JP5213862B2 - ワイヤレスネットワーク - Google Patents

Description

本発明は、媒体アクセス制御アーキテクチャから成るワイヤレスネットワーク、及びこの種のワイヤレスネットワークのための方法に関する。より詳細には、本発明は、ＩＥＥＥ ８０２標準、特にＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１群からの標準のような標準規格に基づくワイヤレスネットワークに関する。

ワイヤレスネットワークにおいて、ワイヤレス媒体は、いくつかの装置の中で共有される。安価な装置では、単一の無線のみが利用可能である。更に、高密度で占有された領域では、単一の周波数チャンネルのみが、利用可能であり得る。ワイヤレスメッシュネットワークは、ワイヤレスネットワークの範囲の拡張を支援し、継ぎ目のない範囲を提供し得る。単一の周波数チャンネルの場合には、ワイヤレスメッシュネットワークの局及び構成要素は、ワイヤレス媒体の同じチャネルを共有する。しかしながら、ワイヤレスメッシュネットワークは、すべての局の集約した（aggregated）トラフィックを伝達する。これは、結果としてネットワークの乏しい性能又は低下した信頼性をもたらし得る。

本発明の目的は、ワイヤレスネットワークを提供することにあり、改良された性能を有し、特に１又はそれより多くのワイヤレスチャネルの容量の改良された利用をするこの種のワイヤレスネットワークのための方法及び装置を提供することにある。

この目的は、請求項１に記載のワイヤレスネットワーク、請求項７に記載の方法、及び請求項１０に記載のメッシュ装置により解決される。本発明の有利な発展形は、従属クレームに記載される。

ワイヤレスネットワークは、装置から中央ノードまでの通常１回のホップ接続のみをサポートする。メッシュ技術を使用するため、周波数を共有するすべての装置の協力的な振る舞いが必要とされる。しかしながら、ワイヤレス装置は、これらが関連するワイヤレスメッシュネットワーク又はアクセスポイントに優先順位を付与し得ない。このため、フローコントロール又は混雑回避をするいずれの手段もない場合、非メッシュ装置であるレガシ装置は、ワイヤレス媒体を容易に過負荷にし得る。結果として、フレームは届けられず、レガシ装置はフレーム伝送を再試行する。メッシュ装置は、例えば、それらの関連した装置へ、及び該装置からフレームを転送し得る。メッシュ装置が通常フレーム生成を減らすために関連した装置に直接信号を送ることができないので、ワイヤレス媒体は容易に過負荷をかけられる。それから、過密なワイヤレス媒体では、メッシュネットワークは、データを転送することができない。結果として、フレーム損失が発生し得、上位層プロトコルはデータ脱落を再送信しようとし得、状況はさらに悪化する。この場合には、優先順位付けは、全体のデータレートが増加する、高い信頼性が成し遂げられるように、ネットワークの収容力の利用を最適化し得る。

本発明のワイヤレスネットワークは、メッシュ装置が送信機アドレス及び受信機アドレスとしてメッシュ装置のアドレスを備える送信要求を送信できるという事実により、優先順位付けを可能にする。通常、このアドレスが送信要求の受信機アドレスに等しいときのみ、装置は応答する。しかし、受信機アドレスも送信要求を送信する装置のアドレスに等しい場合、正常動作では、装置は応答しない。この事実は、メッシュ装置からなるメッシュネットワークを優先順位付けするために使用される。メッシュ装置は、送信要求の送信機アドレスがこの送信要求の受信機アドレスに等しいかどうか決定するのを可能にされる。この場合、メッシュ装置は、非メッシュ装置が沈黙する（silenced）こと、及び個別周期の間、メッシュ装置間の通信が、非メッシュ装置によって妨害されず、可能であることを知る。それゆえ、ワイヤレス媒体は、このような期間の間、メッシュネットワークに確保される。

このようなメッシュネットワークから成るワイヤレスネットワークは、ワイヤレスネットワークの範囲を拡張する能力が提供されるという利点を有する。このことにより、いくつかのメッシュ装置は、協調して、ワイヤレスチャネルを通じてフレームを転送する。アプリケーションとして、メッシュ装置は、関連した装置に対するサービスプロバイダとして動作し、集約されたトラフィックを伝えるメッシュネットワークを構築し得る。メッシュネットワークの優先順位付けの間、非メッシュ装置からのトラフィックのメッシュトラフィックとの有害な妨害は、回避される。非メッシュ装置の上にメッシュ装置を優先順位付けすることは、これらのメッシュ装置の周囲の装置に限られていることに注意されたい。

少なくとも一つの他のメッシュ装置のためのデータを有するメッシュ装置が分散協調機能に従ってデータ伝送を開始するために送信要求を送信し、送信要求が、送信機アドレスと受信機アドレスとの両方として、メッシュ装置のアドレスを含むことは、有利である。これは、送信要求を送信しているメッシュ装置がワイヤレスネットワークのメッシュネットワークを通じて送信されるデータを有するということを、他のメッシュ装置が前もって知っているという利点を有する。

メッシュモードにおいて、メッシュ装置からデータを受けることを意図する他のメッシュ装置が、メッシュ装置から他のメッシュ装置へのデータの伝送を開始することは、有利である。これより、他のメッシュ装置が伝送を開始するように、送信可をメッシュ装置に送信することは、有利である。更に、他のメッシュ装置が、メッシュ装置からの送信要求の送信機アドレスに基づいてメッシュ装置からデータを受けることを意図するかどうかを決定することは、有利である。例えば、その他のメッシュ装置は、通常、経路選択プロトコルから、メッシュ装置がそのためのデータを有することを知り得る。更に、送信要求を送ったメッシュ装置の周囲にあり、それゆえ、良好なサービス品質を有するメッシュ装置は、これらに伝送を要求し得る。

受信機アドレスが自身のアドレスと異なる場合、装置から送信要求を受ける非メッシュ装置がこれらのネットワーク割当ベクトルを設定することは有利であり、受信機アドレスは自身のアドレスと異なるとともに、受信機アドレスが送信機アドレスと異なる場合、装置から送信要求を受けるメッシュ装置がこれらのネットワーク割当ベクトルを設定することは有利である。これは、メッシュネットワークが柔軟な態様で優先順位付けされ得るという利点がある。例えば、ネットワークトラフィックが比較的低いとき、メッシュ装置であるメッシュネットワークの装置は非メッシュ装置も、一時的に沈黙せず、全体のデータレートが高くなるように、通常モードで通信し得る。しかし、ネットワークトラフィックが増加するとき、メッシュ装置の優先順位付けが必要とされ得る。

ワイヤレスネットワークが基本サービスセット及び配信システムを含み、基本サービスセットの各々がメッシュ装置であるアクセスポイント及びアクセスポイントでない局を備え、データは、基本サービスセット及び配信システムの各々の間を、この基本サービスセットに帰属するアクセスポイントを介して移動され、アクセスポイントでない局が、非メッシュ装置として動作することは有利である。これは、更なるカバー範囲が可能であるという利点を有する。例えば、物理リンク制限は局から局の直線距離を制限し得るが、これは、いくつかのネットワークにとって充分である。しかし、他のネットワークにとって、局から局の直線距離を超えた更なる適用範囲が、必要とされる。配信システムは、拡張ネットワークを形成するために基本サービスセットを相互接続するのに用いられる。ワイヤレス媒体は、配信システム媒体から論理的に分離され得、各論理的媒体が、アーキテクチャの異なる構成要素によって、異なる目的のために用いられる。それゆえ、アーキテクチャの高い柔軟性が、達成される。アクセスポイントが、局としての機能を果たすことに加えて配信システムサービスを提供することによって、配信システムへのアクセスを提供する局であり得ることに留意されたい。全てのアクセスポイントも、アドレス指定可能である局であり、ワイヤレス媒体上、及び配信システム媒体上の通信のためのアクセスポイントにより用いられるアドレスが、必ずしも同じではないことは有利である。

メッシュモードで、送信要求が、非メッシュ装置のためのネットワーク割当ベクトルのための期間の値を有し、この値が、送信されるデータ量に基づいて設定されることは、有利である。これは、全体のデータレートが増加するように、メッシュネットワークを形成しているメッシュ装置によるワイヤレスネットワークの占有が最適化されるという利点を有する。

本発明のこれら及びその他の態様は、以下記載されている実施例から明らかであり、明確にされるであろう。

本発明は、添付の図面に関してなされる、好ましい実施例の以下の説明から、容易に理解され、類似のパーツが類似の参照符号により示される。

図１は、本発明の一実施例によるワイヤレスネットワークの概略図を示す。 図２は、本発明の一実施例によるワイヤレスネットワークの局間のリンクを図示する。 図３は、ワイヤレスネットワークのための方法を図示するため、ワイヤレスネットワークの一実施例のメッシュ装置の間の通信をする第１実施例を示す。 図４は、ワイヤレスネットワークのための方法を図示するため、ワイヤレスネットワークの一実施例のメッシュ装置の間の通信をする第２実施例を示す。 図５は、ワイヤレスネットワークのための方法を図示するため、ワイヤレスネットワークの実施例のメッシュ装置の間の通信をする第３実施例を示す。

図１は、本発明の一実施例によるワイヤレスネットワーク１の模式的な構造を示す。ワイヤレスネットワーク１が、ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥＳｔｄ８０２．１１のような標準規格、及びＩＥＥＥ ８０２．１１ｓ ＥＳＳのような更なる発展形に従って、ネットワークに対して使用され得る。ワイヤレスネットワーク１及びワイヤレスネットワーク１のための方法は、適用可能であるが、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）に制限されない。ワイヤレスネットワーク１及びワイヤレスネットワーク１のための方法は、ワイヤレス通信システムの一部であり得るか又はワイヤレス通信システムを構築し得る。これより、ワイヤレスネットワーク１は、無線又は有線ネットワークであり得る他のネットワークと結合され得る。

ワイヤレスネットワーク１のアドレス指定可能ユニットは、局２、３、４、５である。局２乃至５の各々は、メッセージの宛先であるが、通常、固定された位置ではない。局２乃至５は、可動型か、又は携帯型であり得、携帯型のものは、位置から位置に移動されるが、固定された位置のみにおいて使用され、可動型のものは、動いている間、ワイヤレスネットワーク１に実際にアクセスをする。しかし、静止局がしばしば伝搬効果により可動型であるように見えるように、伝搬効果は、携帯型及び可動型の局２乃至５の間の差異をぼやかせる。

ワイヤレスネットワーク１のアーキテクチャは、ワイヤレスローカルエリアネットワーク、又はそのようなものを提供するために相互作用するいくつかの部品を有し、これは上位層に対して局可動性をサポートする。ワイヤレスネットワーク１は、局２，３を含む基本サービスセット６と、及び局４，５を含む基本サービスセット７とを有する。基本サービスセット６、７は、互いから独立している。基本サービスセット６、７の各々は、ローカルエリアネットワークが必要とされる間のみ、事前に計画せずに形成され得、この結果、この種のネットワークはアドホックネットワークとみなされ得る。

局２、３と基本サービスセット６との間の関連は、動的である。局２、３は、止まり得るか、又は範囲外に出て、他の局は作動状態になり得るか、又は範囲内になり得る。基本サービスセット７の特性は、基本サービスセット６の特性と類似している。

ワイヤレスネットワーク１は、配信システム８を備える。局２乃至５とそれらのそれぞれの基本サービスセット６、７との間の動的な関連は、異なる基本サービスセット６、７の局２、５の間の通信を許容するために配信システム８を含む理由である。それゆえ、配信システム８は、異なる基本サービスセット６、７をつなぐ。データは、アクセスポイント１０を介して基本サービスセット６と配信システム８との間を移動する。更に、データは、アクセスポイント１１を介して基本サービスセット７と配信システム８との間を移動する。これより、アクセスポイント１０、１１の各々が、局３、４としての機能を果たすことに加えて配信システムサービスを提供することにより、配信システム８へのアクセスを提供する局（ここでは、それぞれ、局３及び４）であることは、有利である。それゆえ、ワイヤレスネットワーク１の各アクセスポイント１０、１１は、局３、４でもあるが、アクセスポイントではない局２、５もある。

配信システム８の複数の基本サービスセット６、７との組合せは、任意のサイズ及び複雑さのワイヤレスネットワーク１を形成することを可能にする。このような一種のワイヤレスネットワーク１は、拡張サービスセットネットワーク１と呼ばれ、この一例は図２に示される。

図２は、本発明の実施例によるワイヤレスネットワーク１の構成要素間のリンクの概略的な説明を示す。本実施例において、基本サービスセット６は、局２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、３から成る。基本サービスセット７は、局５、５Ａを含む。更なる基本サービスセット１２は、局１３、１３Ａ、１３Ｂを含み、局１３は、基本サービスセット１２に関連するアクセスポイント１４でもある。基本サービスセット１５は、局１６、１６Ａ、１６Ｂを備え、局１６は、アクセスポイント１７でもある。基本サービスセット１８は、局１９、１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｄから成り、局１９は、アクセスポイント２０でもある。アクセスポイント１０、１１、１４、１７、２０は、配信システム８上で互いに通信する。

連続したカバー範囲が達成されるように、基本サービスセット６、７、１２、１５、１８が部分的に重複し得ることに注意されたい。更に、基本サービスセット６、７、１２、１５、１８は、物理的にバラバラにされる。また、基本サービスセット６、７、１２、１５、１８のうちの少なくとも２つが、冗長性を提供するために物理的に並べて配置され得る。

ワイヤレスネットワーク１は、少なくとも２つのカテゴリのサービス、すなわち局サービス及び配信システムサービスを提供する。局サービスは、基本サービスセット内の局、例えば、基本サービスセット６のうちの局２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、３の間の媒体アクセス制御（ＭＡＣ）サービスデータユニット（ＭＳＤＵｓ）の移送をサポートするサービスのセットである。それゆえ、例えば、基本サービスセット６の局２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、３は、互いに直接通信可能である。

配信システムサービスは、媒体アクセス制御がワイヤレス媒体の１回の例（instance）で互いに直通通信しない局の間で媒体アクセス制御サービスデータユニットを移送するのを可能にする配信システム８により提供されるサービスのセットである。例えば、基本サービスセット６の局２から基本サービスセット７の局５に送信されるデータメッセージを考える。データメッセージは、局２から送信され、入力アクセスポイント１０である局３により受信される。アクセスポイント１０は、配信システム８の配信システムサービスに、メッセージを転送する。配信システム８の配信システムサービスは、配信システム８の範囲内において、局５を備える基本サービスセット７に関連する出力アクセスポイント１１である局４に到達するようにデータメッセージを届ける。

配信システム８の範囲内にデータメッセージを届けるために、配信システムサービスは、局５の基本サービスセット７に関連する適当なアクセスポイント１１に関する情報を必要とする。したがって、アクセスポイント１１に基本サービスセット７の各局４、５を関連付ける関連付けサービスが用いられ、局４、５の各々は、この場合、アクセスポイント１１において１つのアクセスポイントのみに関連付けられ得る。

媒体アクセス制御アーキテクチャは、ワイヤレスネットワーク１に提供される。媒体アクセス制御アーキテクチャは、分散協調機能及びポイント協調機能を組み込む。

分散協調機能は、衝突回避（ＣＳＭＡ／ＣＡ）を有するキャリア検知多重アクセスである基本的なアクセス方式である。分散協調機能は、全ての局２乃至５Ａ、１３乃至１３Ｂ、１６乃至１６Ｂ、１９乃至１９Ｄにおいて、実施される。例えば、局２が送信するには、まず他の局２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、３が送信しているかどうかを決定するため、媒体を検出する。媒体が使用中であると決定されない場合、送信は続行する。一方では、媒体が使用中であると決定される場合、局２は現在の送信の終了まで遅らせる。延期の後、又は、成功した送信の直後に再び送信に試みる前に、この媒体がアイドル状態の間、局２はランダムなバックオフ間隔を選択して、バックオフ間隔カウンタを減少し得る。

ポイント協調機能は、２乃至５Ａ、１３乃至１３Ｂ、１６乃至１６Ｂ、１９乃至１９Ｄのどの局が、現在送信する権利を有するかを決定するため、基本サービスセット６、７、１２、１５、１８のアクセスポイント１０、１１、１４、１７、又は２０で動作するポイントコーディネータを使用する。動作は、ポーリングの動作であり、ポイントコーディネータが、ポーリングマスターの役割を遂行している。ポイント協調機能の動作は、複数のポイント調整基本サービスセット６、７、１２、１５、１８が同じチャネルに動作する場合、効果的な動作を可能にするため、用途に応じて、付加的な協調を必要とする。

ポイント協調機能は、局２乃至５Ａ、１３乃至１３Ｂ、１６乃至１６Ｂ、１９乃至１９Ｄにおけるネットワーク割当ベクトルを設定することにより、アクセス優先順位付け機構により支援される仮想キャリア検知機構を使用し、媒体の利得制御のため、ビーコン管理フレームの範囲内に情報を配信する。ポイント協調機能は、競合のないアクセス手順を可能にするために、アクセス優先順位を提供する。これより、ポイント協調機能は、個別周期の間の競合を除去するように、フレーム送信を制御する。

ワイヤレスネットワーク１は、分散協調機能を組み込む媒体アクセス制御アーキテクチャを備える。配信は、局２乃至５Ａ、１３乃至１３Ｂ、１６乃至１６Ｂ、１９乃至１９Ｄにより使用されるワイヤレスネットワーク１の主要なサービスである。データメッセージが局２から局５に送信されるとき、データは、最初に局２から送信され、入力アクセスポイント１０である局３により受信される。アクセスポイント１０は、配信システム８の配信システムサービスに、データを付与する。それから配信システムサービスは、適当な配信システム宛先であるアクセスポイント１１に到着するように、配信システム８の範囲内にメッセージを届ける。それからデータは、局４であるアクセスポイント１１から、基本サービスセット６の範囲内の局５に送信される。それゆえ、データは、異なる基本サービスセット６、７の局２、５の間で送信され得る。

ワイヤレスネットワーク１において、異なるクラスにグループ化される異なるフレーム型が、提供され得る。第１クラスのフレームは、制御フレーム、管理フレーム及びデータフレームを含み得る。あり得る制御フレームは、送信要求、送信許可、受信通知、競合なし期間終了、受信通知、及び競合なし期間終了を送信する。あり得る管理フレームは、プローブ要求又は応答、ビーコン、認証、非認証、及び公表トラフィック表示メッセージである。データフレームは、フレーム制御ビット、例えば配信システム８が送信の間、含まれるかどうかを示すビットを含み得る。第２クラスのフレームは、管理フレーム、例えば関連付け要求又は応答、再会合要求又は応答、及び分離を含み得る。第３クラスのフレームは、データフレーム、管理フレーム及び制御フレームを含み得る。データフレームは、データサブタイプを含み得、フレーム制御ビットは、配信システム８の配信システムサービスを利用するために設けられ得る。

媒体アクセス制御アーキテクチャは、基本的なアクセス方式としてアクセス手順である分散協調機能を組み込む。分散協調機能は、衝突回避でキャリア検知多重アクセスをすることを特徴とし得る。分散協調機能は、全ての局２乃至５Ａ、１３乃至１３Ｂ、１６乃至１６Ｂ、１９乃至１９Ｄにおいて、実施される。局２は、送信の前に他の局２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、３が送信しているかどうかを決定する。ワイヤレス媒体が使用中であると決定されない場合、送信は継続する。衝突回避方法を有するキャリア検知多重アクセスによると、最小限の指定された期間のギャップが、連続したフレームシーケンスの間に用いられる。送信する局２は、送信を試みる前に、ワイヤレス媒体がこの必要とされる期間、アイドル状態であることを確認する。使用中のワイヤレス媒体の場合、局２は、現在の送信の終了まで延期する。延期の後、又は、成功した送信の直後に再び送信することを試みる前に、媒体がアイドル状態である間、局２はランダムなバックオフ間隔３０（図３乃至５）を選択して、このバックオフ間隔カウンタをデクリメントする。この方法の更なる改良は、更に衝突を最小化するために実施され得る。例えば、送信局２及び受信局２Ｃは、ワイヤレス媒体がアイドル状態であることを決定した後、いかなる延期又はバックオフの後、局２と２Ｃとの間にデータが送信される前に、送信要求及び送信可フレームである短い制御フレームを交換し得る。

分散協調機能は、局２乃至５Ａ、１３乃至１３Ｂ、１６乃至１６Ｂ、１９乃至１９Ｄの間でワイヤレス媒体の共有を可能にする。更に、特定の局、例えば局２、２Ｃの間の全ての方向付けられたトラフィックは、再送信を可能にするため、承認を使用し得る。分散協調機能の衝突回避プロシージャを有するキャリア検知多重アクセスは、複数局２乃至５Ａ、１３乃至１３Ｂ、１６乃至１６Ｂ、１９乃至１９Ｄの間の衝突確率を低下させ、これは、衝突がおそらく発生するポイントでワイヤレス媒体にアクセスする。媒体が使用中の状態に続いて、アイドル状態になった直後、キャリア検知機能により示される最高の衝突確率となる。これは、複数の局が、媒体がアイドル状態になるのを待っていたためである。この問題を解決するため、中間の競合衝突が解決されるように、ランダムなバックオフ間隔３０が用いられる。

送信要求及び実際のデータ転送より前の送信可の交換は、ワイヤレス媒体を分散する１つの手段である。送信要求及び送信可は、実際のデータ及び返す承認を送信するのに必要な期間と規定される期間ｄを含む。したがって、送信要求を送る局の受信範囲内の全ての局は、ワイヤレス媒体の次の使用を前もって知っている。

分散協調機能は、少なくとも２つの動作モード、通常モード及びメッシュモードを可能にする。通常モードにおいて、局２が局２Ｃにデータを送信する場合、局２は送信機アドレスとしての局２のアドレスと、受信機アドレスとしての局２Ｃのアドレスとから成る送信要求を送信する。それから、局２、２Ｃの近傍にある局２Ａ、２Ｂ、３は、局２から局２Ｃにデータ送信し、最終的に、局２Ｃから局２に返す承認を送信するため、媒体が予約される期間ｄにしたがって、これらのネットワーク割当ベクトルを設定する。

他の動作モードは、メッシュモードであり、図３乃至５と関連してより詳細に記載される。

図３は、ワイヤレスネットワーク１の一実施例のメッシュ装置の間の通信をする第１実施例を示し、図４が、この第２実施例を示し、図５は、この第３実施例を示し、これらの各々は、それぞれワイヤレスネットワーク１のための方法を図示する。

局３、４、１３、１６、１９でもあるアクセスポイント１０、１１、１４、１７、２０は、メッシュ装置、及び少なくとも時々メッシュネットワークとして動作する配信システム８の一部である。配信システム８の範囲内のデータ伝送を図示するため、アクセスポイント１７は、メッシュ装置である他のアクセスポイント１０、１１、１４、２０に送られなければならないバッファされるデータを有するメッシュ装置とみなされる。第１に、 アクセスポイント１７は、分散協調機能に従ってバッファされるデータの送信を開始するため、送信要求フレームである送信要求を送信する。ネットワークの容量使用量が比較的高く、その結果、配信システム８の範囲内のデータ転送の優先順位付けが必要であると仮定される。それゆえ、アクセスポイント１７は、送信要求３１の送信機アドレス及び受信機アドレスの両方がアクセスポイント１７のアドレスに設定されるように、メッシュモードに従って送信要求３１を送信する。更に、送信要求３１は、アクセスポイント１７でバッファされるデータ量に従って設定される期間ｄに対する値を有する。局２乃至２Ｃ、５、５Ａ、１３Ａ、１３Ｂ、１６Ａ、１６Ｂ、１９Ａ乃至１９Ｄは、送信要求３１を受信し、これにより、これらのネットワーク割当ベクトルを期間ｄに設定する。したがって、局２乃至２Ｃ、５、５Ａ、１６Ｂ、１３Ａ、１３Ｂ、１６Ａ、１９Ａ乃至１９Ｄは、期間ｄの間隔の間、沈黙する。メッシュ装置である他のアクセスポイント１０、１１、１４、２０は、これらがメッシュモードで動作するように、送信要求３１の送信機アドレスが送信要求３１の受信機アドレスに等しいことを決定する。

少なくとも隣接したアクセスポイント１１、１４、２０がアクセスポイント１７からデータを受信しようとするように、アクセスポイント１７でバッファされるデータは、通常全ての他のアクセスポイント１０、１１、１４、２０を意図される。アクセスポイント１７からデータを受けようとするアクセスポイント１１、１４、２０の間の衝突を回避するため、ランダムな期間のバックオフ間隔３０が、含まれる。アクセスポイント１１は、このバックオフ間隔３０が終了した後、ワイヤレス媒体にアクセスしようとする隣接したアクセスポイント１１、１４、２０のうちの第１のものである。第１実施例によると、図３に示されるように、アクセスポイント１１は、アクセスポイント１１にアドレス指定される、送信可フレームである送信可３２を送信する。これとともに、アクセスポイント１１は、アクセスポイント１７からアクセスポイント１１へのバッファされたデータの送信を開始する。アクセスポイント１１による送信可３２の受信の後、アクセスポイント１１は、従って、データ３３をアクセスポイント１１に送信する。それから、アクセスポイント１１は、アクセスポイント１１にアドレス指定される承認フレームである承認３４を送信し、この後、データの交換は終了する。

代替として、経路選択プロトコルは、通常のトラフィック経路に関する情報を使用可能にする。例えば、経路選択プロトコルは、通常、アクセスポイント１７がアクセスポイント１１にデータを送信することを示す。この情報に従って、アクセスポイント１０、１４、２０は、アクセスポイント１１がアクセスポイント１７からデータを受信しようとする第１アクセスポイントであるように、アクセスポイント１７からの送信要求３１の送信の後、沈黙を保ち得る。配信システム８の配信システムサービスは、アクセスポイント１１が、データ３３が送信されるべき適当なアクセスポイントであるかどうか決定するための情報を有する。アクセスポイント１１が適当なものでなく、例えば、アクセスポイント２０が適当なものである場合、１７は、アクセスポイント１１にデータ３３を送信することを拒否する。それから、アクセスポイント２０がワイヤレス媒体にアクセスしようとし、したがって送信可アドレスをアクセスポイント１７に送信する場合、データは、アクセスポイント１７からアクセスポイント２０に送信され得る。

それゆえ、図３に示される実施例によると、送信要求３１によりアクセスポイント１７でバッファされたデータについての知識を持つアクセスポイント１０、１１、１４、２０は、送信可３２に反応することによりこのデータをポーリングし得る。

図４は、アクセスポイント１０、１１、１４、１７、２０の間の通信をする第２実施例を示す。この場合、アクセスポイント１１は、送信機アドレス及び受信機アドレスの両方がアクセスポイント１１のアドレスに設定される送信要求３１を送信することにより、メッシュモードを開始する。それから、送信要求３１の送信側であり、アクセスポイント１１に送るためにデータを有する、アクセスポイント１１の近くの他のアクセスポイント１０、１４、１７は、送信要求３５を用いてこれらの送信を開始する。アクセスポイント１０、１４、１７の各々のバックオフ間隔の異なる設定のため、これらのうちの１つは、例えばアクセスポイント１４が、第１のものである。それゆえ、アクセスポイント１４は、アクセスポイント１１にアドレス指定される送信要求３５を送信する。アクセスポイント１１は、アクセスポイント１４にアドレス指定される送信可３６で応答する。それから、現在アクセスポイント１４でバッファされるデータ伝送３７が、発生する。アクセスポイント１４からアクセスポイント１１へのデータ伝送３７の後、データ３７の受信は、アクセスポイント１１によって、承認フレームである承認３８で承認される。それから、おそらく、更なるデータ３９は、アクセスポイント１４からアクセスポイント１１へ送信される。この更なるデータ３９は、承認４０でアクセスポイント１１により承認される。その後、これらのネットワーク割当ベクトルに従って、局２乃至２Ｃ、５、５Ａ、１３Ａ、１３Ｂ、１６Ａ、１６Ｂ、１９Ａ乃至１９Ｄが、沈黙を保つ残りの期間ｄが十分に長い場合、アクセスポイント１１、１４の端及び他の隣接したアクセスポイント１０、１７間の送信は、これらのデータをアクセスポイント１１に送信し得る。

図５は、フレーム交換をする第３実施例を示す。この第３実施例において、フレーム交換は、制御フレームの交換の低下をもたらす。第１に、メッシュモードは、送信機アドレス及び受信機アドレスの両方が例えばアクセスポイント１１のアドレスに設定される送信要求３１を送ることにより開始される。例えばアクセスポイント１４でバッファされるデータ量が比較的小さいとき、アクセスポイント１４は、データ４１で直接送信を開始する。データ４１は、アクセスポイント１４からアクセスポイント１１まで送られる。データ４１の受信は、アクセスポイント１１によって、承認３８で承認される。それから、期間ｄが続く限り、アクセスポイント１１の近くの他のアクセスポイント１０、１７は、データをアクセスポイント１１に送信しようとし得る。

記載されている実施例において、アクセスポイント１０、１１、１４、１７、２０が、配信システム８であるメッシュネットワークを構築することに留意されたい。それゆえ、この場合、アクセスポイント１０、１１、１４、１７、２０は、メッシュ装置とみなされる。したがって、他の局２乃至２Ｃ、５、５Ａ、１６Ｂ、１３Ａ、１３Ｂ、１６Ａ、１９Ａ乃至１９Ｄは、非メッシュ装置とみなされる。このアーキテクチャは、配信システム８の性能が高まるという利点を有する。

用途に応じて、他のアーキテクチャも、可能である。例えば基本サービスセット６、７、１２、１５、１８の範囲内でも、メッシュネットワークが構築され得る。例えば、基本サービスセット６において、局２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、３の一部又は全ての局２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、３が、メッシュネットワークを構築するメッシュ装置とみなされ得る。それから、基本サービスセット６の局２乃至３間の通信は、優先される。

ワイヤレスネットワーク１及びこのようなワイヤレスネットワーク１のための方法は、単一周波数のみが利用可能であり、その結果非メッシュ装置であるレガシ局がワイヤレス媒体に過負荷をかけ得る場合、特に役に立つ。レガシ装置は混雑処理のいかなる手段も組み込まず、その結果、これらの積極的なチャネルアクセスがワイヤレスネットワーク１の不十分な性能をもたらすであろう。高い信頼性及び向上された性能が達成されるように、ワイヤレスネットワーク１は、非メッシュ装置の上にメッシュ装置の優先順位付けを可能にする。

本発明の例示的実施形態が開示されるが、本発明の主旨と範囲から逸脱することなく本発明の効果のいくつかを達成する様々な修正及び変更がなされ得ることは、当業者には明らかである。発明の概念に対するこのような修正は、請求項の範囲内にあると意図され、参照符号は、本発明の範囲を制限するとして解釈されるべきではない。更に、説明及び請求の範囲において、「有する」の意味は、他の要素又はステップを除外するとして理解されるべきではない。更に、単数形の表記は、複数形を排除せず、単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項において、詳述されるいくつかの手段の機能を満たし得る。

Claims (14)

1. メッシュ装置及び非メッシュ装置を備えるワイヤレスネットワークであって、アクセス方式として少なくとも分散協調機能を組み込む媒体アクセス制御アーキテクチャが設けられ、これらの装置が、前記分散協調機能に従ってデータ伝送を開始するために送信要求を送信し、
   通常モードにおいて、前記装置はメッシュ装置又は非メッシュ装置であり、前記送信要求が、送信機アドレスとして送信している前記装置のアドレスと、受信機アドレスとして要求を送信している前記装置が送信している装置のアドレスとを有し、
   メッシュモードにおいて、メッシュ装置が、前記送信機アドレス及び前記受信機アドレスの両方が同じメッシュ装置のアドレスに設定される送信要求を送信する、ワイヤレスネットワーク。
2. 前記メッシュモードにおいて、前記メッシュ装置から前記データを受信することを意図する他のメッシュ装置が、前記メッシュ装置から前記他のメッシュ装置への前記データの送信を開始することを特徴とする請求項１に記載のワイヤレスネットワーク。
3. 前記他のメッシュ装置が前記送信を開始するように送信許可を前記メッシュ装置に送信することを特徴とする、請求項１に記載のワイヤレスネットワーク。
4. 前記他のメッシュ装置が、前記送信要求の前記受信機アドレスに等しい、前記メッシュ装置からの前記送信要求の前記送信機アドレスに基づいて、前記メッシュ装置から前記データを受信する予定であるかどうかを決定することを特徴とする、請求項２又は３に記載のワイヤレスネットワーク。
5. 前記受信機アドレスが自身のアドレスと異なる場合、前記装置から前記送信要求を受信する非メッシュ装置が、これらのネットワーク割当ベクトルを設定し、前記受信機アドレスが自身のアドレスと異なり、前記受信機アドレスが、前記送信機アドレスと異なる場合、前記装置から前記送信要求を受信する前記メッシュ装置が、これらのネットワーク割当ベクトルを設定することを特徴とする、請求項１に記載のワイヤレスネットワーク。
6. 基本サービスセット及び少なくとも１つの配信システムを特徴とするワイヤレスネットワークであって、前記基本サービスセット６、７の各々が、メッシュ装置であるアクセスポイント及びアクセスポイントでない局を有し、データが、この基本サービスセットに帰属する前記アクセスポイントを介して前記基本サービスセットの各々と前記配信システムとの間を移動され、アクセスポイントでない前記局が、非メッシュ装置として動作する、請求項１に記載のワイヤレスネットワーク。
7. アクセス方式として少なくとも１つの分散協調機能を組み込む媒体アクセス制御アーキテクチャを有する、ワイヤレスネットワークのための方法であって、
   前記分散協調機能に従って、ある装置と他の装置との間のデータ伝送を開始するように送信要求を送信するステップを有し、
   通常モードにおいて、前記装置が、メッシュ装置又は非メッシュ装置であり、前記送信要求が、送信機アドレスとして前記装置のアドレスと、受信機アドレスとして前記他の装置アドレスとを有し、
   メッシュモードにおいて、前記装置及び前記他の装置が、メッシュ装置であり、前記送信要求において、前記送信機アドレス及び前記受信機アドレスの両方が同じメッシュ装置のアドレスに設定される、方法。
8. メッシュモードにおいて、前記送信要求が、非メッシュ装置用のネットワーク割当ベクトルのための期間のための値を有することを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 前記装置と前記他の装置との間で送信される前記データの量に基づいて、非メッシュ装置用の前記ネットワーク割当ベクトルのための前記期間に対する値を設定するステップを含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
10. ワイヤレスネットワークのためのメッシュ装置であって、アクセス方式として少なくとも分散協調機能を組み込む媒体アクセス制御アーキテクチャを備え、前記メッシュ装置により受信又は送信される送信要求が、前記送信要求の受信機アドレスに等しい送信機アドレスを有する場合、前記メッシュ装置が、前記分散協調機能に従ってデータを送信することを可能にされる、ワイヤレスネットワークのためのメッシュ装置。
11. 前記メッシュ装置が前記送信要求を送信し、前記送信要求の前記送信機アドレス及び前記受信機アドレス両方が、メッシュモードを開始するように前記メッシュ装置のアドレスに設定される、請求項１０に記載のメッシュ装置。
12. データの伝送を開始するように、前記送信要求が受信される場合、前記メッシュ装置が、前記送信要求に応答する、請求項１０に記載のメッシュ装置。
13. 受信された前記送信要求が、送信許可によって応答することを特徴とする、請求項１２に記載のメッシュ装置。
14. ネットワーク割当ベクトルを特徴とするメッシュ装置であって、受信される送信要求の受信機アドレスが前記メッシュ装置のアドレスと異なり、前記受信機アドレスが前記送信要求の送信機アドレスと異なる場合、前記ネットワーク割当ベクトルが設定される、請求項１０に記載のメッシュ装置。

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