は、依然として局の数を（Ｎ−１）として保持し、そのスロット・カウントは、１と（Ｎ―１）との間の整数であるとよい。従って、新たに参加した局の初期スロット・カウントＣ_０の合理的な選択肢は、更新された局の数Ｎを使用することであり、これは、現在使用されているスロットとの重複を回避し、依然として、割り当てられたスロット・カウントの連続性を維持するものである。即ち、
Ｃ_０＝Ｎ （２）
ここで、Ｎは、ネットワークに新たに関連付けられたクライアントを含む全ての局（ＡＰおよび各クライアント）の数である。等式（１）および（２）は、ネットワークに新たに参加する局の初期カウントを設定することを目的としている。双方のパラメータ（Ｃ_０とＣ_１）が１つの値、即ち、ネットワークにおける局の数のみを配ることによって設定できることは明らかである。局の数を含むメッセージは、ピギーバック方式で、関連付け応答に乗せられて送信されるか、または、図３に示される管理フレーム内のフィールドとして搬送される。

等式（１）において、Ｃ_１の値がネットワークにおける局の数に設定されるものの、依然として、Ｃ_１の値をネットワークにおける局の数よりも大きな別の値に設定することができ、これにより、管理の負荷が軽減される。この場合、Ｃ_１と概ね直線的な（比例した）関係で平均のバックオフ時間が増加する。しかしながら、本発明の別の実施の形態においては、これを用いて各局の間で優先度が与えられたサービスを提供することができる。例えば、高い優先度を有する局がＮよりも大きなアドレス・キューに複数回挿入されるような、単純な優先度スキームを実施することができる。例えば、或る局が優先度レベル３を有していれば、それは、局アドレスが３回アドレス・キューに挿入されることを意味する。従って、その局は、バックオフ期間のどのラウンドの間にも、３回の送信の機会を有することになるであろう。別の局が優先度レベル２を有していれば、それは、局アドレスが２回アドレス・キューに挿入されることを意味する。従って、その局は、バックオフ期間のどのラウンドの間にも、２回の送信の機会を有することになるであろう。本実施の形態は、幾分全体としての公平性を低下させるものではあるが、トラフィック／データのタイプ、または、送信されるトラフィック／データの重要度に依存して、必要、または有益な場合がある。

ネットワークにおける局の数が大きいがこのうちの少数のみが送信すべきデータを有しているような状況では、Ｃ_０とＣ_１の値を等式（１）と（２）のように局の数と等しい値に設定することが効率的なアプローチではない場合がある。例として、１つのＡＰと３０もの数の関連付けられたモバイル局を有する無線ＬＡＮを考える。大部分の時間は、ＡＰのみがネットワークにおける送信者となりやすい。この場合、毎回、ＡＰがチャンネルにアクセスする前に３０個の連続した時間スロット分の期間は、待機しなくてはならないため、従来の指数ランダム・バックオフ方法と比較して、ＡＰおよびネットワークのパフォーマンスが低下する。従って、別の実施の形態では、Ｃ_０とＣ_１の値をネットワークにおける局の数よりも小さい数に調整してもよい。このことは、ほとんどアップリンクのトラフィックがない１つ以上の局を同じスロット・カウントにシェアさせることによって達成することができる。送信の機会が来る度に（即ち、スロット・カウントが零に達する度に）これらの局の各々が以下のルールのいずれかに従ったアクションを行う。

１）局は、そのフレームを所定の衝突確率ｐで送信することができる。
２）局は、この機会に送信するかどうかを決定するために、従来の指数ランダム・バックオフ方法に類似したメカニズムを採用することができる。即ち、局は、カウンタを開始し、送信機会がその局に与えられる度にカウンタの値を減じる。カウンタの値が零に達すると、局は、送信を決定し、そうでない場合には、局は、送信機会を見送る。
３）スロットを共有する各局に対し、デターミニスティックに、フレーム送信を１／Ｎ_ｓｓスロット毎に開始する機会が与えられる。ここで、Ｎ_ｓｓは、所与のスロットを共有する局の数である。これは、理論的には、衝突が生じないが、スロットを共有する局の送信機会が遅延する。

上述したルール１およびルール２を有する本実施の形態においては、同一のスロット・カウントを共有する局の間で衝突が発生する可能性がある。しかしながら、この別の実施の形態は、適切に使用されれば、チャンネルの実用性を向上させることができるという利点がある。なお、この別の実施の形態は、アドレス・キューにおける変更を必要とする。さらに、ＡＰは、スロット・カウントを他の局と共有する各局に対し、管理フレームをこれらの局に送信すること、または、情報をデータまたは制御フレームにピギーバック方式で乗せることによって、明示的な通知を行うとよい。

本発明のデターミニスティックなバックオフ方法においては、局は、デターミニスティックなバックオフ処理を開始する前に、自己をＡＰに登録し、Ｃ_０とＣ_１の値を取得しなければならない。換言すれば、局は、関連付けが成功する前には、媒体にアクセスするために本発明のデターミニスティックなバックオフ方法を使用することができない。実際、従来のランダム・バックオフなど、媒体にアクセスするために関連付けされていないモバイル局によって不適切な方法が使用されると、意図しないで選択されたスロット・カウントが他のものと重複し、結果として衝突が生ずることがある。

この問題は、参加処理の間に媒体にアクセスするために、関連付けられていない局に静的な遅延時間ＤＩＦＳを選択させることによって克服することができる。なお、等式（２）は、関連付けられた局が媒体に対する制御を得る前に、少なくともＤＩＦＳに１つのスロット時間を加えた期間／間隔待機しなくてはならないことを保証する。従って、これらの関連付けされた局によって使用されるものよりも短いＤＩＦＳ時間の遅延を設定することにより、関連付けされていないモバイル局による送信により進行中のバックオフ処理内で衝突が生じないことを確実にする。

しかしながら、複数の関連付けされていない局が媒体に同時にアクセスすると、これらの局の間で衝突が起こるという新たな問題が生じる。この問題を解決するために、各参加リクエストの送信の試行毎に、各々の局は、間隔［０，ＪｏｉｎＴｉｍｅＯｕｔ］からのランダムな値をバックオフのための時間として選択することができる。このような時間が経過すると、局は、媒体がＤＩＦＳ時間の間アイドルとなった後、媒体に対するアクセスを試行することができる。実際のプラクティスでは、２つ以上の局が同時にネットワークに参加する可能性はかなり低い。大抵の局は、最初の試行で媒体へのアクセスに成功することができる。

なお、ＰＩＦＳ（ｐｏｉｎｔ ｉｎｔｅｒ−ｆｒａｍｅ ｓｐａｃｅ）インタフェースは、集中制御機能（ＰＣＦ）／ハイブリッド調整機能（ＨＣＦ：ｈｙｂｒｉｄ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）制御アクセス（ＨＣＣＡ： ＨＣＦ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ ａｃｃｅｓｓ）の処理を実行するＡＰのため、または、他の緊急な場合のために確保されているため、ここでは使用されない。

スロット・カウントを調整する際の問題は、無線ネットワークのダイナミクスに関連して生ずる。無線ネットワークが稼動している間、幾つかのモバイル局があるときにネットワークに参加し、幾つかが別のときにネットワークを離れる場合がある。このような状況においては、関連付けられたモバイル局の数は、時間とともに変化する。本発明の原理に従って、バックオフ・スロット・カウンタの設定（再設定）により、ネットワークのグローバル情報、局の数が蓄積されるため、ネットワークのダイナミクスに従ってアダプティブに設定を調整することが必要である。

各局は、無線ネットワークの動的更新の間にスロット・カウントを調整するのに必要な情報を保持するとよい。まず、各局における変数（Ｎ_ｉ）は、ネットワークにおける局の数を表す数字を保持する。この値は、等式（１）および（２）を用いてＣ_０／Ｃ_１の値を導出するために使用される。局がネットワークに参加したり、ネットワークから離れたりするとき、各局は、関連付け／関連付け解除のメッセージを探ることによって、または、図３に示されるフォーマットを有するＡＰによってブロードキャストされる管理フレームを受信することによって、この変数の値を更新する。変数の値が更新されたときに、全ての局が同じ値Ｎ_ｉを保持するとよい。第２に、局は、ラウンドロビン・サービスの順番の記録するアドレス・シーケンスを保持するとよい。各アドレスは、１つの局に対応する。さらに、シーケンスにおけるアドレスの相対位置は、各局にサービスを提供する順番を示している。シーケンスにおいて隣接するアドレスを有する局に対し、１つのＤＩＦＳおよび１つのスロット時間を加えた間隔／期間で、連続的にサービスが提供される。このシーケンスのサービス・メカニズムは、各スロット・カウントをアドレス・シーケンスに従って設定することによって達成される。単純な優先度スキームを有する上述した別の実施の形態においては、Ｎ_ｉは、局の数よりも大きく、（高優先度を有する）幾つかの局は、一回よりも多くアドレス・キュー内に現れるであろう。優先度スキームにおいて、各局に優先度が割り当てられる（局優先度スキーム）こともあれば、局が送信を必要とする、または、望んでいるデータ／トラフィックの優先度に基づいて優先度を割り当て、局の優先度が動的に時間と共に変更されるようにする（トラフィック優先度スキーム）ことも考えられる。トラフィック優先度スキームにおいては、トラフィックの優先度が変更されるたびにアドレス・キューが変更される。

ＡＰを含む各局は、ネットワークの稼動期間に渡って、これらの２つの情報（局の数および局のアドレス・シーケンス）を共有する。この目的を達成するために、多くのアプローチを使用することができる。例えば、これらは、無線媒体および他のモバイル局のネットワーク活動を常時監視することによって収集することができる。このような受動的な傍受技術は簡単であり、単純であるが、信頼性に欠ける。本発明の原理に従って、ＡＰは、管理フレームにこれらの情報をブロードキャストすることによって、これらの情報を直接ネットワークに提供する。モバイル局のネットワークへの参加や離脱などのイベント毎に、ＡＰは、必要な情報を含む追加フレームを、関連付け（関連付け解除）交換（（ｄｉｓ）ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｅｘｃｈａｎｇｅ）の後、短フレーム間隔（ＳＩＦＳ： Ｓｈｏｒｔ ｉｎｔｅｒ−ｆｒａｍｅ ｓｐａｃｅ）時間の期間／間隔に送信する。即ち、この新たなフレームは、関連付け（関連付け解除）交換シーケンス内の最後のフレームとみなすことができる。

このような例示的な管理フレームを図３に示す。図３において、フレーム・ボディは、局の数およびアドレス・シーケンスを含む。単純な優先度シーケンスを有する別の実施の形態では、実際の局の数よりも多い数の局（Ｎ_ｉ）を有し、アドレス・シーケンスは、同じ局を複数回含むことに留意されたい。

よって、関連付け（関連付け解除）処理は、以下のように説明することができる。ＡＰは、関連付け（関連付け解除）リクエスト・フレームを受信する度に、まず、関連付け（関連付け解除）フレームで応答する。次に、ＡＣＫを受信後のＳＩＦＳ期間／間隔において、ＡＰは、ネットワークに対して、１）ネットワークにおける局の数、さらに、２）アドレス・シーケンス、の情報を搬送する新たな管理フレームをブロードキャストする。このフレームを受信するモバイル局は、各々に格納された情報を更新するとよい。

このアナウンスメント・メッセージは、幾つかの局によって正しく受信されない可能性があり、これにより、局間で保持される情報の不一致が発生することが考えられる。このような場合、ＡＰは、１）信頼性のあるユニキャスト・セッションを開始することによって、明示的に各局に情報を知らせることができる、または、２）ビーコン・メッセージにおける情報を定期的にアナウンスすることができる。情報の信頼性のある配信を行う他のアプローチも適用することができる。

アドレス・シーケンスは、モバイル局が電波でフレームをキャプチャすることができるのであれば、モバイル局がスロット・カウントを較正するための基礎とすることができる。例えば、局ｊが送信を終了し、このトランザクションにおける少なくとも１つのフレームが局ｉによってキャプチャされている場合には、局ｉは、アドレス・シーケンスを使用し、以下の等式を用いて自己のスロット・カウントであるｓｌｏｔ（ｉ）を再計算することができる。

ｓｌｏｔ（ｉ）＝（ｓｅｑ（ｉ）−ｓｅｑ（ｊ））ｍｏｄ（Ｃ_１） （３）

ここで、ｓｅｑ（ｉ）およびｓｅｑ（ｊ）は、アドレス・シーケンスにおける局（ｉ）および（ｊ）の相対位置（名前が付けられたシーケンス番号）をそれぞれ表す。ＡＰは、ネットワークに常に存在しているため、そのアドレスは、最初であり、アドレス・シーケンス番号１を取得する。

等式（３）を使用して、局は、フレーム交換の終了の度に自己のスロット・カウントを較正する。電波におけるフレームは、媒体を共有する全てのインタフェースにより感知することができるので、共有される無線媒体の固有の特性により、較正処理が容易になる。さらに、ＣＣＡ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ ａｃｃｅｓｓ）エラーまたは、陳腐化したＮＡＶ（ｎｅｔｗｏｒｋ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ）の更新によって生ずる衝突を解決するために較正処理を使用することができる。例えば、２つのモバイル局のデータ・フレームが或るスロット時間に衝突すると、これらの局のためのサービスの次のラウンドの前に、双方の局が自己のスロット・カウントを較正処理を使用して再計算し、さらなる較正を回避することができる。

各局は、データを送信しようとしていない場合であっても、媒体が感知され、ＤＩＦＳ期間／間隔の間アイドルであると判定された後、スロット・カウントを減じる。スロット・カウント時間は、局が稼動している期間に渡って、絶え間なくＣ_１〜０を循環する。スロット・カウントが零（０）に達する毎に、局は、新たなフレーム交換シーケンスを開始するか、何もしない。いずれの場合もその後、スロット・カウンティングの新たなラウンドとなる。このメカニズムの導入により、ネットワークの動作処理内でこれらの分配されたスロット・カウントの間の相互関係が維持される。

図４ａおよび図４ｂは、本発明のデターミニスティックなバックオフ方法の処理を示している。本発明のデターミニスティックなバックオフ処理を示すフローチャートである。関連付けられていない局は、まず、関連付け処理を実行し、確保されたＤＩＦＳ期間を使用してネットワークに参加する。ＡＰは、新たな局に対し、デターミニスティックなバックオフ方法を使用すること、さらに、この交換の間の初期スロット・カウントを知らせる。この時点で、局は、バックオフ方法を考慮して、ネットワークのメンバーになることを望むかどうかを決定する。局は、本発明のデターミニスティックなバックオフ方法をサポートすることが不可能な旧来の局である場合がある。局がネットワークのメンバーになる（ネットワークに参加するか、ネットワークに関連付けられる）と、局は、スロット・カウントをＮ〜０に循環させる。ここで、Ｎは、少なくとも、ネットワークにおける局の数である。通常、上述したように、Ｎは、ネットワークにおける局の数であるが、上述した別の実施の形態では、Ｎは、ネットワークにおける局の数よりも大きいとよい。スロット・カウントが零（０）に達する度に、局は、フレーム送信を開始する機会を得る。さらに、局は、所定期間待機した後、さらに、ネットワークにおける局の稼動期間に渡った各局間でサービスの提供される順番に関する情報に基づいて、自己のスロット・カウントを調整する。

図４ａは、アクセス・ポイントの側から見た本発明のデターミニスティックなバックオフ方法の処理のフローチャートである。ステップ４０５において、ＡＰは、ネットワークのメンバーになる（ネットワークに参加するか、ネットワークに関連付けられる）ことを求める局からのリクエストを受信する。ＡＰは、ステップ４１０において、局が既にネットワークに関連付けられているか（ネットワークのメンバーであるか）どうかを判定する。参加しようとする局がまだネットワークのメンバーとなっていない場合には、ステップ４２０において、ＡＰは、参加しようとする局に初期スロット・カウント、ネットワークによって使用される通信媒体アクセス方法、ネットワークにおける局の数、さらに、アドレス・キューを送信する。そこで、ＡＰは、参加する局からの受信確認または、局からの関連付け解除のメッセージ、のいずれかを受信するために待機する。関連付け解除のメッセージは、例えば、参加しようとする局が本発明の通信媒体アクセス方法をサポートしないような旧来の局である場合に送信される。参加しようとする局が既にネットワークに関連付けられている場合には、ＡＰは、ステップ４５０において所定期間待機する。スロット・カウントは、ステップ４２５において調整される。例示的な実施の形態においては、スロット・カウントは１減じられる。スロット・カウントを増やす調整を行うこともできる。スロット・カウントは、ステップ４３０で所定の値と比較される。図４ａの例示的な実施の形態は、調整された（減じられた）スロット・カウントを零（０）と比較する。スロット・カウントが所定の値に達していれば、ステップ４３５で、ＡＰは、このＡＰが送信するデータ・フレームを有するかどうかを判定する。ＡＰが送信するデータ・フレームを有する場合には、ステップ４４０において、データ・フレーム送信が開始される。ＡＰが送信するデータ・フレームを有さない場合には、ＡＰは、順番をスキップし、ステップ４４５において、新たなスロット・カウントを選択する。データ・フレーム送信が開始されると、ＡＰは、ステップ４４５において、新たなスロット・カウントを選択する。ステップ４３０においてスロット・カウントが所定の値に達していない場合には、ＡＰは、ステップ４５０で所定の期間待機する。勿論、ＡＰがネットワークに参加することを求める新たなリクエストを受信していなければ、ステップ４０５、４１０、４１５、４２０、４５０はスキップされる／実行されない。

図４ｂは、局の側からみた本発明のデターミニスティックなバックオフ方法の処理を示すフローチャートである。ステップ４６０において、参加しようとする局は、ネットワークに参加することを求めるリクエストをＡＰに送信する。次に、参加しようとする局は、ＡＰから通信媒体アクセス（デターミニスティックなバックオフ）方法、スロット・カウント、ネットワークにおける局の数、さらに、アドレス・キューをステップ４６５において受信するまで待機する。ステップ４７０において、参加しようとする局は、ネットワークによって使用される通信媒体アクセス（デターミニスティックなバックオフ）方法が自己によりサポートされているどうかを判定する。参加しようとしている局が、通信媒体アクセス方法が自己によりサポートされていると判定すると、ステップ４８０において、この局は、スロット・カウント、アドレス・キュー、さらに、ネットワークにおける局の数を保存する。局は、上述したように処理を進め、本発明の原理に従って通信媒体に対するアクセスを取得する。参加しようとする局が本発明の通信媒体アクセス方法をサポートしていないことを判定すると、ステップ４７５において、この参加しようとする局は、ＡＰに対して、関連付け解除メッセージを送信する。勿論、参加しようとする局が既にネットワークのメンバーである（ネットワークに関連付けられている）場合には、ステップ４６０、４６５、４７０、４７５、４８０はスキップされる／実行されない。

図５ａは、本発明の原理に従ったコンテンション型のネットワークにおける通信媒体に対するアクセスを取得する際のＡＰの処理を示す模式ブロック図である。関連付けモジュール５０５は、局からの参加リクエスト、さらに、受信確認または関連付け解除メッセージを受信する。関連付けモジュールは、ネットワークに参加しようとする（ネットワークのメンバーになる）局に関する各処理を実行し、送信モジュール５１０を介してネットワークに参加しようとする局に関するメッセージを送出する。送信モジュール５１０は、ネットワークに参加しようとする局に関連付けられたメッセージ、さらに、ＡＰが通信媒体に対するアクセスを得た際にＡＰが送信しなければならないデータの送信を取り扱う。さらに、送信モジュールは、符号化、暗号化、および変調を取り扱う。データ・モジュール５１５は、送信モジュールを介してＡＰが送信を望む／必要とするデータの作成を取り扱う。上記説明は、例示的な実施の形態のものであり、モジュールは、実際、単一のモジュールに組み合わされるか、または、符号化器、暗号化器、変調器などの追加的なモジュールにさらに再分割される。

図５ｂは、本発明の原理に従ったコンテンション型のネットワークにおける通信媒体に対するアクセスを取得する際の局の処理を示す模式ブロック図である。関連付けモジュール５２０は、ネットワークに参加することを求めるリクエストを送信し、通信媒体アクセス方法を示したもの、スロット・カウント、ネットワークにおける局の数、さらに、アドレス・キューをＡＰから受信する。関連付けモジュールは、さらに、参加しようとする局が通信アクセス方法をサポートしているかどうかを判定し、ＡＰに対して受信確認メッセージを送信する。参加しようとする局が通信アクセス方法をサポートしていない場合には、ネットワークからの関連付け解除のために、ＡＰに関連付け解除メッセージを送信する。即ち、関連付けモジュールは、ネットワークに参加しようとする（ネットワークのメンバーになろうとする）局に関する各処理を実行し、送信モジュール５２５を介してネットワークに参加しようとする局に関するメッセージを送出する。送信モジュール５２５は、ネットワークに参加しようとする局に関連付けられたメッセージ、さらに、局が通信媒体に対するアクセスを得た際に局が送信しなければならないデータの送信を取り扱う。また、送信モジュールは、符号化、暗号化、および変調を取り扱う。データ・モジュール５１５は、送信モジュールを介してＡＰが送信を望む／必要とするデータの作成を取り扱う。上記説明は、例示的な実施の形態のものであり、モジュールは、実際、単一のモジュールに組み合わされるか、または、符号化器、暗号化器、変調器などの追加的なモジュールにさらに再分割される。

なお、データの受信は、本発明の方法による影響を受けるものではないため、図示も説明もしていない。データは、勿論、ネットワークのメンバーであるＡＰおよび各局によって受信、処理されるが、本発明は、フレーム送信を開始するためにコンテンション型のネットワークにおける通信媒体に対するアクセスを取得するための方法および装置に関する。

本発明のデターミニスティックなバックオフ方法は、従来のＣＳＭＡ／ＣＡアプローチとは全く異なる方法での媒体アクセスの問題を取り扱う。ＣＳＭＡ／ＣＡにおいては、衝突を回避するためにランダム・バックオフ方法が使用されるが、本発明の方法は、スロット・カウンタにデターミニスティックに値を割り当てることにより、衝突を低減、または除去するものである。この２つの解決法は、両立するものではない。ランダム・バックオフ方法を使用する局は、媒体アクセス方法としてデターミニスティックなバックオフを使用したネットワーク内では動作しない。

ＡＰは、潜在的に新たな参加者に対してどのアルゴリズムをネットワークが媒体アクセスのために使用するかを知らせる。ランダム・バックオフ方法をサポートするのみである旧来の局は、ネットワークがデターミニスティックなバックオフ方法で動作していることを判定すると、関連付けリクエストを撤回するとよい。この状況では、デターミニスティックなバックオフ方法をサポートする局からのリクエストのみがＡＰによって受け入れられるとよい。

２つのアルゴリズムの間の関係は、時分割多元接続（ＴＤＭＡ： ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）および搬送波感知多重アクセス（ＣＳＭＡ ｃａｒｒｉｅｒ ｓｅｎｓｅ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）と同様のものである。これらは排他的であり、ネットワーク内に一方しか存在することはできない。しかしながら、１）その処理は低レベル物理層によって提供される搬送波感知メカニズムに基づいており、２）ＡＰは、ＴＤＭＡにおける場合のように、時間スケジューリングを制御するものではないことから、依然として、本発明の方法は、ＣＳＭＡのカテゴリーに属するものである。実際、本発明の方法において時間スケジューリングはなく、むしろ、送信機会は、ラウンドロビン方式により各局によって得られる。

デターミニスティックなバックオフ方法によって提供されるラウンドロビン・サービスは、各局間の媒体アクセスのための公平性を保証する。各局は、各サービス・ラウンドにおいてフレームのトランザクションを完了する機会を有する。さらに、ＴｘｏｐＬｉｍｉｔで示されるようなタイムリミットが各送信機会の時間長に課せられるのであれば、サービス間隔は、（（ｍ−１）・（ＴｘｏｐＬｉｍｉｔ＋ＤＩＦＳ）＋ＤＩＦＳ）に制約される。ここで、ｍは、ネットワークにおける局の数である。従って、ＴｘｏｐＬｉｍｉｔを慎重に選定し、ネットワーク・サイズを適切に制御することによって、ネットワーク・アプリケーションのためのＱｏＳを保証することが可能となる。

既に上述した別の実施の形態においては、局の数を増加させ、より高い優先度のトラフィック／データを有する局をアドレス・キューに複数回挿入することによって、単純な優先度スキームが実施される。これは、勿論、本発明のデターミニスティックなバックオフ方法の総合的な公平性に影響を与えるが、有益な場合がある。

ネットワークの衝突は、特に、スループットおよびネットワーク効率においてネットワークのパフォーマンスを低下させるため、ＣＳＭＡに基づく無線通信にとって厄介な問題である。しかしながら、本発明のデターミニスティックなバックオフ方法においては、衝突は取り除かれる（または、大幅に低減される）。各局は、スロット・カウントが零に達した後、排他的に無線媒体の制御を得ることができる。この意味において、本発明のデターミニスティックなバックオフ方法は、旧来のランダム・バックオフ方法よりも優れたパフォーマンスを有する。

本発明のデターミニスティックなバックオフ方法の別の利点は、各局が、チャンネルの制御を得る際、送信するべき未処理のデータを有していると仮定すると、ネットワーク効率が極めて高い。この状況において、２つの連続した送信機会の間の時間間隔は、単に、１つのＤＩＦＳ時間期間／間隔に１スロット時間を加えたもの、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂでは７０μｓであり、ＩＥＥＥ８０２．１１ａおよびＩＥＥＥ８０２．１１ｂではさらに短い時間である。従って、アイドル期間のビジー期間に対する比は小さく、ネットワーク効率は高い。このような飽和なネットワークにおいては、ネットワークの挙動は、ＴＤＭＡネットワークのものと同様である。

例えば、サーバ、（無線アクセス・ポイントまたは無線ルータなどの）中間デバイス、または、モバイル・デバイスの内部で、様々なハードウエア（例えば、ＡＳＩＣチップ）、ソフトウエア、ファームウエア、特定目的プロセッサまたは、これらを組み合わせて本発明を実施することができることが理解できよう。好ましくは、本発明は、ハードウエアおよびソフトウエアを組み合わせて実施することができる。さらに、好ましくは、ソフトウエアは、プログラム・ストレージ・デバイス上でアプリケーション・プログラムとして具体的な形態で実施される。アプリケーション・プログラムは、適切なアーキテクチャからなるマシンにアップロードされ、このマシンによって実行されるようにしてもよい。好ましくは、このマシンは、１つ以上の中央処理装置（ＣＰＵ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェースを有するコンピュータ・プラットフォーム上で実施される。また、コンピュータ・プラットフォームは、オペレーティング・システムおよびマイクロインストラクション・コードを含むようにしてもよい。本明細書中で開示される様々な処理および機能は、マイクロインストラクション・コードの一部を構成するものでもよいし、オペレーティング・システムによって実行されるアプリケーション・プログラムの一部を構成するものであってもよいし、これらを組み合わせたものであってもよい。さらに、追加的なデータ・ストレージ・デバイスや印刷機等、コンピュータ・プラットフォームに様々な他の周辺機器を結合するようにしてもよい。

添付図面に示すシステムの構成要素および方法のステップの幾つかをソフトウエアの形態によって実施してもよいため、システムの構成要素（または処理ステップ）間の実際の結合は、本発明を実施するためのプログラムの方法によって異なる場合があることが理解できよう。本明細書の開示する内容に基づいて、関連する技術に関して通常の技術を有するものであれば、本明細書中に開示された実施の形態または構成を理解し、さらに、類似した実施の形態または構成を考えることができるであろう。

Claims (8)

1. 搬送波感知多重アクセス・コンテンション型ネットワークにおいて通信媒体に対するアクセスを得る方法であって、
   アクセス・ポイントにより、前記コンテンション型ネットワークのアドレス・キューにおける局の数に基づいてスロット・カウントを決定するステップと、
   前記アクセス・ポイントにより、前記スロット・カウントを調整するステップと、
   前記アクセス・ポイントにより、前記スロット・カウントが所定の値に達するときにフレーム送信を開始するステップと、を含み、
   前記アクセス・ポイントおよび前記アクセス・ポイントと関連する局の優先度に応じて、前記アクセス・ポイントおよび前記アクセス・ポイントと関連する前記局の局アドレスが前記アドレス・キューに複数回挿入され、前記局アドレスが前記アドレス・キューに複数回存在する前記アクセス・ポイントおよび前記アクセス・ポイントと関連する前記局は、増加した優先度を有する、前記方法。
2. 前記優先度が局優先度およびトラフィック優先度のうちの一方である、請求項１に記載の方法。
3. 搬送波感知多重アクセス・コンテンション型ネットワークにおいて通信媒体に対するアクセスを得る方法であって、
   局により、前記コンテンション型ネットワークのアドレス・キューにおける局の数に基づいてスロット・カウントを受信するステップと、
   前記局により、前記スロット・カウントを調整するステップと、
   前記局により、前記スロット・カウントが所定の値に達するときにフレーム送信を開始するステップと、を含み、
   前記アクセス・ポイントおよび前記アクセス・ポイントと関連する局の優先度に応じて、前記アクセス・ポイントおよび前記アクセス・ポイントと関連する前記局の局アドレスが前記アドレス・キューに複数回挿入され、前記局アドレスが前記アドレス・キューに複数回存在する前記アクセス・ポイントおよび前記アクセス・ポイントと関連する前記局は、増加した優先度を有する、前記方法。
4. 前記優先度が局優先度およびトラフィック優先度のうちの一方である、請求項３に記載の方法。
5. 搬送波感知多重アクセス・コンテンション型ネットワークにおいて通信媒体に対するアクセスを得る装置であって、
   前記装置により、前記コンテンション型ネットワークのアドレス・キューにおける局の数に基づいてスロット・カウントを決定する手段と、
   前記装置により、前記スロット・カウントを調整する手段と、
   前記装置により、前記スロット・カウントが所定の値に達するときにフレーム送信を開始する手段と、を含み、
   前記アクセス・ポイントおよび前記アクセス・ポイントと関連する局の優先度に応じて、前記アクセス・ポイントおよび前記アクセス・ポイントと関連する前記局の局アドレスが前記アドレス・キューに複数回挿入され、前記局アドレスが前記アドレス・キューに複数回存在する前記アクセス・ポイントおよび前記アクセス・ポイントと関連する前記局は、増加した優先度を有し、前記装置はアクセス・ポイントである、前記装置。
6. 前記優先度が局優先度およびトラフィック優先度のうちの一方である、請求項５に記載の装置。
7. 搬送波感知多重アクセス・コンテンション型ネットワークにおいて通信媒体に対するアクセスを得る装置であって、
   前記装置により、前記コンテンション型ネットワークのアドレス・キューにおける局の数に基づいてスロット・カウントを受信する手段と、
   前記装置により、前記スロット・カウントを調整する手段と、
   前記装置により、前記スロット・カウントが所定の値に達するときにフレーム送信を開始する手段と、を含み、
   前記アクセス・ポイントおよび前記アクセス・ポイントと関連する局の優先度に応じて、前記アクセス・ポイントおよび前記アクセス・ポイントと関連する前記局の局アドレスが前記アドレス・キューに複数回挿入され、前記局アドレスが前記アドレス・キューに複数回存在する前記アクセス・ポイントおよび前記アクセス・ポイントと関連する前記局は、増加した優先度を有し、前記装置は前記アクセス・ポイントと関連する局である、前記装置。
8. 前記優先度が局優先度およびトラフィック優先度のうちの一方である、請求項７に記載の装置。

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