JP5653470B2 - フレームの高速再伝送を実施する方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、高速転送のための方法、装置およびコンピュータ・プログラム製品を提供するものである。

関連出願の相互参照
本出願は、参照により本明細書にその全体が組み込まれている、２００８年１月１５日出願の米国特許仮出願第６０／０２１２３１号の便益を主張する。

無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）が至るところに存在するようになった。無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）に対する要求の高まりが、より高いスループットを提供できる新技術の開発を推し進めている。この高まりは、主として、無線伝送を望むユーザおよびアプリケーション数の増大に起因し、副次的には、２地点間の単一接続に沿ってより大きな伝送速度を必要とする新しいアプリケーションの出現に起因している。

無線のローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）では、ＴＸＯＰ（ｔｒａｎｓｍｉｔ ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ：送信機会）が導入された１１ｅ改正と、ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１（商標）−２００７（ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１−１９９９の改訂版）と、無線ＬＡＮメディア・アクセス制御（ＭＡＣ）および物理層（ＰＨＹ）の仕様とを含む２００７ ８０２．１１規格に記載されている非同期分散型ランダム・チャネル・アクセス方式を使用しながら、ＴＸＯＰとして知られる単一のフレームまたは一連のフレームを伝送するために、無線チャネルを予約することができる。

こうした環境では、伝送元および伝送先の両方が、干渉隣接ノード群を確定するために予約デュレーションをブロードキャストする。ＴＸＯＰは、チャネルに対する単一競合の後に一対のノード間で伝送される一連のフレームである。ＴＸＯＰ所有者、つまりＴＸＯＰを開始するノードは、ＴＸＯＰのフレームを受信するノードである応答者に対して１回目の伝送をした後に、競合することなく伝送を行うことができる。

現在のところ、無線ＬＡＮにおいてＴＸＯＰ用のチャネルを予約する基本的な方法が２つある。予約を実行する第１の方法は、フレームごとの予約を使用することによるものである。８０２．１１分散型チャネル・アクセスＭＡＣプロトコルに従って、ＲＴＳ／ＣＴＳフレームを使用して、予約の開始が隣接ノードに通知される。あるいは、ＴＸＯＰの第１フレームは、そのデュレーション・フィールドが、後続フレームの伝送用チャネルを予約するのに十分長い時間間隔に設定されている。この予約時間は、各データ・フレームおよび後続の肯定応答を用いて予約の長さを更新することによって、フレームごとに延長される。フレームごとの予約である結果、予約が拒否された場合、キャンセルは必要とされない。

無線ＬＡＮにおいて予約を行うもう１つの方法は、開始から終了までの予約を使用することによるものである。フレームごとにチャネル予約の時間を延長することが不可能な場合、予約要求時に、伝送シーケンス全体に対して、つまり伝送シーケンス全体の開始から終了までチャネルを予約しなければならず、この予約要求が拒否された場合、または伝送完了時に時間が予約されたままである場合は、予約をキャンセルしなければならない。

開始から終了までの予約は、ノード（つまりメッシュ・ポイント／ＡＰ／ステーション）のどんな組合せにも適用可能である。ノードは、１つまたは種々の異なる伝送先に向けられる伝送シーケンス全体をカバーするようにチャネルを予約する。この伝送シーケンスは、伝送先からの応答を含むことがあり得る。予約が許可されない場合、または伝送シーケンスが完了した場合、予約を行っているノードは、予約をキャンセルすることによって残りの予約時間を解放する。

コリジョンを回避するために、それぞれのノードは、受信された予約要求および応答に従って設定される、トラフィック・チャネル用のＮＡＶを保持する。ＮＡＶは、ノードがトラフィック・チャネル上での伝送を差し控えなければならない時間区間として定義される。ＮＡＶは、各ステーションによって保持される。また、ＴＸＯＰ予約要求または予約要求への応答として使用し得る、受信された伝送のデュレーション・フィールド値によって更新される。伝送元からの予約要求は伝送先によって許可または拒否され、通知が伝送元に送られる。この応答は、伝送先ノードの隣接ノードに通知するために、デュレーション・フィールド内に残りの予約デュレーションを含んでいる。無線ネットワークの応用例には、ＶｏＩＰ／マルチメディアと総称されるボイス・オーバー・インターネット・プロトコル（ＶｏＩＰ）ならびにマルチメディア（音声および／またはビデオ）が含まれる。ＶｏＩＰ／マルチメディアの応用例では、十分な通信品質を維持するために一定のサービス品質（ＱｏＳ）を必要とする。ＶｏＩＰ／マルチメディアでは待ち時間が問題になり得る。ＱｏＳを満足するためには、全体的な終端間無線遅延が短いことが必要とされる。ＩＥＥＥ８０２．１１規格の２００７改訂版に組み込まれている、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に対する８０２．１１ｅ改正は、無線ＬＡＮ内の伝送から無線遅延を低減させる機構を規定している。この機構は単一ホップ伝送である。８０２．１１ｅ機構は、マルチホップ伝送が関与する無線ネットワークにおける待ち時間要件を満たすのに適切でない恐れがある。無線メッシュ・ネットワークが、こうしたネットワークである。無線メッシュは、（有線ネットワークに接続されない）アド・ホック・モード・メッシュでもよく、あるいは（有線ネットワークに接続されている）インフラストラクチャ・モード・メッシュでもよい。一般に、伝送元および伝送先がメッシュ内にあるトラフィック、ならびに有線ネットワークから／に接続されるトラフィックのどちらもメッシュ上で共存可能である。有線ネットワーク中を移動する音声トラフィックの待ち時間／ジッタ限界は、無線メッシュ上にあるトラフィックの待ち時間／ジッタ限界（１７５〜２００ミリ秒）よりも短い（４０〜５０ミリ秒）。メッシュはマルチホップ・フローを伴う。メッシュ基幹ネットワークはマルチホップ・ネットワークである。マルチホップ経路遅延は、少なくとも単一ホップ遅延の整数倍になる。単一チャネル上で動作する無線メッシュは、端末間において無線で生じる待ち時間に近隣で影響を与える恐れのある新規のコリジョン挙動を有する。隠れノードの遍在、ならびに競合ベース・アクセスとマルチホップ・フローとの相互作用が、非メッシュ体験によって示唆される以上に、メッシュおよび隣接ＷＬＡＮの両方で待ち時間の増大をもたらす。隠れノードは再試行後に隠れたままであり、隠れノードの伝送はドロップされる。マルチホップ・フロー上で順次転送されたフレームの相互関係の強さは、コリジョンに関与した伝送に過度の遅延を生じさせる。下位互換性を得るために、また競合ベース・アクセス・プロトコルを使用し続けるために、メッシュ側で改善策が必要とされている。ＱｏＳトラフィックのためには、マルチホップ遅延は、単一ホップ遅延と同一の待ち時間制限を満たさなくてはならない。無線待ち時間を低減させる改善策について、次に述べる。目標は、マルチホップ経路に沿って高速でフレームを転送することにより、最長マルチホップ経路で生ずる遅延を低減させることである。

失敗した伝送の再伝送には、通常、より広い競合ウィンドウを使用するバック・オフを要する。高速再伝送するために、バック・オフなしで済ませ、ＡＣＫタイムアウトに続く短フレーム間隔（ＳＩＦＳ）の後に伝送することによって、フレームが再伝送される。高速転送されるフレームは、優先権を与えられているため再伝送で衝突する可能性がより低い。２つの高速転送されたフレームが繰り返し衝突することを防ぐために、１回目の再伝送試行のみが優先待遇を受ける。

無線メッシュでの遅延を低減させる１つの方法は、キャパシティ・プロビジョニングを行うことによるものである。メッシュ・ネットワークのノードおよびリンクは、トラフィック・バッファがネットワーク内の任意の場所に構築されるのを防ぐのに十分なキャパシティを有していなければならない。適切なプロビジョニングには、トラフィック・プロファイルに合致するように高トラフィック密度のノードで複数の無線機を使用することを要する。

無線メッシュでの遅延を低減させるもう１つの方法は、輻輳制御を行うことによるものである。プロビジョニングが行われるとすると、伝送速度の低減およびトラフィックの再ルーティングにより、輻輳を軽減することができる。プロビジョニングが適切である場合でさえも、トラフィックの確率論的性質により、短期的変動が生じることがあり、それによっていずれかのノードで輻輳を生じる可能性がある。

輻輳制御およびキャパシティ・プロビジョニングが行われる場合、転送されるＱｏＳトラフィックのメッシュ間でのＭＡＣ層優先伝送は、マルチホップ経路に沿っての端末間遅延を低減させるのに役立つ。高速転送を得るには、ＱｏＳトラフィックは、マルチホップ経路上で転送される際に最優先アクセスを必要とするはずである。他のすべてのトラフィックにはより低い優先順位のアクセスが用いられる。ＥＤＣＡは、単一チャネル上でのアクセス優先順位付けを提供している。しかしながら、ＥＤＣＡを使用したのではさらなる優先順位付けが不可能である。高優先度８０２．１１ｅトラフィック（ＶＯ／ＶＩ）はすでに最優先アクセス・カテゴリを用いている。転送されるＱｏＳトラフィックには、異なる機構が必要とされている。

米国特許仮出願第６０／０２１２３１号

２００７ ８０２．１１規格

上述の機構など従来の機構には、様々な欠陥がある。本発明の諸実施形態は、これらの欠陥を著しく克服し、タイム・センシティブＱｏＳ（ＴＳＱ）フレームとして指定されたフレームの高速転送を実施する機構および技法を提供する。

フレームの高速再伝送を実行する方法の特定の一実施形態において、この方法は、複数ノードのうちの第１ノードから第２ノードに高速転送されるべきタイム・センシティブ・サービス品質（ＴＳＱ）フレームとして指定されたフレームの伝送を試行する操作を含む。この方法は、ＴＳＱフレームの伝送を試行する間、ＴＳＱフレームに関連するコリジョンを検出する操作をさらに含む。さらにこの方法は、所定のバック・オフ期間待機することなくＴＳＱフレームの再伝送を試行する操作を含む。

他の実施形態は、フレームの高速再伝送を提供するためのコンピュータ可読コードを有するコンピュータ可読媒体を含む。このコンピュータ可読媒体は、複数ノードのうちの第１ノードから第２ノードに高速転送されるべきタイム・センシティブ・サービス品質（ＴＳＱ）フレームとして指定されたフレームの伝送を試行する命令を含む。このコンピュータ可読媒体は、ＴＳＱフレームの伝送を試行する間、ＴＳＱフレームに関連するコリジョンを検出する命令をさらに含む。さらに、このコンピュータ可読媒体は、所定のバック・オフ期間待機することなくＴＳＱフレームの再伝送を試行する命令を含む。

他の実施形態は、本発明の実施形態として本明細書に開示されたすべての方法操作を処理するように構成されたコンピュータ化装置を含む。かかる実施形態では、コンピュータ化装置は、メモリ・システムと、プロセッサと、これらのコンポーネントを接続する相互接続機構内の通信インターフェースとを含む。メモリ・システムには、プロセッサ上で実施される（たとえば実行される）とき、本明細書で本発明の実施形態として説明する方法の実施形態および操作のすべてを実施するように、コンピュータ化装置内で本明細書で説明するように動作する、本明細書で説明する高速再伝送を提供する処理が、コード化して格納される。したがって、本明細書で説明する処理を完全に実施する、または実施するようにプログラムされているどんなコンピュータ化装置も、本発明の実施形態である。

本明細書に開示された本発明の諸実施形態の他の構成は、上記で概説し下記で詳細に開示する方法の実施形態のステップおよび操作を実施するためのソフトウェア・プログラムを含む。より詳細には、コンピュータ・プログラム製品は、コンピュータ化装置内で実施されるとき本明細書で説明されるように高速転送をもたらす関連操作を提供する、コード化して格納されたコンピュータ・プログラム論理を含むコンピュータ可読媒体を有する一実施形態である。このコンピュータ・プログラム論理は、コンピュータ・システムを備えた少なくとも１つのプロセッサ上で実行されるとき、このプロセッサに、本明細書に本発明の実施形態として示された操作（たとえば、方法）を行わせる。本発明のかかる構成は通常、光媒体（たとえばＣＤ−ＲＯＭ）、フロッピー（登録商標）・ディスクまたはハード・ディスク、あるいは１つまたは複数のＲＯＭまたはＲＡＭまたはＰＲＯＭチップ内のファームウェアまたはマイクロコードなど、あるいは特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）など、あるいは１つまたは複数のモジュール、共有ライブラリ、その他内のダウンロード可能ソフトウェア・イメージなどの他の媒体といったコンピュータ可読媒体上に配置またはコード化して格納されているソフトウェア、コードおよび／または他のデータ構造として提供される。ソフトウェアまたはファームウェアまたは他のこうした構成を、コンピュータ化装置上にインストールして、このコンピュータ化装置内の１つまたは複数のプロセッサに、本明細書で本発明の実施形態として説明されている技法を実施させることができる。また、一群のデータ通信装置または他のエンティティ内など一群のコンピュータ化装置内で操作されるソフトウェア処理で、本発明のシステムを提供することもできる。本発明のこのシステムは、複数のデータ通信装置上の多数のソフトウェア処理に分散させてもよく、あるいはすべての処理を、少数組の専用コンピュータ上でまたはただ１つのコンピュータ上で実行してもよい。

本発明の諸実施形態は、厳密に、ソフトウェア・プログラムとして、ソフトウェアおよびハードウェアとして、あるいはデータ通信装置内などのハードウェアおよび／または回路のみとして実施できることを理解されたい。本明細書に述べられた本発明の特徴は、データ通信装置、および／またはＡｖａｙａ，Ｉｎｃ．（ニュージャージー州リンクロフト）によって製作されたソフトウェア・システムなどこうした装置用のソフトウェア・システムで使用することができる。

本開示で論じる種々の特徴、技法、構成などはそれぞれ、独立にまたは組み合わせて実施できることに留意されたい。したがって、本発明は、多数の異なる形で実施し考察することが可能である。

また、本明細書の以上の概説部分では、本開示または特許請求の範囲に記載されている発明のあらゆる実施形態および／またはますます新規性が増大する態様を規定しなかったことにも留意されたい。その代わりに、この概説では、様々な実施形態、および従来技法に比べて新規な対応する諸点の予備的議論のみを行った。本発明のさらなる詳細、要素および／またはあり得る観点（変更）については、読者は、以下でさらに論じる本開示の「発明を実施するための最良の形態」の項および対応する図面を参照されたい。

上記のことは、添付図面に示される本発明の好ましい実施形態に関する以下のより具体的な説明により明らかとなるであろう。図面中で、様々な図面を通じて、同一の部分には同じ参照符号を付す。図面は必ずしも一定の倍率で示しておらず、むしろ本発明の原理を図示することを強調してある。

複数ノード間で高速転送されるフレームのタイミングを示す図である。 マルチチャネル高速転送のタイミングを示す図である。 本発明の諸実施形態によるフレームの高速再伝送を示す図である。 無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）内におけるフレームの高速再伝送を示す環境のブロック図である。 本発明の諸実施形態による高速再伝送を実行する方法の特定の一実施形態の流れ図である。 本発明の諸実施形態による高速再伝送を実行するコンピュータ・システムの例示的コンピュータ・システム・アーキテクチャを示す図である。

高速転送は、転送ノードが確実に単一ホップ伝送よりも短い遅延を受けるようにすることにより、指定されたフレームの、マルチホップ経路に沿っての遅延を低減させるために使用される技術である。単一チャネル・メッシュでは、転送遅延は、転送される伝送用のチャネルを十分長い時間間隔で予約して、次の転送ノードがチャネルを獲得できるようにすることによって低減される。このようにして、即時アクセスがマルチホップ経路上の第１ノード以外のノードに与えられて、ＱｏＳトラフィックが転送される。

高速転送されるべきフレームは、タイム・センシティブＱｏＳ（ＴＳＱ）伝送として指定される。特殊フラグを使用して、ＴＳＱ伝送の判定基準および／またはその経路に沿って入手可能な情報に基づいて伝送を高速転送としてマークすることができる。ＴＳＱ指定はアプリケーションによって付与することができ、たとえばＴＳＱフレームは、指定ユーザ優先度（たとえばＶＯ）のフレームでよい。あるいは、ＴＳＱ指定は発信ノードによっても付与することができ、たとえばアド・ホックとインフラストラクチャのトラフィックに差異がある場合、ポータルから開始されるまたはポータルに送られるすべての音声フレームは発信ノードによってＴＳＱと指定される。さらにＴＳＱ指定は、他の判定基準を用いる場合にも使用できる。

高速転送フレームを処理するために、ＴＳＱフレームが転送されるとき、既知の時間増分ＤＴ０がデュレーション・フィールド値に加算される。伝送先ノードで受信されたＴＳＱフレームに対して返信されたＡＣＫ（もしあれば）のデュレーション・フィールドは、受信されたフレームのデュレーション・フィールドに基づいて設定される。受信ノード以外の、伝送を聴取するすべてのノードは、受信された伝送のデュレーション・フィールドに従ってＮＡＶを設定する。受信ノードがフレームを転送する場合、受信ノードは、ＮＡＶを設定する前に受信フレームのデュレーション値からＤＴ０を減算し、ＴＳＱフレームの受信の肯定応答が完了したとき受信ＴＳＱフレームの伝送を試行する。転送ノードが受信フレームを処理しこの受信フレームを次のホップ上で伝送する準備をできるようにするためには、ＤＴ０は十分長くなければならない。ＤＴ０は少なくとも１タイム・スロットの長さでなければならない。

ここで図１を参照すると、複数ノード間で高速転送されるフレームのタイミングを示す図式１０が示されている。ノード１〜５が、ノード１からノード２に、ノード２からノード３に、次いでノード３からノード４に移動する高速転送フレーム用の３ホップ経路とともに示されている。ノード５は非転送隣接ノードである。各ノードはチャネル１２用のＮＡＶを保持する。第１フレーム１４は、第１ノードから第２ノードに転送されるべき高速転送フレームとして指定される。デュレーション・フィールドは、フレームがマルトホップ経路の転送ノードに伝送されるとき、通常よりも大きい値に設定される。転送ノード２および３は、受信されたフレームの肯定応答を完了したときに伝送する。本発明の一代替実施形態では、転送ノード２および３は、ＮＡＶを設定するとき増分を差し引くことによって、受信されたフレームのデュレーション値を調整する。非転送隣接ノード（たとえばノード５）は、受信されたデュレーション・フィールドによりそのＮＡＶを設定する。したがって、転送フレームの意図された受信者であるノード２はＮＡＶを設定しない。したがってノード２は、ノード５より前にチャネル１２に対するアクセス権を有し、ノード２が、ノード５より前にこのチャネルにアクセスしフレームを転送できるため、フレームはより高速に転送される。このようにして、伝送および肯定応答が完了したときにノード２は伝送することができ、一方でデュレーション・フィールド値に設定されたノード５のＮＡＶは、受信されたフレームが肯定応答されたときにＤＴ０の値を有している。

経路上の第１ノード以外の転送ノードすべてについてＴＳＱフレームを転送するとき、競合が低減される。隣接ノードは、（任意の独立したＮＡＶ設定要求がなければ）新規転送ノードの伝送準備が整ったときに依然としてこの隣接ノードのＮＡＶが少なくとも１タイム・スロットに設定されているため、チャネルをめぐって競合しなくなり、当該ノードはどの隣接ノードよりも前に伝送可能になる。

転送ノードは、伝送を試行する前に被制御チャネル・アクセス（ＣＣＡ：Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｃｃｅｓｓ）を実施することができる。これにより、受信されたＴＳＱ伝送を聴取しておらずそれに従ってＮＡＶの設定を行っていない他のノードとのコリジョンが回避される。チャネルがビジーである場合、転送ノードは短期競合ウィンドウＣＷｍｉｎ（ＥＦ）から遅延をバック・オフする。

ＴＸＯＰにより、複数フレームを単一の競合で伝送することが可能になる。ＴＸＯＰは高速転送とともに用いることができる。この組合せにより、転送経路に沿っての競合およびコリジョンが低減される。転送されるべきＴＸＯＰの各フレーム上のデュレーション・フィールド値は、ＤＴ０だけ増加する。ＴＸＯＰは、ＴＳＱフレームだけを含んでもよく、あるいは一部のフレームが高速転送され他のフレームは高速転送されるべきでないフレームの組合せを含んでもよい。高速転送されるべきフレームはＴＳＱのフラグを立てられる。受信ノードにおけるＴＳＱフレームの処理遅延を低減させ、それによりＴＳＱフレームの即時転送を可能にするために、ＴＸＯＰのＴＳＱフレームは、好ましくは、非ＴＳＱフレームより前に伝送すべきである。所与のＴＸＯＰ内のＴＳＱフレームはすべて、同一ノードに伝送される。伝送先ノードで受信されたＴＸＯＰフレームの各々に対するＡＣＫ（もしあれば）のデュレーション・フィールドは、受信されたフレームに基づいて設定される。受信ノードは、ＴＸＯＰの完了および肯定応答の後すぐ伝送できるようになる。受信されたＴＸＯＰ内のフレームの転送は、ＮＡＶが満了したときに開始され、これは全ＴＸＯＰの受信および肯定応答が完了すると生じる。受信されたＴＸＯＰ内のフレームの転送には、次のホップ伝送先ノードに基づいてフレームを異なるＴＸＯＰに分離することを要することがある。受信されたＴＸＯＰと同一のアクセス・カテゴリ中の受信ノードにおいてバッファリングされたフレームについては、こうしたフレームが、転送されたＴＸＯＰと同一のノードに送信され、かつ増大されたＴＸＯＰのサイズが、そのアクセス・カテゴリのＴＸＯＰ限界を超えないことを条件に、転送されたＴＸＯＰ内に伝送できる。

ＲＴＳ／ＣＴＳは、無線メッシュ内で一般的に存在する隠れ端末の影響を低減させるための機構である。ＲＴＳ／ＣＴＳ保護は、高速転送と一緒に使用することができる。この組合せにより、転送経路上の競合およびコリジョンが低減される。タイム・センシティブＱｏＳフレームのＲＴＳは、ＴＳＱのフラグを立てられ、ＲＴＳのデュレーション・フィールドは増分ＤＴ０だけ増加される。ＲＴＳがアドレス指定されたノードは、受信されたそのＲＴＳのデュレーション・フィールドに基づいて設定されたデュレーション値を有するＣＴＳで応答する。ＲＴＳを受信したノードは、１つ（または複数）のＲＴＳ保護フレームを転送しなければならない場合、この１つ（または複数）のＲＴＳ保護フレームが肯定応答されると直ちに転送を行う。受信されたフレームまたはＴＸＯＰの転送は、ＮＡＶが満了したときに開始され、この満了はフレームまたはＴＸＯＰの受信および肯定応答が完了すると生じる。この高速転送機構は、受信ノードがフレーム受信の肯定応答の後に受信ノードのＮＡＶを監視する必要がないときでさえ動作する。高速転送は、ＴＳＱとマークされたフレームに、他のトラフィックすべてに勝る優先アクセスを付与する。

他の一実施形態はマルチチャネル高速転送に関連するものである。一例が、図２の環境２０に示されている。制御チャネル上でＣＣ−ＲＴＳの送信を試行するとき、予約されているデータ・チャネルがビジーな場合、ＡＩＦＲ（ａｄｖａｎｃｅ ｉｎｔｅｒｖａｌ ｆｏｒ ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ：予約先行期間）に等しい時間間隔内にチャネルのＮＡＶが満了する予定でない限り、ノードが伝送を行わないまたはバック・オフ遅延を低減させないことがある。ノードがＣＣ−ＲＴＳにＣＣ−ＣＴＳで応答するとき、指示されたデータ・チャネルがビジーな場合、（ＡＩＦＲ−ＲＴＳ＿Ｔｘ時間）［ＲＴＳ＿Ｔｘ時間はＣＣ−ＲＴＳの伝送時間である］に等しい時間間隔内にチャネルのＮＡＶが満了する予定でない限り、ノードは予約を拒否しなければならない。ＡＩＦＲの長さは、ＣＣ−ＲＴＳ／ＣＣ−ＣＴＳのアクセス優先度に依存する。より高いアクセス優先度にはより大きいＡＩＦＲが用いられる。

図３は、本発明の諸実施形態によるフレームの高速再伝送を示す図である。第１フレーム３２は、第１ノードから第２ノードに転送されるべき高速転送（ＴＳＱ）フレームとして指定される。転送されるこのＴＳＱフレーム３２は、第１ノードから第２ノードへの伝送を試行する間に、他のフレームと衝突する。この結果、ＴＳＱフレーム３２の再伝送３４が行われる。１回目にコリジョンが発生したとき、フレームは、所定のバック・オフ期間待機することなく再伝送される。次のコリジョンが発生したときは、フレームは、所定のバック・オフ期間待機した後に再伝送される。この再伝送は、肯定応答（ＡＣＫ）タイムアウト３６の後に行うことができる。

次に図４を参照すると、高速再伝送の図が示されている。高速再伝送の使用により、マルチホップ伝送をより高速に完了させることが可能になる。図４は、高速転送および高速再伝送が単一チャネル・メッシュ上で行われる環境５０を示している。従来の（たとえば高速転送されない）フレーム５４が、ノードＦからノードＥに伝送中であり、それと同時に高速転送されるフレーム５２がノードＡからノードＢに伝送中である。これらの伝送は、隠れ端末コリジョンをもたらす。ノードＡでのフレーム５２の伝送は、フレーム５４に対しノードＥで干渉を引き起こし、一方、ノードＦでのフレーム５４の伝送は、フレーム５２に対しノードＢで干渉を引き起こす。

高速再伝送により、（ノードＦは所定の競合バック・オフ期間待機することになるものの、）ＴＳＱフレーム５２がノードＡからノードＢに高速再伝送されることが可能になる。このようにして、高速再伝送されるフレーム５２がノードＡからノードＢに首尾よく再伝送される。さらに、ノードＢおよびノードＣによって送信されたＡＣＫがこのフレームを保護し、このフレームはノードＤにまで転送される。このようにして高速転送されるフレームは、コリジョン時に、高速転送されないフレームに勝る伝送優先権を付与される。

本明細書に開示された方法の特定の一実施形態の流れ図が、図５に示されている。矩形の要素は、「処理ブロック」として本明細書に示されており、コンピュータ・ソフトウェア命令または命令群を表す。あるいは、処理ブロックは、デジタル信号プロセッサ回路または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの機能的に等価な回路によって行われるステップを表す。この流れ図は、任意の特定のプログラミング言語のシンタックスを示していない。むしろこの流れ図は、当業者が本発明に従って必要とされる処理を行う回路を製作するために、またはコンピュータ・ソフトウェアを作成するために必要とする機能的情報を示している。ループおよび変数の初期化および一時変数の使用など多数のルーチン・プログラム要素が示されていないことに留意されたい。本明細書で別段の指示がない限り、記載された特定の一連のステップは例示的なものに過ぎず、本発明の趣旨から逸脱せずに変更し得ることを当業者なら理解されよう。したがって、別段の記載がない限り、下記のステップは順不同であり、すなわち、可能であれば、ステップを好都合なまたは望ましいどんな順序でも実施することができる。

ここで図５を参照すると、高速転送されるフレームの高速再伝送を実施する方法１００の特定の一実施形態が示されている。方法１００は処理ブロック１０２で開始され、この処理ブロック１０２は、複数ノードのうちの第１ノードから第２ノードに高速転送されるべきタイム・センシティブ・サービス品質（ＴＳＱ）フレームとして指定されたフレームの伝送を試行することを示している。処理ブロック１０４に示されるとおり、ＴＳＱフレーム指定がアプリケーションと発信ノードの少なくとも一方によって付与される。処理ブロック１０６は、ＴＳＱフレーム指定が他の判定基準を用いる場合にも使用されることを示している。処理ブロック１０８は、第１ノードおよび第２ノードが無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）の一部であることを示している。さらに処理ブロック１１０で示されているように、ＷＬＡＮが単一チャネル無線メッシュを備えてよい。

処理ブロック１１２は、ＴＳＱフレームの伝送を試行する間、ＴＳＱフレームが関与するコリジョンを検出することを表している。２つのノードが同時に伝送を試行するとき、コリジョンが発生する。

処理ブロック１１４は、所定のバック・オフ期間待機することなくＴＳＱフレームの再伝送を試行することを示している。通常の動作中に２つのノード伝送が衝突した場合、各ノードは、再伝送を試行する前に一定時間（バック・オフ時間と称される）待機する。バック・オフ時間はノードごとに変わるため、同じ２つのノードは連続的に衝突しない。この場合、ＴＳＱフレームを伝送するノードは直ちに再伝送を行い、バック・オフ期間だけ待機せず、これにより、試行されてコリジョンを引き起こしたフレームに勝る優先権がＴＳＱフレームに付与される。処理ブロック１１６に示されるとおり、所定のバック・オフ期間待機することなくＴＳＱフレームの再伝送を試行する操作は、短フレーム間隔（ＳＩＦＳ）の後にＴＳＱの再伝送を試行する操作を含む。さらに処理ブロック１１８に示されるとおり、ＳＩＦＳ後にＴＳＱの再伝送を試行する操作が、肯定応答（ＡＣＫ）タイムアウトの後に行われる。

プロセスが処理ブロック１２０に移り、この処理ブロック１２０ではＴＳＱフレームが関与する第２コリジョンを検出することを示している。すなわち、もう１つのコリジョンが生じた。このもう１つのコリジョンは、伝送を試行する他のノードに由来することもあり得、（やはりＴＳＱフレームの伝送を試行する）当該フレームと前回衝突したのと同じノードでもあり得る。

処理ブロック１２２は、所定のバック・オフ期間待機した後にＴＳＱフレームの再伝送を試行することを示している。いったん第１コリジョンが発生すると、ＴＳＱフレームの再伝送を試行している他のノードとの連続的コリジョンを回避するために、所定のバック・オフ期間待機するという通常の動作が用いられる。

図６は、本明細書に開示された例示的構成を説明する際に使用するのに適した高速再伝送アプリケーション２４０−１および高速再伝送処理２４０−２を実行し、実施し、解釈し、動作させ、または他の形で行うコンピュータ・システム２１０の例示的アーキテクチャを示すブロック図である。このコンピュータ・システム２１０は、パーソナル・コンピュータ、ワークステーション、ポータブル・コンピュータ装置、コンソール、ラップトップ、ネットワーク端末などどんなタイプのコンピュータ化装置でもよい。入力デバイス２１６（たとえばキーボード、マウスなど、カスタマー／デベロッパーによって制御される１つまたは複数のデバイス）は、入出力インターフェース２１４を介してプロセッサ２１３に結合され、カスタマー２０８が入力コマンドを入力することを可能にし、通常は、高速再伝送アプリケーション２４０−１および高速再伝送処理２４０−２がディスプレイ２３０上に提供するグラフィカル・カスタマー・インターフェースを制御する。本例に示されるとおり、コンピュータ・システム２１０は、メモリ・システム２１２と、プロセッサ２１３と、入出力インターフェース２１４と、通信インターフェース２１５とを結合するデータ・バスまたは他の回路などの相互接続機構２１１を含む。通信インターフェース２１５は、コンピュータ・システム２１０がネットワーク（図示せず）上の他のデバイス（つまり他のコンピュータ）と通信することを可能にする。

メモリ・システム２１２は、任意のタイプのコンピュータ可読媒体であり、本例ではこのメモリ・システム２１２に、本明細書で説明する高速再伝送アプリケーション２４０−１がコード化して格納される。この高速再伝送アプリケーション２４０−１は、本明細書に述べる種々の実施形態に基づく処理機能をサポートする、データおよび／または論理命令（たとえば、メモリ、またはリムーバブル・ディスクなどの他のコンピュータ可読媒体に格納されるコード）などのソフトウェア・コードとして実施することができる。コンピュータ・システム２１０の動作中、プロセッサ２１３は、高速再伝送アプリケーション２４０−１の論理命令を起動し、実施し、実行し、解釈し、または他の形で遂行するために、相互接続２１１を介してメモリ・システム２１２にアクセスする。このような形での高速再伝送アプリケーション２４０−１の実行により、高速再伝送処理２４０−２における処理機能が生み出される。言い換えると、高速再伝送処理２４０−２は、コンピュータ化装置２１０内のプロセッサ２１３内またはプロセッサ２１３上でランタイムで実施または実行される１つの高速再伝送アプリケーション２４０−１（または高速再伝送アプリケーション２４０−１全体）の１つまたは複数の部分またはランタイム・インスタンスを示す。

本明細書に開示された例示の構成は、高速再伝送アプリケーション２４０−１自体を（つまり、実行されないまたは実施されない論理命令および／またはデータの形態で）含んでいることに留意されたい。高速再伝送アプリケーション２４０−１は、（フロッピー（登録商標）・ディスクなどの）コンピュータ可読媒体、ハード・ディスク、電子的、磁気的、光学的または他のコンピュータ可読媒体上に格納することができる。また、高速再伝送アプリケーション２４０−１は、メモリ・システム２１２内に、たとえばファームウェア、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）内に、または本例のように実行可能コードとしてたとえばランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）内に格納することもできる。これらの実施形態に加えて、本明細書の他の実施形態は、プロセッサ２１３内での高速再伝送アプリケーション２４０−１の実行を、高速再伝送処理２４０−２として含んでいることにも留意されたい。コンピュータ・システム２１０は、本例には示されていないオペレーティング・システムなど、他の処理ならびに／またはソフトウェア・コンポーネントおよびハードウェア・コンポーネントを含み得ることを当業者なら理解されよう。

ディスプレイ２３０は、コンピュータ・システム２１０に直接結合される必要はない。たとえば、高速再伝送アプリケーション２４０−１は、ネットワーク・インターフェース２１５を介して遠隔アクセス可能なコンピュータ化装置上で実行することができる。本例では、グラフィカル・カスタマー・インターフェース２６０を、遠隔コンピュータのカスタマー２０８にローカル表示でき、また本明細書の処理の実行はクライアント−サーバ・ベースであってよい。

動作中、コンピュータ・システム２００のプロセッサ２１３は、高速再伝送アプリケーション２４０−１の論理命令を起動し、実施し、実行し、解釈し、または他の形で遂行するために、相互接続２１１を介してメモリ・システム２１２にアクセスする。高速再伝送アプリケーション２４０−１の実行により、高速再伝送処理２４０−２における処理機能が生み出される。言い換えると、高速再伝送処理２４０−２は、コンピュータ・システム２００のプロセッサ２１３内またはプロセッサ２１３上で実施される１つの高速再伝送アプリケーション２４０−１（または高速再伝送アプリケーション２４０−１全体）の１つまたは複数の部分を示す。

高速再伝送処理２４０−２に加えて、本明細書の諸実施形態は、高速再伝送アプリケーション２４０−１自体（つまり、実行されないまたは実施されない論理命令および／またはデータ）を含んでいることに留意されたい。高速再伝送アプリケーション２４０−１は、フロッピー（登録商標）・ディスク、ハード・ディスクまたは光媒体などのコンピュータ可読媒体上に格納することができる。また、高速再伝送アプリケーション２４０−１は、メモリ型システム内に、たとえばファームウェア、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）内に、または本例のように実行可能コードとしてメモリ・システム２１２内（たとえば、ランダム・アクセス・メモリつまりＲＡＭ内）に格納することもできる。

これらの実施形態に加えて、本明細書の他の実施形態は、プロセッサ２１３内での高速再伝送アプリケーション２４０−１の実行を、高速再伝送処理２４０−２として含んでいることにも留意されたい。コンピュータ・システム２００は、コンピュータ・システム２００に付随するハードウェア・リソースの割付けおよび使用を制御するオペレーティング・システムなど、他の処理ならびに／またはソフトウェア・コンポーネントおよびハードウェア・コンポーネントを含み得ることを当業者なら理解されよう。

１つ（または複数）のプロセッサと一体化されている１つ（または複数）のデバイスあるいは複数のコンピュータ・システムは、たとえば、１つ（または複数）のパーソナル・コンピュータ、１つ（または複数）のワークステーション（たとえばＳｕｎ、ＨＰ）、１つ（または複数）の携帯情報端末（１つ（または複数）のＰＤＡ）、１つ（または複数）の携帯電話、１つ（または複数）のラップトップ、１つ（または複数）のハンドヘルド・コンピュータなど１つ（または複数）のハンドヘルド・デバイス、あるいは本明細書で提示されたとおり動作し得る１つ（または複数）のプロセッサと一体化させることが可能な１つ（または複数）の他のデバイスを含み得る。よって、本明細書に提示された諸々のデバイスは、網羅的でなく、限定ではなく例示のために示したものである。

「あるマイクロプロセッサ（ａ ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）」および「あるプロセッサ（ａ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）」、または「このマイクロプロセッサ（ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）」および「このプロセッサ（ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）」への言及は、スタンド・アロンおよび／または分散型の１つ（もしくは複数）の環境で通信できる１つまたは複数のマイクロプロセッサを含んでいると理解してよく、したがって、有線通信または無線通信を介して他のプロセッサと通信するように構成することができ、かかる１つまたは複数のプロセッサは、同様のまたは異なるデバイスであり得る１つまたは複数のプロセッサ制御デバイス上で動作するように構成することができる。したがって、かかる用語「マイクロプロセッサ」または「プロセッサ」の使用は、中央処理装置、算術論理ユニット、特定用途向け集積回路（ＩＣ）および／またはタスク・エンジンも含んでいると理解してよいが、ただしかかる例は限定ではなく例示のために示したものである。

さらに、メモリへの言及は、別段の指定がない限り、プロセッサ制御デバイスの内部またはプロセッサ制御デバイスの外部にあってよくかつ／または種々の通信プロトコルを使用して有線ネットワークまたは無線ネットワークを介してアクセスすることのできる、プロセッサによって読取可能かつアクセス可能な１つまたは複数のメモリ要素および／またはコンポーネントを含んでよく、また別段の指定がない限り、外部メモリ・デバイスおよび内部メモリ・デバイスの組合せを含み、かかるメモリは連続的でありかつ／またはアプリケーションに基づいてパーティションで区切られ得るように構成されたものでよい。したがって、データベースへの言及は、１つまたは複数のメモリ関連付けを含むものと理解してよく、かかる言及は、市販のデータベース製品（たとえばＳＱＬ、Ｉｎｆｏｒｍｉｘ、Ｏｒａｃｌｅ）、さらに独自データベースを含んでよく、またリンク、キュー、グラフ、ツリーなど、メモリを関連付けるための他の構造も含んでよいが、ただしかかる構造は限定ではなく例示のために示したものである。

ネットワークへの言及は、別段の指示がない限り、１つもしくは複数のイントラネットおよび／またはインターネット、ならびに仮想ネットワークを含んでよい。本明細書における、上記に基づくマイクロプロセッサ命令またはマイクロプロセッサ実行可能命令への言及は、プログラム可能ハードウェアを含むと理解してよい。

用語「実質的に」の使用は、別段の記載がない限り、正確な関係、状況、構成、配向および／または他の特徴、ならびに当業者によって理解されるそれらの逸脱形を、かかる逸脱形が開示された方法およびシステムに著しく影響を与えない範囲で含んでいると解釈してよい。

本開示の全体を通じて、名詞を修飾する冠詞「ａ」または「ａｎ」の使用は、便宜的に用いられ、別段の記載がない限り、１つまたは２つ以上の被修飾名詞を含むものと理解してよい。

他のものと通信する、関連するかつ／または他のものに基づくように述べられかつ／または別の形で図面全体を通じて示された要素、コンポーネント、モジュールおよび／またはこれらの部分は、本明細書で別段の規定がない限り、かく直接的かつ／または間接的に通信する、関連するかつ／または基づくものと理解してよい。

方法およびシステムをその特定の一実施形態に関連して説明したが、これらの方法およびシステムはそれに限定されない。上記の教示に照らせば、多数の改変形態および変形形態が明らかになることは自明である。本明細書で説明され図示された細部、材料、および部分の構成における多数の追加的変更が当業者によって成され得る。

本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、これらの概念を組み込んだ他の実施形態を用い得ることが今や当業者に明らかとなったことであろう。加えて、本発明の一部として含まれるソフトウェアは、コンピュータ使用可能媒体を含むコンピュータ・プログラム製品中で実施してよい。たとえば、かかるコンピュータ使用可能媒体には、コンピュータ可読プログラム・コード・セグメントが格納されている、ハード・ディスク装置、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭまたはコンピュータ・ディスケットなどの可読メモリ・デバイスが含まれ得る。また、このコンピュータ可読媒体には、プログラム・コード・セグメントがデジタルまたはアナログ信号として搬送される、光学、有線または無線のいずれかによる通信リンクも含まれ得る。したがって本発明は、説明された実施形態に限定されるべきでなく、その代わりに、添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲によってのみ限定されるべきであることが提言される。

Claims (14)

1. 複数ノードのうちの第１ノードから第２ノードに高速転送されるべきタイム・センシティブ・サービス品質（ＴＳＱ）フレームとして指定されたフレームの伝送を試行する操作と、
   前記ＴＳＱフレームの伝送を試行する間、前記ＴＳＱフレームに関連するコリジョンを検出する操作と、
   所定のバック・オフ期間待機することなく前記ＴＳＱフレームの再伝送を試行することにより前記ＴＳＱフレームの優先処理を提供する操作とを含み、
   所定のバック・オフ期間待機することなく前記ＴＳＱフレームの再伝送を試行する工程が、短フレーム間隔（ＳＩＦＳ：Ｓｈｏｒｔ Ｉｎｔｅｒ−Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）後に前記ＴＳＱの再伝送を試行する工程を含み、
   前記短フレーム間隔（ＳＩＦＳ）後に前記ＴＳＱの再伝送を試行する操作は、肯定応答（ＡＣＫ）タイムアウトの後に行われる、
   ２つの高速転送されたフレームの連続的コリジョンを防ぐために、１回目の再伝送試行のみが前記優先待遇を受ける
   方法。
2. 前記ＴＳＱフレームに関連する第２コリジョンを検出する操作と、
   所定のバック・オフ期間待機した後に前記ＴＳＱフレームの再伝送を試行する操作と
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記ＴＳＱフレーム指定が、アプリケーションと発信ノードの少なくとも一方によって付与される、請求項１に記載の方法。
4. 前記ＴＳＱフレーム指定が他の判定基準を用いる場合にも使用される、請求項１に記載の方法。
5. 前記第１ノードおよび前記第２ノードが無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）の一部である、請求項１に記載の方法。
6. 前記ＷＬＡＮが単一チャネル無線メッシュを備える、請求項５に記載の方法。
7. フレームの高速再伝送を実施するコンピュータ可読コードを有するコンピュータ可読コードを有する非一過性コンピュータ可読媒体であって、
   複数ノードのうちの第１ノードから第２ノードに高速転送されるべきタイム・センシティブ・サービス品質（ＴＳＱ）フレームとして指定されたフレームの伝送を試行する命令と、
   前記ＴＳＱフレームの伝送を試行する間、前記ＴＳＱフレームに関連するコリジョンを検出する命令と、
   所定のバック・オフ期間待機することなく前記ＴＳＱフレームの再伝送を試行することにより前記ＴＳＱフレームの優先処理を提供する命令を含み、
   所定のバック・オフ期間待機することなく前記ＴＳＱフレームの再伝送を試行する工程が、短フレーム間隔（ＳＩＦＳ：Ｓｈｏｒｔ Ｉｎｔｅｒ−Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）後に前記ＴＳＱの再伝送を試行する工程を含み、
   前記短フレーム間隔（ＳＩＦＳ）後に前記ＴＳＱの再伝送を試行する操作は、肯定応答（ＡＣＫ）タイムアウトの後に行われる、
   ２つの高速転送されたフレームの連続的コリジョンを防ぐために、１回目の再伝送試行のみが前記優先待遇を受ける
   媒体。
8. 前記ＴＳＱフレームに関連する第２コリジョンを検出する命令と、
   所定のバック・オフ期間待機した後に前記ＴＳＱフレームの再伝送を試行する命令とをさらに含む、請求項７に記載のコンピュータ可読媒体。
9. 前記ＴＳＱフレーム指定がアプリケーションと発信ノードの少なくとも一方によって付与される命令をさらに含む、請求項７に記載のコンピュータ可読媒体。
10. 前記ＴＳＱフレーム指定が他の判定基準を用いる場合にも使用される命令をさらに含む、請求項９に記載のコンピュータ可読媒体。
11. メモリと、
    プロセッサと、
    通信インターフェースと、
    前記メモリ、前記プロセッサおよび前記通信インターフェースを結合する相互接続機構とを備えるコンピュータ・システムであって、
    前記プロセッサ上で実施されるとき、情報を処理する高速再伝送処理を実施する高速再伝送アプリケーションが、前記メモリにコード化して格納されており、前記高速再伝送処理は、前記コンピュータ・システムが、
    複数ノードのうちの第１ノードから第２ノードに高速転送されるべきタイム・センシティブ・サービス品質（ＴＳＱ）フレームとして指定されたフレームの伝送を試行する操作と、
    前記ＴＳＱフレームの伝送を試行する間、前記ＴＳＱフレームに関連するコリジョンを検出する操作と、
    所定のバック・オフ期間待機することなく前記ＴＳＱフレームの再伝送を試行することにより前記ＴＳＱフレームの優先処理を提供する操作とを含み、
    所定のバック・オフ期間待機することなく前記ＴＳＱフレームの再伝送を試行する工程が、短フレーム間隔（ＳＩＦＳ：Ｓｈｏｒｔ Ｉｎｔｅｒ−Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）後に前記ＴＳＱの再伝送を試行する工程を含み、
    前記短フレーム間隔（ＳＩＦＳ）後に前記ＴＳＱの再伝送を試行する操作は、肯定応答（ＡＣＫ）タイムアウトの後に行われる、
    ２つの高速転送されたフレームの連続的コリジョンを防ぐために、１回目の再伝送試行のみが前記優先待遇を受ける
    コンピュータ・システム。
12. 前記ＴＳＱフレームに関連する第２コリジョンを検出する操作と、
    所定のバック・オフ期間待機した後に前記ＴＳＱフレームの再伝送を試行する操作とをさらに含む、請求項１１に記載のコンピュータ・システム。
13. 前記ＴＳＱフレーム指定が、アプリケーションおよび発信ノードの少なくとも一方によって付与される、請求項１１に記載のコンピュータ・システム。
14. 前記ＴＳＱフレーム指定が他の判定基準を用いる場合にも使用される、請求項１１に記載のコンピュータ・システム。

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