JP5204225B2 - マルチユーザ無線チャネルを利用するネットワークのための経路指定プロトコル - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、参照によってその全体が本明細書に組み込まれている、２００７年７月６日出願した、「Ｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｃｏｄｉｎｇ ｆｏｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｍｅｓｈ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」という名称の米国特許仮出願第６０／９５８，６２２号による優先権を主張する。本出願の主題は、やはり参照によってその全体が本明細書に組み込まれている、本出願と同日に出願した、「Ｍｅｄｉａ−Ａｃｃｅｓｓ−Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｆｏｒ ａ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ Ｍｕｌｔｉ−Ｕｓｅｒ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｈａｎｎｅｌｓ」という名称の米国特許出願第１２／１２４，２５８号、参照整理番号Ｌｉ１０−３１−５２の主題と関連する。

本発明は、無線ネットワークに関し、より詳細には、単一送信機から複数受信機への、および／または複数送信機から単一受信機への時間重複独立ユニキャスト伝送のための通信プロトコルに関する。

このセクションでは、本発明をより理解しやすくするのを助け得る態様を紹介する。したがって、このセクションの記述は、この見方で読むべきであり、従来技術にあること、または従来技術にはないことについての是認と理解するべきではない。

従来の無線ネットワークは典型的には、ユニキャスト伝送、すなわち、通信パケットが単一送信機から単一指定受信機に送られる伝送のための二地点間リンクとして無線チャネルを取り扱う。この取り扱いは、マルチユーザ無線チャネルの利益を軽視し、または完全に見落としがちであるという点において、不利な場合がある。マルチユーザ無線チャネルは、単一送信機から複数受信機への、および／または複数送信機から単一受信機への時間重複ユニキャスト伝送を可能にする。マルチユーザ無線チャネルの使用により、有利には、ハードウェアのコストを大幅に増大することなく、ネットワークの伝送容量を増大することができる。ただし、マルチユーザ無線チャネルの利益を実現するのに使うことができる様々な通信プロトコルは、現時点では十分に開発されていない。

Ｄ． Ｔｓｅ、Ｐ． Ｖｉｓｗａｎａｔｈ、「Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ ｏｆ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ」Ｃｈａｐｔｅｒ ６、Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ、２００５年 Ｋ．−Ｙ． Ｄｏｏ、Ｊ． Ｙｏｕｎｇ Ｓｏｎｇ、Ｄ．−Ｈ． Ｃｈｏ、「Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｍｏｄｅ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ＩＥＥＥ ８０２．１１ａ ＷＬＡＮ Ｓｙｓｔｅｍ」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、Ｌｏｓ Ａｎｇｅｌｅｓ、２００４年９月、５０５９〜５０６２頁

従来技術における問題は、経路指定プロトコルによって対処され、その一実施形態によると、無線ネットワークの第１のステーションは、多層信号の出現について、および指定された最小伝送速度を達成する能力について、トラフィックフローに対応するその発信伝送を監視する。この監視に基づいて、第１のステーションは、監視トラフィックフローを、経路変更の候補として識別する発信要請メッセージを伝送することができる。要請メッセージを受信すると、無線ネットワークの第２のステーションは、第２のステーションを通るように監視トラフィックフローを経路変更することが、現時点で第２のステーションによって扱われている他のトラフィックフローに対するデータ処理量を減少せずに、そのトラフィックフローに対するデータ処理量を増大することが可能かどうか評価する。この評価に基づいて、第２のステーションは、監視トラフィックフローを経路変更するための提案を第１のステーションに伝送することができる。第１のステーションは、この提案を、たとえばそれによる利益を、第１のステーションが要請メッセージに応答して無線ネットワークの他のステーションから受信したかもしれない代替提案の利益と比較することによって評価する。後者の評価に基づいて、第１のステーションは、その提案が好ましいと思われるステーションを通るように、監視トラフィックフローを経路変更することができる。

一実施形態によると、無線ネットワークの第１のステーションの所で、通信方法は、（Ａ）第２のステーションによって経路変更の候補として扱われる第１のトラフィックフローを識別する着信要請メッセージを、無線ネットワークの第２のステーションから受信するステップと、（Ｂ）１つまたは複数の多層信号を用いて扱われる第１のトラフィックフローを、第１のステーションを通るように経路変更することが、現時点で第１のステーションによって扱われている他のそれぞれの１つまたは複数のトラフィックフローに対する１つまたは複数のデータ処理量を減少せずに、第１のトラフィックフローに対するデータ処理量を増大することが可能かどうか評価するステップとを含む。

別の実施形態によると、無線ネットワークの第２のステーションの所で、通信方法は、（Ａ）現時点で第２のステーションによって扱われている第１のトラフィックフローが、少なくとも１つの多層信号を用いて扱われているかどうか判定するステップと、（Ｂ）その判定に基づいて、第１のトラフィックフローを経路変更の候補として識別する要請メッセージを伝送するステップと、（Ｃ）第１のステーションを通るように第１のトラフィックフローを経路変更するための提案を、無線ネットワークの第１のステーションから受信するステップであって、この提案が、要請メッセージの受信に応答して生成されるステップとを含む。

さらに別の実施形態によると、無線ネットワークは、対応する１つまたは複数の無線リンクを介して結合された第１および第２のステーションを備える。第１のステーションは、（Ａ）第２のステーションによって経路変更の候補として扱われる第１のトラフィックフローを識別する要請メッセージを、無線ネットワークの第２のステーションから受信し、（Ｂ）１つまたは複数の多層信号を用いて扱われている第１のトラフィックフローを、第１のステーションを通るように経路変更することが、現時点で第１のステーションによって扱われている他のそれぞれの１つまたは複数のトラフィックフローに対する１つまたは複数のデータ処理量を減少せずに、第１のトラフィックフローに対するデータ処理量を増大することが可能であるかどうか評価し、（Ｃ）この評価に基づいて、第１のステーションを通るように第１のトラフィックフローを経路変更するための提案を第２のステーションに伝送するように適合される。第２のステーションは、（Ａ）第１のトラフィックフローが、少なくとも１つの多層信号を用いて扱われているかどうか判定し、（Ｂ）その判定に基づいて、要請メッセージを伝送し、（Ｃ）経路変更するための提案を第１のステーションから受信するように適合される。

本発明の他の態様、特徴、および利益が、以下の詳細な説明、添付の特許請求の範囲、および添付の図面からより完全に明らかになるであろう。

本発明の様々な実施形態を内部で実施することができる代表的な無線ネットワークを示す図である。 図２Ａ乃至図２Ｃは、本発明の一実施形態による、図１のネットワーク内で重ね合せ符号化（ＳＰＣ）を実装するのに使うことができる代表的な通信信号を示す図である。 本発明の一実施形態による、図１のネットワーク内で用いることができる物理レイヤ・フレームを示す図である。 図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の一実施形態による、図１のネットワークのＭＡＣ（媒体アクセス制御）レイヤ内で用いることができるＤＡＴＡ（データ）およびＡＣＫ（肯定応答）パケットの代表的な形式を示す図である。 図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の一実施形態による、図１のネットワークのＭＡＣレイヤ内で用いることができるＲＴＳ（送信要求）およびＣＴＳ（送信可）パケットの代表的な形式を示す図である。 本発明の一実施形態による、図１のネットワークのステーションで使うことができるＭＡＣスケジューラのフローチャートを示す図である。 本発明の別の実施形態による、図１のネットワークのステーションで使うことができるＭＡＣスケジューラのフローチャートを示す図である。 本発明の一実施形態に従って経路指定プロトコルを内部で実施することができる、図１のネットワークの断片を示す図である。 本発明の一実施形態による、図１のネットワークのステーションで使うことができる経路指定プロトコルのフローチャートを示す図である。

図１は、本発明の様々な実施形態を内部で実施することができる代表的な無線ネットワーク１００を示す。ネットワーク１００は、複数のメッシュ・ノード１１０を有するメッシュ・ネットワークである。各ノード１１０は、いくつかの機能を実施するように適合される。たとえば、ノードは、エリア内に存在する移動端末（ＭＴ）１２０_１〜１２０_３など、１つまたは複数のＭＴ用のアクセス・ポイント（ＡＰ）として機能し得る。各ＭＴ１２０は、ノード１１０の対応する（一般に、最も強い受信力を提供する）１つとの無線通信リンク１１５を確立することによって、ネットワーク１００にアクセスすることができる。ノードはさらに、ネットワーク１００が無線リンク１０５を介して、ノードからノードに通信信号を中継することを可能にする迂回中継ルータとして機能し得る。ノード１１０の一部、たとえば、ノード１１０_ｉおよびノード１１０_ｐはさらに、それぞれの有線または無線リンク１２５を介して、外部の有線ネットワーク１３０、たとえば、インターネットや私設有線ネットワークに、ネットワーク１００を接続するゲートウェイとして機能し得る。ネットワーク１００のメッシュ・トポロジにより、ノード１１０のほぼどの通信ペアに対しても伝播パスの多様性が与えられ、このことは、こうしたノードの間に少なくとも２通りの信号伝播経路が存在することを意味する。

本発明の実施形態に従って構成された場合、ネットワーク１００は、マルチユーザ無線チャネルをサポートすることが可能である。たとえば、一実施形態では、ネットワーク１００の物理（ＰＨＹ）レイヤは、重ね合せ符号化（ＳＰＣ）および逐次干渉除去（ＳＩＣ）によりマルチユーザ無線チャネルを使用可能にする。ネットワーク１００の媒体アクセス制御（ＭＡＣ）レイヤは、動的設定での適切な伝送機会を識別し、ネットワークの様々なステーション（たとえば、ノード１１０およびＭＴ１２０）向けの無線媒体へのアクセスを調停することによって、こうしたＰＨＹレイヤ性能を強化する。ネットワーク１００の経路指定レイヤは、マルチユーザ無線チャネルの使用により伝送機会の数を増加する（たとえば、最大にする）信号伝播経路を識別し、こうした経路を通してトラフィックフローを方向づけることによって、マルチユーザ無線チャネルの有用性を高める。ＰＨＹ、ＭＡＣ、および経路指定レイヤについてはそれぞれ、後でより詳しく説明する。

物理レイヤ
このサブセクションでは、特に、重ね合せ符号化（ＳＰＣ）および逐次干渉除去（ＳＩＣ）の概要を述べる。この概要は、後続サブセクションで記載されるＭＡＣおよび経路指定プロトコルのいくつかの特徴を理解するのを助けることを意図している。ＳＰＣ符号化およびＳＩＣ処理についてのそれ以上の詳細は、たとえば、参照によってその全体が本明細書に組み込まれている、Ｄ． Ｔｓｅ、Ｐ． Ｖｉｓｗａｎａｔｈ、「Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ ｏｆ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ」Ｃｈａｐｔｅｒ ６、Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ、２００５年に見ることができる。

ＳＰＣ符号化は、２つ以上の受信機への独立メッセージの同時伝送のために送信機によって用いることができる技法である。簡単にするために、ここでは、２台受信機のケースに限定する。送信機は、たとえば、ノード１１０ａでよく、２つの受信機は、たとえば、（ｉ）ＭＴ１２０_１および１２０_２または（ｉｉ）ノード１１０_ｂおよびＭＴ１２０_１または（ｉｉｉ）ノード１１０_ｂおよび１１０_ｃでよい。他の送信機／受信機の組合せも可能である。ＳＰＣ符号化では、２つの受信機に対応する、通信リンク内での一般に存在する信号減衰量の差を利用する。送信機電力は、低い方の減衰を受ける信号には、大きい方の減衰を受ける信号より少ない電力が割り当てられるように、２つそれぞれの信号の間で分割される。送信機は、信号それぞれに対して伝送速度を選択し、選択された速度でメッセージそれぞれを別々にエンコードし変調し、その結果生じたそれぞれの信号を、２つの受信機への伝送用に重畳する。

図２Ａ〜Ｃは、本発明の一実施形態による、ネットワーク１００内でＳＰＣを実装するのに使うことができる代表的な通信信号を図表により示す。より具体的には、図２Ａ〜Ｃは、それぞれ、第１の受信機に向けられた信号（第１層信号）、第２の受信機に向けられた信号（第２層信号）、および対応する重畳信号を図表によって示す。第１および第２層信号は両方とも、四位相偏移（ＱＰＳＫ）変調を用いて生成され、図２Ａ〜Ｂは、そうした信号をそれぞれの複素平面に示す。第２層信号のものと比較して、第１層信号のより大きい振幅は、図２Ａにおいて、ＱＰＳＫ配置点の間を、図２Ｂのものより離すことによって示される。２つの信号を重ね合わせると、１６個の配置点を有する新たな配置が生じる（図２Ｃを参照）。こうした１６個の配置点は、第２層信号の存在により４通りに分けられる、第１層信号の対応するＱＰＳＫ配置点を各々が有する４つのカルテットからなる。図２Ａ〜Ｃで示す技法は、３つ以上の信号層にさらに拡張できることが、当業者には理解されよう。

一構成では、２つの予定受信機は、異なる信号処理方式を用いて受信信号をデコードすることができる。より具体的には、第１層信号の予定受信機は、第１層信号をデコードし、重畳された第２層信号はノイズまたは干渉として取り扱う。第２層信号の予定受信機が、ＳＩＣ処理を用いて第２層信号をデコードするが、その間、受信機は最初に第１層信号をデコードし、再エンコードし、その結果生じた信号を元の重畳信号から抜き出し、次いで、残った信号をデコードする。たとえば、受信機トレーニングの間、第１層信号用の配置点からなる複素平面上の場所が、対応する各カルテットの点を１つにクラスタ化することによって判定される。次いで、スライス閾値が、判定された場所に基づいて設定される。通常動作中、スライス閾値は、スライス決定を行い、第１層信号によって搬送されるデータを復元するのに使われる。復元されたデータに基づいて、重畳信号への第１層信号の推定寄与分（ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）が算出される。推定寄与分は次いで、重畳信号から抜き出されて、推定第２層信号が得られる。最後に、第２層信号が従来のやり方で処理されて、エンコードされたデータが復元される。

第１層信号の予定受信機は通常、第２層信号をノイズまたは干渉として取り扱い、一部のケースでは、この受信機は、第２層メッセージの内容を事前に知ることができる場合がある。このような知識はこれ以降、「サイド情報」と呼ばれる。サイド情報を用いて、受信機は、デコード処理の前に第２層信号を抜き出すことができる。サイド情報の使用は、第１層信号に関する有効信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を改善するので有益であり、改善の結果、対応する送信機は、第１および第２層信号の間のより有利な異なる電力割当てならびに／または第１層信号向けのより高いデータ速度を用いることが可能になる。

代替構成では、受信機は、重畳信号（図２Ｃを参照）をデコードし、第１および／または第２タイヤ構成素信号（図２Ａ〜Ｂ）によって搬送されるデータを、これ以降では「ジョイント検出」と呼ばれる検出方法を用いて復元することができる。ジョイント検出は、重畳信号（図２Ｃ）を、１６値直交振幅変調（１６ＱＡＭ）を用いて生成されたものであるかのように検出する。各タイム・スロット中に、重畳信号は、それがどの１６ＱＡＭシンボルに対応するか判定するために、適切にスライスされる。第１および第２層の構成素信号によって搬送されるデータは次いで、その１６ＱＡＭシンボルから推論される。受信機は、所望されない構成素信号に対応するデータを破棄し、所望されるものに対応するデータを保持すればよい。

図３は、本発明の一実施形態による、ネットワーク１００内で用いることができるＰＨＹレイヤ・フレーム（パケット）３００を示す。フレーム３００の形式は概して、参照によってその全体が本明細書に組み込まれているＩＥＥＥ標準８０２．１１の相互運用可能なＰＬＣＰ（物理レイヤ収束プロトコル）プロトコル・データ単位（すなわちＰＰＤＵ）のものに類似している。ただし、フレーム３００のいくつかのフィールドは、ＰＰＤＵの対応するフィールドとは異なる。

フレーム３００は、ＰＬＣＰプリアンブル、ＰＬＣＰヘッダー、およびＰＬＣＰサービス・データ単位（ＰＳＤＵ）を含む。ＰＬＣＰプリアンブルは、同期（ＳＹＮＣ）およびフレーム開始部（ＳＦＤ）というフィールドを含む。ＰＬＣＰヘッダーは、シグナリング（ＳＩＧＮＡＬ）、サービス（ＳＥＲＶＩＣＥ）、長さ（ＬＥＮＧＴＨ）、および巡回冗長コード（ＣＲＣ）というフィールドを含む。こうしたフィールドはそれぞれ、ＩＥＥＥ標準８０２．１１ｂに詳しく記載されている。ＰＳＤＵの形式は、過去のＩＥＥＥ標準８０２．１１に記載されているものと同様である。

フレーム３００は、たとえば以下のようにＳＰＣ符号化およびＳＩＣ処理を有効にするのに使うことができる。ＳＦＤフィールドは、リンクにおけるＳＮＲおよび信号減衰の推定用のパイロット信号として使われる。このチャネル推定情報は、受信機の所で導出され、次いで、たとえばＭＡＣレイヤ・パケット（次のサブセクションを参照）を使って、送信機にフィードバックされる。チャネル推定情報は好ましくは、たとえば単一受信機から発生された伝送から導出される。というのは、複数送信機から発生する時間重複伝送にとって、合成ＳＮＲを、個々の通信リンクに対応する個々のＳＮＲ成分に分解することは、比較的計算集中的な場合があるからである。

フレーム３００のＳＩＧＮＡＬフィールドは、従来の８０２．１１ＰＬＣＰヘッダーのものとは、複数信号層向けの速度および電力などの追加パラメータを調節することができる可変長であるという点で異なる。たとえば、サブフィールドＣＮＴは、パケット中の層の数を示す（たとえば、２層信号の場合、ＣＮＴ＝２）。サブフィールドＳＧＮＬ１およびＳＧＮＬ２は、それぞれ、第１および第２層信号用の速度を示す。同様に、サブフィールドＰＷＲ１、ＰＷＲ２は、それぞれ、第１および第２層信号に割り当てられる電力を示す。ＳＩＧＮＡＬフィールドは、対応する第１層パケットを識別し、対応するサイド情報（利用可能な場合）を受信機が利用することを可能にする、任意選択のサブフィールドＰＫＴＩＤ１も有し得る。同様の任意選択サブフィールド（明示的には図示せず）を、第２層信号用に追加することもできる。サブフィールドＳＧＮＬ１、ＰＷＲ１、ＰＫＴＩＤ１に類似した追加サブフィールドを、それ以上のどの信号層用に追加することもできる。好ましい構成において、ＰＬＣＰプリアンブルおよびＰＬＣＰヘッダーは、ＳＰＣ符号化されず、ベース速度およびフル伝送電力を用いて伝送される。

一実施形態では、ＰＳＤＵは、エラー訂正コードを使って生成される。このコードは、伝送エラーがあるにも関わらず、受信機が第１層信号を正確に再現することを可能にし、そうすることによって、第１層信号の抜出しの後で第２層信号が再現される際の正確さも向上する。たとえば、リードソロモン・エンコードは、このようなエラー訂正機能性を提供することが可能である。ＩＥＥＥ標準８０２．１１ｂに記載されているパケット・スクランブル化の使用は、パケット・エラー・レート（ＰＥＲ）をさらに低下するために、任意選択で実装することができる。

ネットワーク１００のステーション（たとえば、ノード１１０やＭＴ１２０）は、そのリンクそれぞれに関する推定ＳＮＲをＳＮＲテーブルに格納するように構成される。各リンクごとに、ＳＮＲテーブルは好ましくは、（１）最も直近のＳＮＲおよび（２）平均化間隔が、たとえば数秒間である平均ＳＮＲを含む。ＳＮＲテーブルは、対応するエントリのタイムスタンプを用いて周期的にリフレッシュすることができる。たとえば、チャネル可干渉時間より古いエントリは、消去してよい。チャネル可干渉時間は、ネットワーク環境に依存し、大体数百ミリ秒から数秒でよい。ＳＮＲテーブル中の各エントリは、格納された値が、対応する送信機にフィードバック済みであるかどうかを示すフラグをもつ。ＳＮＲテーブルは、ＰＨＹ、ＭＡＣ、および経路指定レイヤによって維持され共有される。

ＳＮＲテーブル中に対応するエントリがないリンクを越える伝送のために、ネットワーク１００内の送信機（たとえば、ノード１１０やＭＴ１２０）は、従来の伝送モード、たとえば、ベース速度、フル伝送電力、およびＳＰＣ符号化なしに復帰するように構成される。ＳＮＲテーブル中に対応するエントリがあるリンクを越える伝送のために、送信機は、たとえば以下のように、ＳＰＣ符号化を用いるように構成される。送信機は、ＳＮＲテーブルから適切なエントリを取り出し、そのエントリを使って、各信号層に対する速度および電力割当てを判定する。送信機は次いで、それぞれの速度を用いて各層ごとにそれぞれの信号を生成し、判定された電力割当てに基づいて各信号をスケーリングする。このようにして生成された個々の信号が合計されて、対応する重畳ＰＳＤＵ（図３を参照）が生成される。送信機は次いで、対応するＰＬＣＰプリアンブルおよびＰＬＣＰヘッダーをＰＳＤＵの前に置いて、フレーム３００を生成する。最後に、フレーム３００は、予定受信機に伝送される。

予定受信機（たとえば、ノード１１０やＭＴ１２０）で、フレーム３００は、たとえば以下のように処理される。フレーム３００のＰＬＣＰヘッダーを処理し、そのＳＩＧＮＡＬフィールドを解析することによって、受信機はそのフレームを、ＳＰＣ符号化信号を含むものとして識別する。受信機は次いで、上述のＳＩＣ処理を適用して、ＰＳＤＵ中の異なる信号層を再帰的に復調しデコードする。受信機は、そのＳＩＣ処理においてサイド情報（利用可能な場合）を使うことができる。適切なサイド情報パケット（群）は、たとえば、ＳＩＧＮＡＬフィールドにある対応するパケットＩＤ（群）をキー（群）として使ってパケット・キャッシュから取り出すことができる。

ＳＩＣ処理は、受信機の所で時間重複伝送を生成するために、受信機によっていくつかの送信機がトリガされる状況で用いることもできる。送信機は、リンク非対称性（すなわち、それぞれのリンク中で適切に異なる信号減衰）により、受信機の所でデコード可能信号層を作成するジョブを行う、従来の（ＳＰＣ符号化ではない）伝送を実施する。受信機は最初に、受信した重畳信号をバッファに格納すればよい。受信機は次いで、格納された信号を処理して、ＳＰＣ符号化信号の第１層信号用に用いられるものと類似した処理を用いて、相対電力が最も高い構成素信号を抽出し、復調し、デコードする。複数送信機ケースでは、異なる信号層を完全に時間整合しなくてもよい場合があることに留意されたい。したがって、抜出し操作の前に、受信機は、再現された第１層信号を、バッファに格納された元のものと適切に整合した後でようやく、抜出しを実施する。抜出しの後で、受信機は、第２層信号のＰＬＣＰプリアンブルを見つけ、次いで、対応するＰＬＣＰヘッダーおよびＰＳＤＵを処理する。この手順は、全信号層が処理されるまで再帰的に繰り返される。

要するに、ＰＨＹレイヤは、多層通信信号の使用により、マルチユーザ無線チャネルを可能にする。多層信号は、その多層信号の層と呼ばれる、２つ以上の独立したデコード可能構成素信号の重ね合せを表す。多層信号は概して、Ｍ個の層をもつことができ、Ｍは１より大きい任意の整数である。層は一般に、信号強度の降順で番号を振られ、第１層信号が最高強度をもち、第２層信号が２番目に高い強度をもつ、などのようになる。多層信号は、少なくとも２通りのやり方で生成することができる。すなわち、（１）送信機がＳＰＣ符号化を用いながら発信信号を生成することによって、および（２）無線媒体でのリンク非対称によって、である。リンク非対称は、２つ以上のそれぞれの送信機によって生成される２つ以上の従来の単層信号を、（たとえば、ＳＩＣ処理で）デコード可能な信号層を作成するように受信機の所で重複させる。「単層信号」という用語は本明細書では、指定された二地点間ユニキャスト伝送に向けられた単一の構成素信号を有する従来の通信信号を指す。

媒体アクセス制御レイヤ
ネットワーク１００用のＭＡＣレイヤは、（１）チャネル推定情報、たとえば、ステーションのＳＮＲテーブルにあるＳＮＲ値を、それぞれの隣接ステーションにフィードバックすることを可能にし、（２）たとえば、複数送信機から単一受信機への時間重複独立伝送、および単一送信機から複数受信機へのＳＰＣ符号化伝送により多層信号の使用を可能にし、（３）ネットワーク内の他の競合ステーションに対する長期公平性を維持するように設計される。対応するＭＡＣプロトコルは概して、ＩＥＥＥ標準８０２．１１に明記されているＭＡＣプロトコルの拡張として取り扱うことができる。８０２．１１ＭＡＣプロトコルは、こうした設計目標を達成するために、後で説明するように修正される。

図４Ａ〜Ｂは、本発明の一実施形態による、ネットワーク１００のＭＡＣレイヤ内で用いることができるＤＡＴＡ（データ）およびＡＣＫ（肯定応答）パケットの代表的な形式を示す。ＤＡＴＡパケット（図４Ａ）は、フレーム制御、持続期間、アドレス１、アドレス２、アドレス３、シーケンス制御、アドレス４、ＣＨＡ（チャネル推定）、ＴＲＧ（トリガ）、フレーム本体、およびＦＣＳ（フレーム検査シーケンス）というフィールドを含む。ＡＣＫパケット（図４Ｂ）は、フレーム制御、持続期間、ＲＡ（受信機アドレス）ＣＨＡ、ＣＮＴ（保留パケット・カウント）、およびＦＣＳ（フレーム検査シーケンス）というフィールドを含む。ＣＨＡ、ＴＲＧ、およびＣＮＴフィールド以外の全フィールドは概して、ＩＥＥＥ標準８０２．１１に記載されている対応するフィールドに類似している。ＡＣＫまたはＤＡＴＡフレームのフレーム制御のタイプおよびサブタイプは、新しい形式、たとえばタイプ０１およびサブタイプ０１０１、または古い形式、たとえばタイプ０１およびサブタイプ１１０１のどちらが使われているかを示す場合がある。新しい形式のＣＨＡ、ＴＲＧ、およびＣＮＴフィールドについては、下でより詳しく説明する。

フィールドＣＨＡは、チャネル推定情報を含む。上述したように、チャネル推定情報は、ネットワーク１００のステーションによって受信されるＰＨＹレイヤ・パケットのＳＦＤを用いて、ＰＨＹレイヤ内で導出されるが、このパケットは、１つまたは複数のそれぞれの追加送信機からの１つまたは複数の追加パケットで時間重畳されない。受信ＰＨＹレイヤ・パケットは、ＭＡＣレイヤのＤＡＴＡまたはＡＣＫパケットに対応し得る。ステーションは、導出したチャネル推定情報を、受信パケットの発信元に向けられる次のＡＣＫまたはＤＡＴＡパケットのＣＨＡフィールドを用いて、その発信元にフィードバックすることができる。複数受信機に向けられたパケットは、複数それぞれのリンクに対応するチャネル推定情報を含み得る。

フィールドＣＨＡは、以下のサブフィールドをもつ。サブフィールド「リンク数」は、何個のリンクに関してチャネル推定情報がフィードバックされているかを示す。サブフィールド「リンク−１」は、第１のリンクのＩＤを与える。サブフィールド「ＥＳＴ−１」は、そのリンクの推定ＳＮＲを与える。サブフィールド「タイムスタンプ−１」は、チャネル推定がいつ取得されたかを示すタイムスタンプをもつ。フィールドＣＨＡは、任意の追加リンク（例示的には第ｋのリンク）向けの追加サブフィールドである「リンク−ｋ」、「ＥＳＴ−ｋ」、「タイムスタンプ−ｋ」を含む場合もある。

ＡＣＫパケットのフィールドＣＮＴは、ステーションが、そのＡＣＫパケットの予定受信機（ＲＡ）向けの何らかの保留パケットをもつかどうかを示すのに使われる。各ステーションは、保留パケット・カウント（すなわち、このステーションへの伝送用に、対応する隣接ステーションの所で保留されているパケットの数）をもつ保留トラフィック・テーブルを維持するように構成される。このような各エントリは、受信ＡＣＫパケットのそれぞれのフィールドに含まれる情報に基づいて時々リフレッシュされ、またはタイム・アウトによって（たとえば、エントリの期間が、指定された一定の期間を超えたとき）クリアされる。保留パケット・カウントは、各ＤＡＴＡパケットが対応する隣接ステーションから受信されると、１だけ減らされる。

フィールドＴＲＧは、複数それぞれの送信機から単一受信機への、パケットの時間重複伝送を可能にするのに使うことができる。フィールドＴＲＧは、以下のサブフィールドをもつ。サブフィールド「送信元数」は、トリガされるべき送信元の数を示す。サブフィールド「送信元−１」は、第１の送信元のＩＤを与える。サブフィールド「速度−１」は、第１の送信元向けの速度を示す。サブフィールド「電力−１」は、第１の送信元向けの電力を示す。フィールドＴＲＧは、任意の追加送信元（例示的にはｋ）向けの１つまたは複数の追加サブフィールドである「送信元−ｋ」、「速度−ｋ」、および「電力−ｋ」を含む場合がある。

一構成では、フィールドＴＲＧは、たとえば以下のように使うことができる。分かりやすく提示し、一般性を失わないために、２台送信機の例を挙げる。３つ以上の送信機から単一受信機への時間重複伝送も同様に実装できることが、当業者には理解されよう。２台送信機例の場合の３つのステーションは、ステーションＡ、Ｂ、Ｃと呼ばれ、ステーションＢ、Ｃは、それぞれ、対応する多層信号の第１および第２層信号に対応する。

ＤＡＴＡパケットを伝送用にスケジュールする前に、ステーションＡは、その保留トラフィックおよびＳＮＲテーブルを照会して、ステーションＡへの時間重複伝送による利益を受け得る隣接ステーションがあるかどうか判定する。このような状況を保留トラフィック・テーブルが示す場合、ステーションＡは、対応するトリガ・フィールドをそのＤＡＴＡパケットに挿入する。この例では、トリガ・フィールドは、ステーションＢ、Ｃならびにその推奨伝送電力および速度を列挙することになり、電力および速度は、ＳＮＲテーブルに基づいて導出される。トリガ・フィールドは、ステーションＢ、Ｃに対して、両ステーションがステーションＡへのそれぞれの伝送を、各々がそれぞれの推奨速度および電力を用いて始めてもよいことを示す。ＳＩＦＳ（最短フレーム送信間隔）間隔の経過後、ステーションＢ、Ｃはそれぞれ、ＡＣＫパケットおよび１つまたは複数のＤＡＴＡパケットを伝送する。こうした伝送は概して、ステーションＡがパケット再整合およびＳＩＣ処理を適用して受信パケットをデコードすることができるので、同期をとられないことに留意されたい。ステーションＢ、ＣからステーションＡへ伝送するべきＤＡＴＡパケットがない場合、トリガ・フィールドに示される速度および電力は、依然としてステーションＢ、Ｃから時間重複ＡＣＫパケットを送るのに使うことができる。ステーションＡ、Ｂ、Ｃはそれぞれ、最近送られたパケットを、将来はサイド情報として使用する可能があるため、送付パケット・キャッシュに格納するように構成される。トリガ・フィールドが存在しない場合、ステーションＢ、Ｃは、ＡＣＫ伝送を時間重複させるのではなく、追加ＳＩＦＳ間隔だけ離して、ステーションＢはそのＡＣＫパケットを第１のＳＩＦＳ間隔の後に最初に伝送し、ステーションＣは、そのＡＣＫパケットを追加ＳＩＦＳ間隔の後に２番目に伝送する。

図５Ａ〜Ｂは、本発明の一実施形態による、ネットワーク１００のＭＡＣレイヤ内で用いることができるＲＴＳ（送信要求）およびＣＴＳ（送信可）パケットの代表的な形式を示す。上述のＤＡＴＡおよびＡＣＫパケットは、推測送信機へのチャネル推定情報のフィードバックを完全に可能にするが、ＲＴＳ／ＣＴＳパケットは、このようなフィードバックを与える追加機会として使うことができる。こうした機会は、チャネル推定情報をより最新にし、したがってより正確にするのを助け得る。

ＲＴＳパケット５１０（図５Ａを参照）は、フレーム制御、持続期間、ＲＡ１（受信機アドレス１）、ＲＡ２（受信機アドレス２）など、ＴＡ（送信機アドレス）、ＰＯＲＡ（電力および速度割当て）、ならびにＦＣＳ（フレーム検査シーケンス）というフィールドを含む。フレーム制御、持続期間、ＴＡ、およびＦＣＳフィールドはそれぞれ、ＩＥＥＥ標準８０２．１１ｂに詳しく記載されている。ＲＡ１、ＲＡ２フィールドはそれぞれ、概してＩＥＥＥ標準８０２．１１のＲＴＳフレームのＲＡフィールドに類似している。ＲＡ１は、第１層信号の受信機のアドレスを示す。ＲＡ２は、第２層信号の受信機のアドレスを示す。その他の１つまたは複数のＲＡフィールドを、任意の追加層信号の受信機を示すために追加することができる。

フィールドＰＯＲＡは、以下のサブフィールドをもつ。サブフィールド「受信機数」は、ステーションＴＡが通信相手として意図する受信機の数を示す。サブフィールド「電力−１」は、受信機ＲＡ１に割り当てられる電力を示す。サブフィールド「速度−１」は、受信機ＲＡ１に割り当てられる速度を示す。フィールドＰＯＲＡは、任意の追加受信機（例示的にはｋ）向けの１つまたは複数の追加サブフィールド「電力−ｋ」、「速度−ｋ」を含む場合もある。

ＲＴＳパケットを伝送するステーションが、フィールドＲＡ１、ＲＡ２で示されるステーションに関する有効なチャネル推定情報をもつ場合、ＲＴＳパケットのフィールドＰＯＲＡは、そうしたステーションからの２つそれぞれのＣＴＳパケット５２０（図５Ｂを参照）の伝送用の速度および電力割当てを示し、こうしたパケットは両方とも、単一ＳＩＦＳ間隔の経過後に伝送され、したがって、時間が重複し、予定受信機、すなわちＴＡステーションの所で、対応する多層信号を生じる。予定受信機は、上述のパケット再整合およびＳＩＣ処理を適用して、こうした時間重複したＣＴＳパケット５２０をデコードすることになる。ＲＡ１、ＲＡ２ステーションの少なくとも一方に関するチャネル推定情報が利用可能でない場合、そうしたステーションは、ＣＴＳ伝送を時間重複させるのではなく、追加ＳＩＦＳ間隔だけ離して、ＲＡ１ステーションはそのＣＴＳパケット５２０を第１のＳＩＦＳ間隔経過後に最初に伝送し、ＲＡ２ステーションは、そのＣＴＳパケット５２０を、追加ＳＩＦＳ間隔経過後に２番目に伝送する。

ＣＴＳパケット５２０（図５Ｂ）は、フレーム制御、持続期間、ＲＡ（受信機アドレス）、ＣＨＡ（チャネル推定）、およびＦＣＳというフィールドを含む。フレーム制御、持続期間、ＲＡ、およびＦＣＳフィールドはそれぞれ、ＩＥＥＥ標準８０２．１１に詳しく記載されている。ＣＴＳパケット５２０のＲＡフィールドは、このＣＴＳパケットがそれに対する応答である直前のＲＴＳパケット５１０にあるＴＡフィールドのコピーである。ＣＴＳパケット５２０のフィールドＣＨＡ中のサブフィールド「推定」は、対応するリンクに関する推定ＳＮＲを示し、このＳＮＲは、先行ＲＴＳパケット５１０に対応するＰＨＹレイヤ・パケットのＳＦＤを使って算出されている。フィールドＣＨＡ中のサブフィールド・タイムスタンプは、ＳＮＲが取得されたときを示すタイムスタンプをもつ。ＣＴＳパケット５２０を受信すると、ＲＡステーションは、このＳＮＲをステーションのＳＮＲテーブルに格納することになる。

図６は、本発明の一実施形態による、ネットワーク１００のステーションで使うことができるＭＡＣスケジューラ６００のフローチャートを示す。より具体的には、ＭＡＣスケジューラ６００は、単一送信機から複数受信機へのＳＰＣ符号化伝送をスケジュールするのに使うことができる。ＭＡＣスケジューラ６００は、ネットワークが多層信号を利用せずに従来の単層信号を使って動作するように構成されたとき、ネットワーク１００での使用に適した、「基本」ＭＡＣスケジューラへの拡張を提供するように設計される。基本ＭＡＣスケジューラは、ＦＩＦＯ（先入れ先出し）、ラウンドロビン、および比例公平性スケジューラの１つなど、従来技術のＭＡＣスケジューラでも、他の任意の（たとえば、将来開発される）適切なＭＡＣスケジューラでもよい。

スケジューラ６００の処理ブロックで、基本ＭＡＣスケジューラが稼動されて、ステーションからの次の想定伝送を判定する。基本ＭＡＣスケジューラの結果は、基本ＭＡＣスケジューラへのアドオンを表す処理ブロック６２０に供給される。処理ブロック６２０は、マルチユーザ無線チャネルを使用することによって、ステーション向けのデータ処理量を改善するという目的に適う。

処理ブロック６２０の説明では、以下の呼称が使われる。ステーションは、１≦ｉ≦ｎである索引ｉで示されるｎ個の隣接ステーションをもつと仮定される。ｈ_ｉは、対応する第ｉのリンクにおける信号減衰（しばしば、チャネル利得とも呼ばれる）を示す。Ｑ_ｉは、第ｉのリンクを越える伝送を待ち受けるパケットのキューを示し、｜Ｑ_ｉ｜はキューＱ_ｉの全長である。特に別段の記載がない限り、各（ＳＰＣ符号化された、またはされない）伝送の総電力はＰに固定され、全パケットが同じサイズ（群）であり、２つの信号層があると仮定される。Ｎ_０は、バックグラウンド・ノイズを示す。Ｒ^（１）（ｉ，ｐ）およびＲ^（２）（ｉ，ｐ）は、それぞれ、第ｉのリンクの第１および第２層信号用の伝送速度を戻す関数を示し、ｐは、対応する信号に割り当てられた伝送電力を示す変数である。ｔ_ｊは、第ｊのパケットの、ステーションでの到着時間を示す（到着時間は、第ｊのパケットの前に到着したパケットの数によって表され、したがって、ＡＣＫ、ＤＡＴＡおよびＣＴＳのＣＨＡフィールド中のタイムスタンプとは異なる）。Ｄは、ステーションがＳＰＣ符号化で伝送されるべきパケットをその間に探す最大深度（キューの先頭との時間のずれ）を示すパラメータである。その深度の外にあるパケットは、深度Ｄ以内になるようにキューの中で繰り上がるまで、ＳＰＣ符号化が検討されない。Ｄが十分に大きい場合、事実上、キュー全体がＳＰＣ符号化にふさわしいものとなる。

処理ブロック６１０の基本ＭＡＣスケジューラは、伝送されるべき次のパケットがｐｋｔ_ｉ１であると判定していると想定し、ｉ_１は、対応する伝送リンクを識別する索引であり、ｔ_１は、パケットｐｋｔ_ｉ１の到着時間である。基本ＭＡＣスケジューラは、この判定を処理ブロック６２０に与える。処理ブロック６２０は、概して類似したステップからなる２つの並列分岐６２１_１、６２１_２をもつ。分岐６２１_１は、ｐｋｔ_ｉ１を対応する多層信号の第１層信号として取り扱い、下付き文字「１」で指定される処理ステップを有する。同様に、分岐６２１_２は、ｐｋｔ_ｉ１を第２層信号として取り扱い、下付き文字「２」で指定される処理ステップを有する。ＭＡＣスケジューラ６００の異なる実施形態では、１つまたは複数の追加信号層に対応する１つまたは複数の追加並列分岐を、同様に処理ブロックに含めてよいことが、当業者には理解されよう。

ステップ６２２_１で、ｉ≠ｉ_１である各キューＱ_ｉが分析されて、パケットｐｋｔ_ｉ１の伝送中にＳＰＣ符号化を用いて伝送することができるパケットの最大総数（Ｎ_ｉ）を判定する。Ｎ_ｉは、たとえば式（１）を使って判定することができる。

式（１）で、第１項（すなわち、１）は、パケットｐｋｔ_ｉ１をカウントし、このカウントは、第１層信号として伝送されることになり、第２項（すなわち、ｍｉｎ関数）は、キューＱ_ｉにある可能な追加パケットをカウントし、このカウントは、第２層信号として伝送されることになり、｜Ｑ_ｉ｜_（Ｄ）は、到着時間がｔ_１とはわずかＤだけ異なる、バックログになっているパケットの数である。

式（１）で使われる関数Ｒ^（１）およびＲ^（２）は、ＩＥＥＥ標準８０２．１１に明記される速度、信号対干渉ノイズ比（ＳＩＮＲ）、および任意選択でパケット・エラー・レート（ＰＥＲ）の間の既知の関係を用いてそれぞれの速度を戻す。一実装形態では、関数Ｒ^（１）およびＲ^（２）は、以下のように表される。

別の実装形態では、式（２ａ）〜（２ｂ）は、ＰＥＲの影響を考慮するように適切に修正される。速度、ＳＩＮＲ、およびＰＥＲの間の関係を与える適切な数値関数は、たとえば、参照によってその全体が本明細書に組み込まれている、Ｋ．−Ｙ． Ｄｏｏ、Ｊ． Ｙｏｕｎｇ Ｓｏｎｇ、Ｄ．−Ｈ． Ｃｈｏ、「Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｍｏｄｅ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ＩＥＥＥ ８０２．１１ａ ＷＬＡＮ Ｓｙｓｔｅｍ」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、Ｌｏｓ Ａｎｇｅｌｅｓ、２００４年９月、５０５９〜５０６２頁にまとめられている。

ステーション向けのＰＥＲは、対応する構成ファイル中で指定される選択可能パラメータである。構成ファイルは、異なる信号層向けに異なるＰＥＲ値を列挙する場合もある。第１層信号向けのＳＩＮＲは、式（３ａ）を使って算出される。

第２層信号向けのＳＩＮＲは、式（３ｂ）を使って算出される。

それぞれのＰＥＲ、ＳＩＮＲ値は、ＰＥＲ修正された関数Ｒ^（１）およびＲ^（２）によって戻される速度値を明確に判定する。

ステップ６２４_１で、各Ｎ_ｉ（式（１）も参照）に対応するそれぞれの実効データ処理量（Ｔ_ｉ）が、式（４）を使って算出される。

式（４）で、項ｓ／Ｒ^（１）（ｉ，ｐ）は、パケットｐｋｔ_ｉ１の伝送時間を表すことに留意されたい。したがって、Ｔ_ｉは、伝送されるパケットの総数（すなわち、Ｎ_ｉ）をとり、それを伝送時間で割ることによって算出される。

ステップ６２６_１で、最も優れたリンクが識別される。より具体的には、最初に、各Ｔ_ｉがとり得る最大値が、ｐを変えることによって判定される。次いで、こうした処理量の可能な最大値のうち最も高いもの（Ｔ^＊）が識別される。Ｔ^＊に対応するリンクが、最も優れたリンクであり、これ以降は索引ｉ_２で示される。Ｔ^＊に対応するｐの値は、ｐ^＊と示される。

ステップ６２８_１で、対応するＳＰＣ構成（すなわち、パケットｐｋｔ_ｉ１が、電力ｐ^＊を有する第１層信号として伝送され、キューＱ_ｉ２にあるパケットが、電力Ｐ−ｐ^＊を有する第２層信号として伝送される）で達成することができる可能データ処理量が定量化され、こうした同じパケットがＳＰＣ符号化なしで伝送される状況で取得されたデータ処理量と比較される。最初に、そもそもこのＳＰＣ構成が何らかの処理量改善を実際にもたらすことになるかどうか判定される。式（５）は、この判定のための適切な基準を与える。

式（５）は、以下のように理解すればよい。式の左辺は、ＳＰＣ構成を用いて伝送することができるパケットの総数（式（１）も参照）の表現である。式（５）の右辺は、同じ伝送時間中にＳＰＣ符号化なしで伝送することができるパケットの総数の表現である。右辺において、第１項は、フル伝送電力（Ｐ）を使って伝送することができるパケットｐｋｔ_ｉ１をカウントする。対応する伝送時間は、ｓ／Ｒ^（１）（ｉ_１，Ｐ）である。ＳＰＣ符号化あり、およびなしでのパケットｐｋｔ_ｉ１の伝送のための時間差（Δｔ）が、式（６）で与えられる。

ＳＰＣ符号化なしの場合、この時間差は、フル伝送電力でキューＱ_ｉ２からパケットを伝送するのに使うことができる。パケット当たりの対応伝送時間は、ｓ／Ｒ^（２）（ｉ_２，Ｐ）である。このパケット単位伝送時間に対する、式（６）のΔｔの比を算出することによって、Δｔの間に伝送することができるパケットの数が分かる。この比は、式（５）の右辺にあるｍｉｎ関数の第１の引数である。このｍｉｎ関数の第２の引数は、式（１）を参照して上で説明済みであるキューの深度限界である。

式（５）で与えられる基準が満たされる場合、識別されたＳＰＣ構成は、従来の単層信号伝送で達成されるものと比較して、処理量を増大することができる。ステップ６２８_１で、この増加が、ＳＰＣ符号化の使用によって伝送が可能にされる追加パケットの数（ΔＮ_１）を、たとえば式（７）を使って算出することによって定量化される。

式（５）で与えられる基準が満たされない場合、ＳＰＣ符号化の使用は有益でなく、ステップ６２８_１で、ΔＮ_１にはゼロの値が代入される。

分岐６２１_２には、ステップ６２２_２〜６２８_２があり、こうしたステップの実行は、ＳＰＣ符号化の使用によって伝送が可能にされる追加パケットの数（ΔＮ_２）をもたらし、パケットｐｋｔ_ｉ１は第２層信号である。より具体的には、ステップ６２２_２で、パケットの最大総数（Ｎ_ｉ）が、式（１）を適切に修正することによって得られる式（８）を使って判定される。

ステップ６２４_２で、それぞれの各Ｎ_ｉ（式（８））に対する各実効処理量Ｔ_ｉが、式（９）を使って算出される。

ステップ６２６_２で、実効処理量を最適化しソートすることによって、最も優れたリンクが識別される。最後に、ステップ６２８_２で、ΔＮ_２が、式（１０）を使って算出される。

算出されたΔＮ_２は、正でない場合はゼロの値を代入される。

ステップ６３０で、ΔＮ_１とΔＮ_２の値が互いと、およびゼロと比較されて、最も有益な伝送構成が判定される。より具体的には、ΔＮ_１および／またはΔＮ_２がゼロより大きい場合、最も有益な伝送構成は、２つの値の高い方に対応するＳＰＣ構成である。一方、ΔＮ_１およびΔＮ_２両方がゼロの場合、最も有益な伝送構成は、ＳＰＣ符号化なしのものである。

ステップ６３２で、ＭＡＣスケジューラ６００は、処理ブロックで判定された最も有益な伝送構成を用いて発信信号を伝送するようにステーションを構成する。たとえば、ΔＮ_１、ΔＮ_２、０のうち最も大きいものがゼロの場合、ＭＡＣスケジューラ６００は、フル伝送電力で、ＳＰＣ符号化なしでｐｋｔ_ｉ１を伝送するようにステーションを構成する。最も大きい値がΔＮ_１の場合、ＭＡＣスケジューラ６００は、ｐｋｔ_ｉ１を第１層信号として伝送しながら、分岐６２１_１で判定された最も優れたリンクに対応するパケットも第２層信号として伝送するようにステーションを構成する。第１および第２層信号の間の電力割当てはｐ^＊／Ｐ−ｐ^＊であり、伝送速度は、それぞれＲ^（１）（ｉ_１，ｐ^＊）およびＲ^（２）（ｉ_２，Ｐ−ｐ^＊）である。最も大きい値がΔＮ_２の場合、ＭＡＣスケジューラ６００は、ｐｋｔ_ｉ１を第２層信号として伝送しながら、分岐６２１_２で判定された最も優れたリンクに対応するパケットも第１層信号として伝送するようにステーションを構成する。第１および第２層信号の間の電力割当てはｐ^＊／Ｐ−ｐ^＊であり、伝送速度は、それぞれＲ^（１）（ｉ_１，ｐ^＊）およびＲ^（２）（ｉ_２，Ｐ−ｐ^＊）である。

以下の例は、ＭＡＣスケジューラ６００の処理をさらに例示する。ただ２つのリンク、すなわちｉ＝１およびｉ＝２しかないと想定する。こうしたリンクを越える達成可能な個々の最大速度は、それぞれ９、３６であると想定する。言い換えると、Ｒ^（１）（１，Ｐ）＝９およびＲ^（１）（２，Ｐ）＝３６である。ステップ６２２_１〜６２６_１の処理で、Ｒ^（１）（１，ｐ^＊）＝６およびＲ^（２）（２、Ｐ−ｐ^＊）＝２４であると判定していると想定する。バックログになっている十分な数のパケットを仮定すると、ステップ６２８_１の実行により、ΔＮ_１＝２［＝２４／６−（１／６−１／９）３６］が生じる。分岐６２１_２の処理はΔＮ_２＝０をもたらすとさらに仮定すると、ＭＡＣスケジューラ６００は、ＳＰＣ符号化を用いるようにステーションを構成することになり、第１および第２のリンクに対応するパケットは、それぞれ第１および第２層信号として伝送される。ＳＰＣ符号化を使用した結果、番号２のキューにある２つの追加パケットの伝送に対応する処理量の増大が生じる。

一実施形態では、処理ブロック６２０は、分岐６２１_１、６２１_２と並列に実行されて、利用可能なサイド情報の可能利益を評価する追加分岐を含むように修正してよいことが、当業者には理解されよう。この追加分岐には、概して処理ステップ６２２〜６２８と類似した処理ステップがある。ただし、この追加分岐の処理では、既知の干渉信号の抜出しが公知の定量化可能方式で実効ＳＩＮＲを低下させるので、修正ＳＩＮＲ値を用いる。修正ＭＡＣスケジューラ６００は、３つの処理分岐によって判定されたものを検討した後で、最良伝送構成を選び、その構成を用いるようにステーションを構成することになる。

図７は、本発明の別の実施形態による、ネットワーク１００のステーションで使うことができるＭＡＣスケジューラ７００の処理ブロックを示す。ＭＡＣスケジューラ６００と同様に、ＭＡＣスケジューラ７００は、基本ＭＡＣスケジューラへの拡張として設計される。ＭＡＣスケジューラ７００は、複数送信機から単一受信機への時間重複伝送をスケジュールするのに使うことができ、単一受信機は、スケジューラを稼動させるステーションである。

処理ブロック７１０で、基本ＭＡＣスケジューラが稼動されて、ステーションに向けられる次の伝送を予測する。処理ブロック７１０は概して、そのキュー・バッファの内容についての知識を用いるのではなく、ステーションが保留トラフィック・テーブルを使うことを除いて、処理ブロック６１０（図６）と同様である。基本ＭＡＣスケジューラの結果は、処理ブロック７２０に供給される。

一実施形態では、ＭＡＣスケジューラ７００は、時間重複伝送の総伝送電力を、指定された値（Ｐ）に制限するように設計される。その場合、ＭＡＣスケジューラ６００の処理ブロック６２０は、ＭＡＣスケジューラ７００の処理ブロック７２０として、実質的に修正なしで用いることができる。たとえば、２台送信機のケースにおいて、より高い減衰を有するチャネルに対応する送信機の信号は、第１層信号として取り扱われ、より低い減衰を有するチャネルに対応する送信機の信号は、第２層信号として取り扱われる。

別の実施形態では、ＭＡＣスケジューラ７００は、時間重複伝送の総伝送電力を制限しないように設計される。たとえば、送信ステーションはそれぞれ、個々に達成可能な最大伝送電力（Ｐ）までの任意の伝送電力を使うように構成することができ、個々の伝送電力の合計は、Ｐに制限されない。その場合、ＭＡＣスケジューラ６００の処理ブロック６２０は、依然としてＭＡＣスケジューラ７００の処理ブロック７２０として用いることができるが、ある程度の修正が加えられる。より具体的には、ステップ６２２での対応ＳＩＮＲ算出のために式（３ａ）〜（３ｂ）を使うのではなく、処理ブロック７２０は、式（１１）〜（１２）を使うように構成される。

上式で、ｉおよびｊは、それぞれ、第１および第２層信号に対応するリンクを示す。式（１２）は、第ｊのリンクが伝送速度Ｒ^（１）（ｊ，Ｐ）を達成し得るための最小可能ｐ_ｊを判定するのに使われる。判定されたｐ_ｊは、式（１１）に差し込まれ、この式は次いで、第ｉのリンク向けの速度および電力を判定するのに使われる。

処理ブロック７２０の結果に依存して、ＭＡＣスケジューラ７００は、ステップ７３２で、トリガ・フィールドをもつ発信パケットを伝送するようにステーションを構成することができる。このトリガ・フィールドは、処理ブロックで識別される最も有益な伝送構成に対応するステーションを列挙する。そのパケットを受信し、トリガ・フィールドをデコードすると、識別されたステーションは、トリガ・フィールドに示されるそれぞれの速度および電力を各々が用いて、それぞれの伝送を始めることになる。こうした伝送は重複して、現在のステーションの所で対応する多層信号を生じることになり、ステーションは、パケット再整合およびＳＩＣ処理を適用してその信号をデコードする。

ネットワーク１００の異なるステーションが、ＭＡＣスケジューラ６００および／または７００の使用により、異なる程度の利益を受ける場合もある。というのは、実現される処理量改善は、実際のネットワーク環境およびトラフィック・パターンに依存するからである。その結果、一部のステーションが、それ以外の一部のステーションを上回る、有効媒体アクセスの面で「公平でない」利点を受ける場合もあり得る。異なるステーションに対する媒体アクセスの公平性が、所望のネットワーク・プロパティである場合、媒体アクセス・パラメータの一定の修正が望ましい場合もある。

概して、チャネルアクセスの公平性のために、（１）均等アクセス確率および（２）均等時分割アクセスという２つの主な手法がある。ＩＥＥＥ標準８０２．１１は、均等アクセス確率手法をとることに留意されたい。均等アクセス確率は実質的に、その結果として全競合ステーションに対して均等な長期処理量を生じることが知られている。このプロパティをマルチユーザ無線チャネル環境において維持するために、ネットワーク１００内のステーションによって使われる競合ウィンドウは、式（１３）で明記されるように修正すればよい。

上式で、ＣＷ’は修正競合ウィンドウであり、ＣＷおよびＲは、それぞれ、ステーションがＳＰＣ符号化および／または時間重複伝送を使用せずに動作するように構成される場合のネットワーク１００内のステーション向けの競合ウィンドウおよび平均データ伝送速度であり、Ｒ’は、ネットワークがＳＰＣ符号化および／または時間重複伝送を用いるように構成される場合のそのステーション向けの平均データ伝送速度である。競合ウィンドウの短縮は、このように、全競合ステーションに対して実質的に均等な長期データ処理量を結果として生じ、それにより、マルチユーザ無線チャネルの使用による利益を、特有のネットワーク環境および／またはトラフィック・パターンに関わらず、異なるステーションの間に一様に行き渡らせることが示され得る。

経路指定レイヤ：
図８は、本発明の一実施形態に従って経路指定プロトコルを内部で実施することができる、ネットワーク１００の断片８００を示す。断片８００は、ｉ＝１、２、．．．、６とラベルづけされた６つの無線リンクによって相互接続される５つのステーションＳ１〜Ｓ５を有する。図８は、ステーションＳ１〜Ｓ５の間の無線リンクの一部、すなわち、下の経路指定プロトコルの考察に直接関わるもののみを示すことに留意されたい。たとえば、ステーション（ｉ）Ｓ１とＳ２、（ｉｉ）Ｓ１とＳ４の間の直接無線リンクは、省略されている。

以下の例は、マルチユーザ無線チャネルを使用することを積極的に求めるトラフィックフロー経路指定の潜在利益を示す。従来技術の経路指定プロトコルは、（ｉ）ステーションＳ１から、ステーションＳ３を経由してステーションＳ５に至り、ステーションＳ３が中継器として作用するトラフィックフローｆ１、および（ｉｉ）ステーションＳ２から、ステーションＳ５を経由してステーションＳ４に至り、ステーションＳ５が中継器として作用するトラフィックフローｆ２を経路指定していると想定する。さらに、両方のトラフィックフローは、比較的大きな程度までバックログされると想定する。

全ステーションに均等媒体アクセスを提供しそれぞれ独立に伝送をスケジュールする従来の８０２．１１ＭＡＣプロトコルを用いると、両方のトラフィックフローｆ１、ｆ２は、均等データ処理量を実質的に達成することになる。ただし、本発明の一実施形態による経路指定プロトコルは、トラフィックフローｆ２はステーションＳ３を経由するように経路変更することができ（その結果、トラフィックフローｆ２’になるが、これについては図８を参照）、このステーションは次いで、マルチユーザ無線チャネルを使うことによって全体的データ処理量の増大を試みることができると認識することができる。より具体的には、第１ホップ受信機として作用して、ステーションＳ３は、ステーションＳ１、Ｓ２からの時間重複伝送をトリガすることができ、こうした伝送は、パケット再整合およびＳＩＣ処理を用いてステーションＳ３でデコードすることができる。次いで、第２ホップ送信機として作用して、ステーションＳ３は、ＳＰＣ符号化を用いてそれぞれの信号をステーションＳ４、Ｓ５に同時に伝送することができる。断片８００中の様々なリンクに対して代表的な現実的ＳＮＲ値を仮定すると、マルチユーザ無線チャネルの使用に結びついた、トラフィックフローｆ２のこの経路変更は、トラフィックフローｆ１またはトラフィックフローｆ２、あるいは両方に対して相当な（たとえば、約２００％まで）処理量改善を生じる可能性があることを示し得る。

図９は、本発明の一実施形態による、ネットワーク１００のステーションで使うことができる経路指定プロトコル９００のフローチャートを示す。分かりやすくするために、および一般性を失わずに、経路指定プロトコル９００のいくつかの態様について、断片８００（図８）を参照して以下で説明する。同様に経路指定プロトコル９００を使って、図８に示すものとは異なるリンク・トポロジおよび／またはトラフィックフローを有するネットワーク断片を経由してトラフィックを経路指定できることが、当業者には理解されよう。

経路指定プロトコル９００は、マルチユーザ無線チャネルの使用を強化することによって、ローカルな２ホップ・トラフィックフローを管理するように設計される。経路指定プロトコル９００の情況において、２ホップ・トラフィックフローは、隣接し合う２つのリンクを越えるトラフィックフローであり、リンクの少なくとも一方は、プロトコルを稼動させるステーションを端末として有する。たとえば、断片８００において、トラフィックフローｆ１、ｆ２はそれぞれ、２ホップ・トラフィックフローである。トラフィックフローｆ１に関して、第１および第２のホップは、それぞれ、リンクｉ＝１およびｉ＝２である。トラフィックフローｆ２に関して、第１および第２のホップは、それぞれ、リンクｉ＝３およびｉ＝４である。

経路指定プロトコル９００は、以下の個々のチャネル使用機会および／またはその様々な組合せを求め、評価することによって、マルチユーザ無線チャネルを日和見的に利用することができる。すなわち、（ｉ）ステーションが、ＳＰＣ符号化信号またはＳＩＣ処理に適した時間重複信号の第１ホップ受信機として働く、（ｉｉ）ステーションが、ＳＰＣ符号化信号またはＳＩＣ処理に適した時間重複信号の第２ホップ受信機として働く、および（ｉｉｉ）ステーションが、ＳＰＣ符号化信号の第２ホップ送信機として働く機会である。経路指定プロトコル９００は、トラフィックフローの経路変更が、このような経路変更がそのトラフィックフロー向けの個々の実効データ処理量を増大させ、このような経路変更による影響を受け得る他のローカル・トラフィックフロー向けの個々の実効データ処理量を低下させない場合にのみ確実に実施されるようにする１組の制約を利用する。短期経路指定ゆらぎおよび関連オーバーヘッドを避けるために、経路指定プロトコル９００は、比較的長期間（たとえば、約３０秒）に渡って平均をとられたＳＮＲ値を使って、潜在処理量変化を推定する。経路指定プロトコル９００のこの特徴は、直近のＳＮＲ値が通常は使われる、ＭＡＣスケジューラ６００、７００それぞれの、対応する特徴とは異なることに留意されたい。

経路指定プロトコル９００には処理ブロック９１０、９３０があり、各ステーションが、こうした処理ブロックを並列に稼動するように構成される。ネットワーク１００の第１のステーションで実行される場合、処理ブロック９１０は結果として、そのステーションによる要請メッセージの伝送を生じる。ネットワーク１００の第２のステーションによる、その要請メッセージの受信によって、第２のステーションでの、処理ブロック９３０のいくつかのステップの実行がトリガされる。状況に依存して、ネットワーク１００の各ステーションは適宜、第１のステーションの役割または第２のステーション役割を果たすことができる。

処理ブロック９１０のステップ９１２で、ステーションは、各トラフィックフローに対応するその伝送を絶えず監視して、こうした伝送が、ＳＰＣ符号化および／または時間重複信号などの多層信号を生成するかどうか判定する。多層信号を使用せずに扱われるトラフィックフローをステーションが識別した場合、ステップ９１４で、ステーションは、そのトラフィックフローに対応する伝送速度を、指定された閾値と比較する。伝送速度が閾値以上の場合、処理ブロック９１０の実行は、ステップ９１２にループバックする。伝送速度が閾値より低い場合、処理ブロック９１０の実行はステップ９１６に進む。

ステップ９１６で、ステーションは、そのメッセージ中に記された現在の伝送速度で、要請メッセージを伝送する。一構成では、要請メッセージは、たとえば、パケットの末尾に要請メッセージがあることを示すための指定ビット列を使って、ステーションによって伝送される次のパケットの上にピギーバックされる。要請メッセージは概して、少なくとも伝送パケットのヘッダーをデコードすることが可能ないくつかの隣接ステーションによって聞くことができ、伝送パケットのペイロード部分の予定受信機は、要請メッセージに対して作用するものと同じステーションではない場合があることに留意されたい。

ステップ９１８で、ステーションは、要請メッセージへの応答を受信する。多数のステーションが要請メッセージを聞くことができるので、ステーションは、多数の応答を受信する場合がある。受信した応答は、経路変更するための提案を含み、この提案は、このような経路変更に関する適切な詳細（たとえば、推奨経路、速度（群）、電力割当てなど）を与える。提案側ステーションは、経路指定プロトコル９００のそのコピーの処理ブロック９３０を実行することによって、前記詳細を導出している。

ステップ９２０で、ステーションは、受信した応答（群）を分析して、経路変更するかどうか決定する。たとえば、ステーションは、異なる提案を比較して「最良」の提案、たとえば、最も大きいデータ処理量増大に対応するものを識別するように構成することができる。ステーションはさらに、潜在データ処理量増大と指定された閾値を比較し、増大がその閾値を超える場合にのみその提案に基づいて作用することができる。他の適切な提案選択基準を同様に利用することもできる。ステーションは、対応するトラフィックフローを経路変更すると決定した場合、ステップ９２２で経路変更を行い、その後でブロック９１０の処理はステップ９１２に戻る。ステーションが経路変更するための全提案を却下すると決定した場合、処理は、ステップ９２０からステップ９１２に戻る。

処理ブロック９３０のステップ９３２で、ステーションは、その付近にある様々なトラフィックフローによって占められるチャネル時間のそれぞれの割合（τ_ｉ）を絶えず監視する。一実施形態では、監視は、隣接ステーションからの伝送をリッスンすることに基づいて実施されるが、こうした伝送は、必ずしもステーションに向けられたものではないデータ・パケットを搬送する。ステーションは、こうした「漏話」パケットの少なくともヘッダーを処理して、対応するチャネル時間割合を導き出し、この割合は次いで、対応するテーブルに格納される。ステップ９３２は好ましくは、バックグラウンドで稼動され、処理ブロック９３０の実行は、隣接ステーションからの要請メッセージを受信するとステップ９３４に遷移する。

処理ブロック９３０のステップ９３４で、ステーションは、受信した要請メッセージ中で識別された、このステーションを通過しようとしているトラフィックフローを経路変更することによる潜在利益を評価する。より具体的には、ステーションは、１組の基準を使って、このような経路変更が、（ｉ）経路変更を推奨されるトラフィックフロー向けの実効データ処理量を増大し得るかどうか、（ｉｉ）現在ステーションを通るように経路指定される他のトラフィックフロー向けの実効データ処理量を低下し得るかどうか判定する。経路変更が有益と思われる場合、ステップ９３６で、ステーションは、ステップ９３４で判定されている推奨速度（群）、電力割当て、および他の適切なパラメータで経路変更するための提案を含む応答を要請側ステーションに送る。ステップ９３６の後、処理はステップ９３２に戻る。ステップ９３４で経路変更が有益でないと判定された場合、処理はやはりステップ９３２に戻る。

以下は、ステーションＳ２からの要請メッセージを受信すると、断片８００（図８）のステーションＳ３によってステップ９３４で実施することができるであろう処理の例である。現トラフィックフロー構成は、トラフィックフローｆ１、ｆ２をもち、ステーションＳ３はステップ９３４を実行して、トラフィックフローｆ１、ｆ２’を有する新たなトラフィックフロー構成が有益なものになるかどうか決定すると想定する。現トラフィックフロー構成に対応する総データ処理量（Ｔ_０）は、式（１４）で与えられる。

Ｔ_０＝Ｒ^（１）（１，Ｐ）τ_１＋Ｒ^（１）（３，Ｐ）τ_３ （１４）

式（１４）の右辺にある第１項は、総データ処理量へのトラフィックフローｆ１の寄与分を考慮に入れる。トラフィックフローｆ１は、リンクｉ＝１におけるチャネル時間の割合τ_１を占め、フル伝送電力ＰでＳＰＣ符号化なしで伝送される。第１項は、ステーションＳ３でのトラフィックフローｆ１向けのトラフィックフロー保存を想定し、このことは、着信データの量が発信データの量に等しい、または数学的にはＲ^（１）（１，Ｐ）τ_１＋Ｒ^（１）（２，Ｐ）τ_２であることを意味する。同様に、式（１４）の右辺にある第２項は、総データ処理量へのトラフィックフローｆ２の寄与分を考慮に入れる。トラフィックフローｆ２は、リンクｉ＝３におけるチャネル時間の割合τ_３を占め、やはりフル伝送電力ＰでＳＰＣ符号化なしで伝送される。第２項は、ステーションＳ５でのトラフィックフローｆ２向けのトラフィックフロー保存を想定し、または数学的にはＲ^（１）（３，Ｐ）τ_３＋Ｒ^（１）（４，Ｐ）τ_４と想定する。

新たなトラフィックフロー構成に対応する総データ処理量（Ｔ_ｎ）は、式（１４）に類似した式（１５）で与えられる。

Ｔ_ｎ＝Ｒ^（１）（１，ｐ_１）τ_１’＋Ｒ^（２）（５，ｐ_５）τ_１’ （１５）

上式で、ｐ_１、ｐ_５は、それぞれ、リンクｉ＝１、ｉ＝５においてトラフィックフローｆ１、ｆ２’に割り当てられる伝送電力を示し、τ_１’は、リンクｉ＝１における新たなチャネル時間割合である。新たなトラフィックフロー構成のためのトラフィックフロー保存は、式（１６ａ）〜（１６ｂ）で表される。

Ｒ^（１）（１，ｐ_１）τ_１’＝Ｒ^（２）（２，ｐ_２）τ_２’ （１６ａ）
Ｒ^（２）（５，ｐ_５）τ_１’＝Ｒ^（２）（６，Ｐ−ｐ_２）τ_２’ （１６ｂ）

上式で、ｐ_２は、リンクｉ＝２においてトラフィックフローｆ１に割り当てられる伝送電力を示し、τ_２’は、そのリンクにおける新たなチャネル時間割合である。

式（１７ａ）〜（１７ｂ）は、個々のトラフィックフローに関する、（個々のデータ処理量の合計である総データ処理量とは反対に）個々のそれぞれのデータ処理量の変化に対する制約を与える。

Ｒ^（１）（１，ｐ_１）τ_１’≧Ｒ^（１）（１，Ｐ）τ_１ （１７ａ）
Ｒ^（２）（５，ｐ_５）τ_１’≧Ｒ^（１）（３，Ｐ）τ_３ （１７ｂ）

式（１７ａ）は、トラフィックフローｆ１に関する個々のデータ処理量は、経路変更の際に低下することが許されないことを明記している。同様に、式（１７ｂ）は、トラフィックフローｆ２に関する個々のデータ処理量もやはり低下することが許されないことを明記している。

式（１８）は、経路変更が起こると、トラフィックフローｆ１、ｆ２によって占められる合成チャネル時間割合が増加することを許されないと主張する追加制約を与える。

この制約は、経路変更によって断片８００の付近で引き起こされるかもしれない、可能な有害波及効果の防止を目指している。

ステーションＳ３（図８）は、総データ処理量Ｔ_ｎを最大にするｐ_１、ｐ_２、ｐ_５の値を探すことになり、それと同時に、式（１６）〜（１８）によって与えられる制約を満たそうとする。この数学的問題は、たとえば、リンクｉ＝１、ｉ＝２において利用可能な、８０２．１１の速度の可能な様々な組合せを試すことによって解決することができる。このような各速度ペアごとに、ｐ_１、ｐ_２の対応する値を、対応する速度関数およびローカルＳＮＲテーブルを使って明確に判定することができる。そのように判定された各ｐ_１、ｐ_２ペアごとに、ｐ_５の対応する値を、たとえばｐ_５に関して式（１５）、（１６ａ）を解くことによって見つけることができる。ｐ_１、ｐ_２、ｐ_５の値が判定されると、制約の残りのもの、たとえば、式（１６ｂ）〜（１８）の妥当性を検証することができる。総データ処理量Ｔ_ｎの最高値に対応する有効な解は、ステップ９３６でステーションＳ３がステーションＳ２に送る経路変更提案において指定することができる。

以上、本発明を、例示的な実施形態を参照して説明したが、この説明は、限定的な意味に解釈されることを意図していない。本発明の実施形態を、ＩＥＥＥ標準８０２．１１に準拠する通信システムを参照して説明してきたが、本発明は、他の適切なシステムにおいても同様に用いることができる。説明した実施形態の様々な変更形態、ならびに本発明の他の実施形態は、当業者には明らかであり、本発明はそれに属するが、添付の特許請求の範囲で表される本発明の原理および範囲内であるとみなされる。

添付の方法クレーム中にステップがある場合、そうしたステップは、対応するラベルづけを有する特定の順序で記載されるが、請求項の記載が、そうしたステップの一部または全部を実施するための特定の順序に対して、特に指定していない限り、そうしたステップは、その特定の順序で実施されるように限定されることを必ずしも意図していない。

本発明は、方法およびそうした方法を実施する装置の形で実施することができる。本発明はまた、有形媒体、たとえばフロッピー（登録商標）・ディスケット、ＣＤ−ＲＯＭ、ハード・ドライブ、または他のどのマシン可読記憶媒体の形でも実施することができ、プログラム・コードが無線トランシーバなどのマシンにロードされるとともにそれによって実行されると、マシンは本発明を実施する装置となる。汎用プロセッサ上で実装されると、プログラム・コード・セグメントは、プロセッサと組み合わされ、特殊論理回路と同様に動作する独自の装置を提供する。

特に別段の記載がない限り、各数値および範囲は、「約」または「およそ」という言葉が値または範囲の値の前に置かれている場合のように、近似であると解釈されるべきである。

本発明の性質を説明するために記載し示した部品の詳細、素材、および配置の様々な変更を、添付の特許請求の範囲において表される本発明の範囲から逸脱することなく、当業者によって行ってよいことがさらに理解されよう。

本明細書における、「一実施形態」または「実施形態」への言及は、その実施形態に関連して説明されるある特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれ得ることを意味する。本明細書の様々な箇所で「一実施形態では」という言葉が用いられているが、必ずしもすべてが同一の実施形態に言及するわけでも、必要に応じて他の実施形態と相互に排他的である別個の実施形態または代替実施形態に言及するわけでもない。同じことが、「実装形態」という用語にも当てはまる。

やはりこの説明目的のために、「結合する」、「結合」、「結合された」、「接続する」、「接続」、または「接続された」という用語は、２つ以上の要素の間でエネルギーが転送させられる、当該分野において公知である、または後で開発されるどの方式も指し、１つまたは複数の追加要素の介在が企図されるが、これは必ずしも必要とされない。逆に、「直接結合された」、「直接接続された」などの用語は、このような追加要素がないことを含意する。

Claims (10)

1. 無線ネットワークの第１のステーションでの通信方法であって、
   前記第２のステーションによって経路変更の候補として扱われる第１のトラフィックフローを識別する着信要請メッセージを、前記無線ネットワークの第２のステーションから受信するステップと、
   １つまたは複数の多層信号を用いて扱われる前記第１のトラフィックフローを、前記第１のステーションを通るように経路変更することが、現時点で前記第１のステーションによって扱われている他のそれぞれの１つまたは複数のトラフィックフローに対する１つまたは複数のデータ処理量を減少せずに、前記第１のトラフィックフローに対するデータ処理量を増大することが可能であるかどうか評価するステップと、
   現時点で前記第１のステーションによって扱われている第２のトラフィックフローが、少なくとも１つの多層信号を用いて扱われているかどうか判定するステップと、
   前記判定に基づいて、前記第２のトラフィックフローを経路変更の候補として識別する発信要請メッセージを伝送するステップと、
   第３のステーションを通るように前記第２のトラフィックフローを経路変更するための提案を、前記無線ネットワークの第３のステーションから受信するステップと、
   を含み、
   前記提案が、前記発信要請メッセージの受信に応答して生成される、方法。
   
2. 前記評価に基づいて、前記第１のステーションを通るように前記第１のトラフィックフローを経路変更するための提案を前記第２のステーションに伝送するステップと、
   前記第２のステーションによって前記第１のトラフィックフローを経路変更するための前記提案を受諾すると、前記第１のトラフィックフローの扱いを引き受けるステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
   
3. 前記第１のトラフィックフローおよび他の少なくとも１つのトラフィックフローを同時に扱うステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
   
4. 前記評価するステップが、前記第１のトラフィックフローを扱う、
   （ｉ）前記第１のステーションが、前記第１のトラフィックフローに対応するデータをその上でエンコードしてある、対応する多層信号の第１ホップ受信機である構成、
   （ｉｉ）前記第１のステーションが、前記第１のトラフィックフローに対応するデータをその上でエンコードしてある、対応する多層信号の第２ホップ受信機である構成、および
   （ｉｉｉ）前記第１のステーションが、前記第１のトラフィックフローに対応するデータをその上でエンコードしてある、対応する多層信号の第２ホップ送信機である構成、の１つまたは複数に対応するデータ処理量を評価するステップを含む、請求項１に記載の方法。
   
5. 前記評価するステップが、
   前記構成の少なくとも１つに関して、前記構成において使われる無線リンクに対応する平均ＳＮＲ値に基づいて、前記対応するデータ処理量を評価するステップと、
   前記構成の少なくとも１つに関して、前記第１のステーションの所で、前記構成に対応する総データ処理量を最適化するように、前記対応する多層信号の異なる層の間の電力割当てを変えるステップとをさらに含む、請求項４に記載の方法。
   
6. 前記第１のステーションの付近にある様々なトラフィックフローによって占められるチャネル時間のそれぞれの割合を監視するステップをさらに含み、前記監視するステップが、
   隣接ステーションからの伝送をリッスンするステップを含み、前記伝送の少なくともいくつかが、前記第１のステーションが予定受信機ではないパケットを搬送し、さらに、
   前記パケットの少なくともヘッダーを処理して、チャネル時間の前記それぞれの割合を導き出すステップを含む、請求項１に記載の方法。
   
7. 無線ネットワークの第２のステーションでの通信方法であって、
   現時点で前記第２のステーションによって扱われている第１のトラフィックフローが、少なくとも１つの多層信号を用いて扱われているかどうか判定するステップと、
   前記判定に基づいて、前記第１のトラフィックフローを経路変更の候補として識別する要請メッセージを伝送するステップと、
   前記第１のステーションを通るように前記第１のトラフィックフローを経路変更するための提案を、前記無線ネットワークの第１のステーションから受信するステップであって、前記提案は、前記要請メッセージの受信に応答して生成される、受信するステップと、
   前記提案に対応するデータ処理量を、前記要請メッセージに応答して前記無線ネットワークの他の１つまたは複数のステーションから受信される１つまたは複数の追加提案に対応する１つまたは複数のデータ処理量と比較するステップと、
   を含む、方法。
   
8. 前記第１のステーションを通るように前記第１のトラフィックフローを経路変更することが、現時点で前記第１のステーションによって扱われている他の１つまたは複数のトラフィックフローに対する１つまたは複数のデータ処理量を減少せずに、前記第１のトラフィックフローに対するデータ処理量を増大することが可能であるかどうかを前記第１のステーションが評価する、請求項７に記載の方法。
   
9. 前記提案を評価するステップであって、前記比較するステップは、該評価するステップの一部である、前記提案を評価するステップと、
   前記評価に基づいて、前記第１のステーションを通るように前記第１のトラフィックフローを経路変更するステップと、
   前記第１のトラフィックフローに対応する速度を閾値と比較するステップとをさらに含み、前記要請メッセージを伝送する前記ステップが前記比較にさらに基づく、請求項７に記載の方法。
   
10. 前記第１及び第２のステーションは、最大で２つのホップによって離れている、請求項７に記載の方法。

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