JP6023895B2 - パケット中継のためのシステム及び方法 - Google Patents

Description

［関連出願への相互参照］
この出願は、“System and Method for Packet Relaying”という題で2013年11月6日に出願された米国非仮特許出願第14/073,028号の優先権を主張する。米国非仮特許出願第14/073,028号は、“System and Method for Packet Relaying”という題で2012年12月7日に出願された米国非仮特許出願第61/734,818号の優先権を主張する。これらの双方が全体が再現されているかのようにここに援用する。

［技術分野］
本発明は、無線通信のためのシステム及び方法に関し、特定の実施例では、パケット中継のためのシステム及び方法に関する。

中継局は、IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers）802.11、IEEE802.16及び3GPP LTEのような最も進んだ無線通信システムで検討されている。特に、IEEE802.11タスクグループah（TGah）は、最近に中継機能を含めることを決定した。しかし、中継は同じパケットの複数の送信を意味するため、いずれかの関連するオーバーヘッドを最小化することが望まれる。中継の構成における効率的な送信のためにIEEE802.11TGahにおいて複数のアイディアが提案されている。

一例は、中継器がチャネルアクセスの競合の数を低減するための共有の送信機会（TXOP：transmission opportunity）である。図１は、下りリンク中継の例を示している。102において、アクセスポイント（AP：access point）は、下りリンクデータフレームを中継器に送信する。104において、中継器は、肯定応答（ACK：acknowledgement）を送信する。106において、ACKの受信後に、APはバッファからフレームを削除し、次のイベントの前に最大物理プロトコルデータユニット（MAX_PPDU）+ACK+2*SIFSだけ遅らせる。108において、SIFS（short inter-frame space）時間内に、中継器は、中継器とSTAとの間のチャネル状況に応じて、APが中継器に送信した変調及び符号化方式（MCS：modulation and coding scheme）と同じである必要がない（同じでもよい）MCSでデータを送信する。中継器は、配信の成功まで又はリトライ制限に到達するまでフレームをバッファに入れる。

図２は、上りリンク中継の例を示している。202において、局（STA：station）（すなわち、無線局）は、上りリンクデータフレームを中継器に送信する。204において、中継器は、ACKを送信する。206において、ACKの受信後に、STAはバッファからフレームを削除し、次のイベントの前にMAX_PPDU+ACK+2*SIFSだけ遅らせる。208において、SIFS時間内に、中継器は、APが中継器に送信したMCSと同じでもよく異なってもよいMCSでデータを送信する。中継器は、配信の成功まで又はリトライ制限に到達するまでフレームをバッファに入れる。

しかし、下りリンク及び上りリンクの双方の例で、データパケットが中継局において成功して受信されたことを確保するために、ACKフレームが中継局から元の送信機に送信される必要がある。

実施例によれば、パケット中継のための無線ネットワークコンポーネントにおける方法は、無線ネットワークコンポーネントでデータを有する第１のデータパケットを中継局に送信し、第１のデータパケットは、ターゲットの無線デバイスの識別情報（ID）を有し、データパケットは、ターゲットの無線デバイスを対象とするものであり、中継局は、肯定応答を無線ネットワークコンポーネントに返信せずに第１のデータパケットのデータをターゲットの無線デバイスに転送するように構成され、中継局により送信された第２のデータパケットを受信し、第２のデータパケットの受信機IDがターゲットの無線デバイスに対応するか否かを決定し、無線ネットワークコンポーネントは、第２のデータパケットの受信機IDがターゲットの無線デバイスに対応する場合、ターゲットの無線デバイスへのデータの送信が成功したとみなすことを含む。

実施例によれば、パケット中継のために構成された無線ネットワークコンポーネントは、プロセッサと、プロセッサにより実行されるプログラミングを格納したコンピュータ読み取り可能記憶媒体とを含み、プログラミングは、データを有する第１のデータパケットを中継局に送信し、第１のデータパケットは、ターゲットの無線デバイスの識別情報（ID）を有し、データパケットは、ターゲットの無線デバイスを対象とするものであり、中継局は、肯定応答を無線ネットワークコンポーネントに返信せずに第１のデータパケットのデータをターゲットの無線デバイスに転送するように構成され、中継局によりブロードキャストされた第２のデータパケットを受信し、第２のデータパケットの受信機IDがターゲットの無線デバイスに対応するか否かを決定し、無線ネットワークコンポーネントは、第２のデータパケットの受信機IDがターゲットの無線デバイスに対応する場合、ターゲットの無線デバイスへのデータの送信が成功したとみなす命令を含む。

実施例によれば、パケット中継のための中継局における方法は、中継局で第１の無線局から第１のデータパケットを受信し、第１のデータパケットは、第２の無線局宛のデータを有し、第１のデータパケットは、第２の無線デバイスの識別情報（ID）を有し、第２のデータパケットを第２の無線局に送信し、第２のデータパケットは、データとIDの少なくとも一部とを有し、中継局は、肯定応答を第１の無線局に返信せずにデータを第２の無線局に転送するように構成されることを含む。

実施例によれば、パケット中継のために構成された中継局は、プロセッサと、プロセッサにより実行されるプログラミングを格納したコンピュータ読み取り可能記憶媒体とを含み、プログラミングは、第１の無線局から第１のデータパケットを受信し、第１のデータパケットは、第２の無線局宛のデータを有し、第１のデータパケットは、第２の無線デバイスの識別情報（ID）を有し、第２のデータパケットを第２の無線局に送信し、第２のデータパケットは、データとIDの少なくとも一部とを有し、中継局は、肯定応答を第１の無線局に返信せずにデータを第２の無線局に転送するように構成される命令を含む。

実施例によれば、中継局を介してデータを第１の局から第２の局に無線で転送するための第１の局における方法は、第１の局で、中継局に関連するメッセージプロトコルデータユニット（MPDU：message protocol data unit）を中継局に送信し、中継局は、SIFS（short inter-frame space）時間内に中継局がアソシエーションされた第２の局に受信したMPDUを転送するように構成され、有効なPLCP（Physical Layer Conversion Protocol）ヘッダがACKTimeout間隔内に受信された場合、且つ、受信機アドレス（RA：receiver address）に対応する受信したPLCPヘッダの部分アソシエーション識別子（PAID：partial association identifier）が第２の局のRA又は第２の局のBSSID（Basic Service Set Identifier）に対応するPAIDと同一である場合、成功した肯定応答であると決定し、これにより、リトライなしにフレームシーケンスを続けるか終了させるかを許可することを含む。

実施例によれば、パケット中継のために構成された中継局を介してデータを第１の局から第２の局に無線で転送するように構成された第１の局は、プロセッサと、プロセッサにより実行されるプログラミングを格納したコンピュータ読み取り可能記憶媒体とを含み、プログラミングは、中継局に関連するメッセージプロトコルデータユニット（MPDU：message protocol data unit）を中継局に送信し、中継局は、SIFS（short inter-frame space）時間内に中継局がアソシエーションされた第２の局に受信したMPDUを転送するように構成され、有効なPLCP（Physical Layer Conversion Protocol）ヘッダがACKTimeout間隔内に受信された場合、且つ、RAに対応する受信したPLCPヘッダの部分アソシエーション識別子（PAID：partial association identifier）が第２の局のRA又は第２の局のBSSID（Basic Service Set Identifier）に対応するPAIDと同一である場合、成功した肯定応答であると決定し、これにより、リトライなしにフレームシーケンスを続けるか終了させるかを許可する命令を含む。

実施例によれば、送信機会（TXOP：transmission opportunity）を共有する中継動作のもとでのデータ受信の暗示的な肯定応答のための中継局における方法は、中継局において、TXOPを共有する中継動作のもとで中継局にアソシエーションされた局（STA）により送信されたメッセージプロトコルデータユニット（MPDU：message protocol data unit）を受信し、STAにおいて、PHY-RX-START-delay内に生じたPHY-RXSTART.indicationプリミティブのPARTIAL_AIDがルートAPのBSSID（Basic Service Set Identifier）に対応するPARTIAL_AIDと同一である場合、MPDU送信の成功した肯定応答として受信を受け付けることを含む。

実施例によれば、送信機会（TXOP：transmission opportunity）を共有する中継動作のもとでのデータ受信の暗示的な肯定応答のための中継局における方法は、中継局において、TXOPを共有する中継動作のもとでルートAPにより送信されたメッセージプロトコルデータユニット（MPDU：message protocol data unit）を受信し、PHY-RX-START-delay内に生じたPHY-RXSTART.indicationプリミティブのPARTIAL_AIDが送信されたMPDUの宛先アドレス（DA：destination address）に対応するPARTIAL_AIDと同一である場合、MPDU送信の成功した肯定応答としてルートAPにおける受信を受け付けることを含む。

本発明及びその利点の更に完全な理解のために、添付図面と共に以下の説明に参照が行われる。
下りリンク中継の例を示す図 上りリンク中継の例を示す図 データを通信するネットワークの図 実施例の下りリンク手順の図 実施例の上りリンク手順の図 実施例に従って、例えばここに記載のデバイス及び方法を実現するために使用され得るコンピューティングプラットフォームの図

現時点で好ましい実施例の構成及び使用について、以下に詳細に説明する。しかし、本発明は、広範囲の特定の状況で具現され得る多くの適用可能な創作的な概念を提供する。説明する特定の実施例は、本発明を構成及び使用するための特定の方法の単なる例に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。

ここに開示されるものは、パケット中継のためのシステム及び方法である。実施例では、中継局は、無線デバイス（例えば、AP若しくはSTA又は他の無線可能なネットワークコンポーネント）からデータパケットを受信し、データパケットを宛先デバイス（例えば、AP若しくはSTA又は他の無線可能なネットワークコンポーネント）に転送する。中継局は、データパケットのパケットヘッダ（又は物理ヘッダ部）において対象とする宛先デバイスの部分的に一意の識別子又は一意のアドレスを少なくとも使用し、送信機に肯定応答を返信しない。送信機は、APでもよく、STA（例えば、無線デバイス）でもよい。実施例では、一意の識別子又は一意のアドレスは、中継局のネットワークにおいて一意であるが、送信機のネットワークにおいて一意でなくてもよい。実施例では、中継器は、送信機（STA又はAP）に対象とする宛先デバイスの一意の識別子又は一意のアドレスを通知してもよい。送信機は、中継局からターゲットの又は対象とする宛先無線デバイスに送信された信号について無線チャネルを監視する。中継局により送信されたパケットが対象とする宛先に対応する部分的な識別子を少なくとも含むことを送信機が決定した場合、送信機は、データパケットが成功して転送されたことを決定する。

実施例では、APがデータパケットをターゲットの局に送信する前に、中継局は、ターゲットの局の識別情報（例えば、STAの部分アソシエーション識別子又は対象とするターゲットの局の一意のアドレス）をAPに送信する。実施例では、ターゲットの局が中継局にアソシエーションしたときに、中継局は、ターゲットの局の識別情報及び／又は一意のアドレスをAPに送信する。実施例では、ターゲットの局の識別情報が変化したときに、中継局は、ターゲットの局の更新された識別情報を提供する。

実施例では、局が中継局にアソシエーションしたときに、中継局は、中継局がアソシエーションされたAPの識別情報（例えば、APの部分アソシエーション識別子又はAPの一意の識別子）を局に送信する。局は、中継局を介してデータパケットをAPに送信するために、識別情報（ID）又は一意のアドレスを使用する。実施例では、このID又は一意のアドレスは、STAが中継局を介してAPにデータパケットを送信したときに、中継器へのその送信を肯定応答するために使用される。実施例では、ターゲットの局は、非AP局（すなわち、ターゲットの非AP局）でもよい。

実施例の中継局は、ACKフレームを送信機に送信せずにデータパケットを中継する。（送信機はまた、イニシエータと呼ばれてもよく、イニシエータは、AP若しくはSTA又は他の無線可能なネットワークコンポーネントでもよい。）実施例では、肯定応答（ACK）フレームがイニシエータに送信されない場合の曖昧性は存在しない。実施例は、曖昧性なしで、中継器から送信元にパケットを中継する際のACKフレーム送信を除去する。実施例では、依然として受信機から中継器にACKが存在する。実施例は、送信元から宛先にパケットを中継する際の全体のパケット送信時間を低減するため、良好な無線媒体の使用を提供する。実施例は、アクセスポイント、中継器、スマートフォン、タブレット、無線センサ等のようなWi-Fi機能を備えたデバイスに実現されてもよい。

実施例では、中継局は、第１のデータパケットを第１の無線局から第２の無線局に中継する。中継局は、第１の無線局から第１のデータパケットを受信する。第１のデータパケットは、第２の無線局の識別情報（ID）を含む。中継局は、肯定応答を第１の無線局に返信せずに、第２のデータパケットを使用して、第１のデータパケットのデータを第２の無線局に送信する。第２のデータパケットは、第２の無線局のIDの少なくとも一部を含む。実施例では、中継局は、AID又はPAIDを第１の無線局に送信するために、AID通知要素を含むSTA情報通知フレームを使用する。実施例では、第２の無線局がAPである場合、第２の無線局のIDは、第２の無線局のBSSID（Basic Service Set Identifier）を含む。実施例では、中継局は、AID又はPAIDを第１の無線局に送信するために、ビーコンフレーム又はプローブ応答フレームの中継要素においてRootAP BSSIDフィールドを使用する。

実施例の下りリンク送信では、APは、データパケットを中継局に送信する。中継局は、パケットをターゲットのSTA（ターゲットの無線デバイスとも呼ばれる）に中継する。中継局にアソシエーションされたSTAのアソシエーション識別子又はアソシエーション識別情報（AID：association identification)は、中継局がアソシエーションされたAPに認識されている。APがデータパケットを中継局に送信した後に、中継局は、中継するパケットの物理（PHY）ヘッダ部で示されたSTAのAIDに対応する識別子を少なくとも用いて、ACKフレームをAPに返信せずに、所定の遅延の後にパケットをターゲットのSTAに直接転送する。データパケットを中継局に送信した後に、APは、次のパケットのPHYヘッダ部を検査し、次のパケットの受信機識別情報又は識別子（ID）がターゲットのSTAであるか否かを決定する。次のパケットの受信機IDがターゲットのSTAである場合、APは、中継局へのその送信が成功して配信されたとみなす。

実施例の上りリンク送信では、STAは、データパケットを中継局に送信する。中継局は、パケットをターゲットのAPに中継する。中継局にアソシエーションされたSTAは、ターゲットのAPのIDを認識している。STAがデータパケットを中継局に送信した後に、中継局は、中継するパケットのPHYヘッダ部で示されたターゲットのAPのID（例えば、APの部分アソシエーションID（partial associated ID））に対応する識別子を少なくとも用いて、ACKフレームをSTAに返信せずに、所定の遅延の後にパケットをターゲットのAPに直接転送する。データパケットを中継局に送信した後に、STAは、次のパケットのPHYヘッダ部を検査し、次のパケットの受信機IDがターゲットのAPであるか否かを決定する。次のパケットの受信機IDがターゲットのAPである場合、STAは、中継局へのその送信が成功して配信されたとみなす。

実施例では、暗示的なACK手順が開示される。中継局がTXOPを共有する中継動作において転送する媒体アクセス制御（MAC：medium access control）プロトコルデータユニット（MPDU：MAC protocol data unit）を受信した場合、中継局は、肯定応答フレームをMPDUの送信機に返信せずに、受信したMPDUを直接転送してもよい。実施例では、この暗示的なACK機構は、PAID（Partial AID）情報がPLCP（Physical Layer Conversion Protocol）ヘッダ（≧2MHzのPHYフレームフォーマット）に含まれる場合に利用可能である。

実施例では、MPDUが中継局にアソシエーションされたSTAにより中継局に送信された場合、中継局は、SIFS時間内に、受信したMPDUをアソシエーションされたAPに転送する。MPDUを送信した後に、STAは、例えば、PHY-TXEND.confirmプリミティブで開始してaSIFSTime+aSlotTime+aPHY-RXSTART-Delayの値により、ACKTimeout間隔だけ待機するものとする。STAがACKTimeout間隔内に有効なPLCPヘッダを受信し、受信したPLCPヘッダ内のPAIDが一致する場合（例えば、APのBSSID（Basic Service Set Identifier）に対応するPAIDと同一である場合）、STAは、これを成功した肯定応答として認識し、進行中の特定のフレームシーケンスの必要に応じて、リトライなしにフレームシーケンスを続けるか終了させるかを許可する。

実施例では、MPDUがAPにより中継局に送信された場合、中継局は、SIFS時間内に、受信したMPDUをアソシエーションされたSTAに転送する。MPDUを送信した後に、APは、PHY-TXEND.confirmプリミティブで開始してaSIFSTime+aSlotTime+aPHY-RX-START-Delayの値により、ACKTimeout間隔だけ待機するものとする。APがACKTimeout間隔内に有効なPLCPヘッダを受信し、受信したPLCPヘッダ内のPAIDが一致する場合（例えば、送信したMPDUのDAに対応するPAIDと同一である場合）、APは、これを成功した肯定応答として認識し、進行中の特定のフレームシーケンスの必要に応じて、リトライなしにフレームシーケンスを続けるか終了させるかを許可する。転送されたMPDUの受信機アドレス（RA：receiver address）がAPにより送信されたMPDUの宛先アドレス（DA：destination address）と異なる場合、中継局は、明示的なACK手順を使用するものとする。

実施例では、下りリンクの暗示的なACK手順では、中継器がアソシエーションされたAPは、STAの識別情報（例えば、APにアソシエーションされた中継局にアソシエーションされたSTAのPAID又はSTAのAID）を認識するものとする。暗示的なACKでは、中継局は、STAがアソシエーションされたとき又はSTAのAIDが変更されたときにAID通知要素を含むSTA情報通知フレームを送信することにより、アソシエーションされたSTAの識別情報（例えば、STAのAID又はPAID）をAPに示してもよい。

実施例では、上りリンクの暗示的なACK手順では、中継局にアソシエーションされたSTAは、APの識別情報（例えば、サービング中継局がアソシエーションされたAPのBSSID又はAPのPAID）を認識するものとする。暗示的なACKの目的で、中継局は、プローブ応答フレーム又はビーコンフレームのRootAP BSSID情報を使用することにより、APのPAID又はAPのBSSIDを新たにアソシエーションされたSTAに示してもよい。

実施例では、TXOPを共有する中継動作のもとで、MPDUがTXOPを共有する中継動作のもとで中継APにアソシエーションされたSTAにより送信され、PHY-RX-START-delay内に生じたPHY-RXSTART.indicationプリミティブのPARTIAL_AIDが一致する場合（例えば、ルートAPのBSSIDに対応するPARTIAL_AIDと同一である場合）、受信は、MPDU送信の成功した肯定応答として受け付けられるものとする。他の例外は、TXOPを共有する中継動作のもとでAPがMPDUを中継STAに送信し、PHY-RX-START-delay内に生じたPHY-RXSTART.indicationプリミティブのPARTIAL_AIDが一致した場合（例えば、送信されたMPDUのDAに対応するPARTIAL_AIDと同一である場合）、MPDU送信の成功した肯定応答として受け付けられるものとする。

図３は、データを通信するネットワーク300を示している。ネットワーク300は、AP310と、カバレッジエリア312をそれぞれ有する中継局314と、複数のSTA320と、バックホールネットワーク330とを有する。ここで使用されるAPという用語は、送信ポイント（TP：transmission point）又は基地局（BS：base station）と呼ばれてもよく、３つの用語は、この開示を通じて同義的に使用され得る。AP310及び中継局314は、基地送受信局（BTS：base transceiver station）、eNB（enhanced base station）、フェムトセル又は他の無線可能なデバイスのように、特にSTA320との上りリンク（UL）（破線）及び／又は下りリンク（DL）（点線）接続を確立することにより無線アクセスを提供可能ないずれかのコンポーネントを有してもよい。STA320は、AP310と無線接続を確立可能ないずれかのコンポーネントを有してもよい。STA320はまた、ユーザ装置（UE：user equipment）とも呼ばれることがある。STAの例は、スマートフォン、タブレットコンピュータ及びラップトップを含む。AP310も、STAと呼ばれることがある。バックホールネットワーク330は、データがAP310とリモートエンド（図示せず）との間で交換されることを可能にするいずれかのコンポーネント又はコンポーネントの集合でもよい。或る実施例では、ネットワーク300は、中継器、フェムトセル等のような様々な他の無線デバイスを有してもよい。STA320のいくつかは、中継局314を介してAP310と通信する。STA320が中継局314と通信し得る１つの理由は、STA320がAPのカバレッジエリア312の外になり得ることである。

実施例では、中継局314は、STA320からAP310に又はAP310からSTA320にデータを中継するときに、明示的な肯定応答をSTA320又はAP310に送信しないように構成される。AP310（又はSTA320）は、中継局314からの送信について無線チャネルを監視するように構成され、中継局314からターゲットのデバイスへの送信のパケットヘッダにおけるアドレス、部分アドレス又は識別子（例えば、AP又はSTAの部分アソシエーション識別子）がターゲットのデバイスのアドレス、部分アドレス又は識別子に一致する場合、AP310（又はSTA320）は、送信が成功であるとみなす。

図４は、実施例の下りリンク手順400を示している。402において、APは、PHYヘッダにおいて中継局のものに設定された受信機IDを用いて下りリンクデータフレームを送信する。406において、SIFS時間内に、中継局は、（場合によっては異なるMCSで）下りリンクデータフレームがターゲットSTAのものに設定された受信機IDによって対象とするターゲットのSTAに、下りリンクデータフレームを再送信する。再送信では、中継局は、PHYヘッダフィールドに受信機IDを含める。APは、中継局からの送信を監視し、404において、SIFS時間内にAPが再送信のPHYヘッダフィールドを受信した場合、APは、再送信の受信機IDがターゲットのSTAのものであるか否かを検査する。そうである場合、APは、下りリンクデータフレームの送信が成功したとみなし、下りリンクデータフレームを再送信することを試みない。指定の期間（例えば、SIFS時間にデータフレームの持続時間を加えたもの）内に、PHYヘッダフィールドにターゲットのSTAの受信機IDを含む中継局からの送信が受信されなかった場合、APは、下りリンクデータフレームの送信が失敗であるとみなし、下りリンクデータフレームを再送信することを試みてもよい。ターゲットのSTAが中継局からの再送信を受信した場合、SIFS時間内に、ターゲットのSTAは、肯定応答を中継局に返信する。実施例では、中継局は、肯定応答をAPに返信しない。

図５は、実施例の下りリンク手順500を示している。502において、STAは、PHYヘッダにおいて中継局のものに設定された受信機IDを用いて上りリンクデータフレームを送信する。506において、SIFS時間内に、中継局は、（場合によっては異なるMCSで）ターゲットAPのものに設定されたPHYヘッダフィールドの受信機IDによって上りリンクデータフレームを再送信する。STAは、中継局からの送信を監視し、504において、SIFS時間内にSTAが中継局からの送信を受信した場合、STAは、PHYヘッダフィールドを検査し、受信機IDがターゲットのAPのものであるか否かを検査する。中継局からの送信のPHYヘッダフィールドの受信機IDがターゲットのAPのものである場合、STAは、上りリンクデータフレームの送信が成功したとみなし、上りリンクデータフレームを再送信することを試みない。指定の期間（例えば、SIFS時間にデータフレームの持続時間を加えたもの）内に、PHYヘッダフィールドにターゲットのAPの受信機IDを含む中継局からの送信が受信されなかった場合、STAは、上りリンクデータフレームの送信が失敗であるとみなし、上りリンクデータフレームを再送信することを試みてもよい。ターゲットのAPが中継局からの再送信を受信した後で、SIFS時間内に、ターゲットのAPは、肯定応答を中継局に返信する。実施例では、中継局は、肯定応答をSTAに返信しない。この理由は、STAの再送信の受信及び再送信がターゲットのAPの受信機IDを含むという確認は、上りリンクデータフレーム送信が成功したという肯定応答であるとみなされるからである。

下りリンク送信では、パケットのPHYヘッダ部を受信したいずれかの局がパケットの全体のペイロード部を復号化せずにパケットの受信機がこの局であるか否かを識別することができるように、データパケット毎にパケットのPHYヘッダ部において受信機のID（例えば、部分AID又はAPのIDの関数）に対応するフィールドが存在する。

データパケットの送信の前に、STAが中継局のカバレッジのもとでネットワークに参加した場合、中継局は、参加したSTAの情報をそのルートAPに報告する。参加したSTAの情報は、中継局のもとでの割り当てられたSTAのアソシエーションID（AID：Association ID）又は部分AIDと、STAの一意のID（例えば、媒体アクセスレイヤにおける媒体アクセス制御（MAC：media access control）アドレス）を含んでもよい。APは、所与の一意のIDを有するSTAが中継局に属し、STAの一意のIDに対する中継局のもとでのSTAのAID又はPAIDのマッピング関係を維持管理する。中継局へのAPのパケット送信では、APが中継局のカバレッジのもとにあるSTAに配信する必要があるデータパケットが存在する場合、APは、データパケットを中継局に送信する。

ターゲットのSTAへの中継局のパケット送信では、中継局がAPからのパケットを受信した場合、パケットの最終の宛先を決定し、それに従ってパケットを再符号化する。再符号化されたパケットは、中継局とターゲットのSTAとの間のチャネル状況に応じて受信したものと異なる変調及び符号化方式（MCS：modulation and coding scheme）を有してもよい。再符号化されたパケットのPHYヘッダ部は、ターゲットのSTAのID（例えば、ターゲットの無線デバイスのID）に対応するフィールドを含む。APからパケットを受信した後で、中継局は、所定の遅延（例えば、SIFS）の後に再符号化されたパケットをターゲットのSTAに送信する。

APに関して、下りリンクパケットを中継局に送信した後で、APは、所定の遅延（すなわち、所定の時間）の後にパケットのいずれかのPHYヘッダ部が検出されたか否かを検査するために、無線チャネルを監視し続ける。パケットのPHYヘッダ部が前述の時間に検出された場合、APは、受信機のIDに対応するフィールドがターゲットのSTAのものであるか否かを検査する。フィールド情報がターゲットのSTAについてのものである場合、APは、その前の送信が中継局で成功して受信されたとみなす。APがパケットのPHYヘッダ部を受信しなかった場合、又は所与の時間内の受信したPHYヘッダにターゲットのSTAのIDを含んでいない場合、APは、その前の送信が中継局で成功して受信されなかったとみなし、再送信処理を開始する。

上りリンク送信では、パケットのPHYヘッダ部を受信したいずれかの局がパケットの全体のペイロード部を復号化せずにパケットの受信機がこの局であるか否かを識別することができるように、データパケット毎にパケットのPHYヘッダ部において受信機のID（例えば、部分AID又はAPのIDの関数）に対応するフィールドが存在する。データパケットの送信の前に、STAが中継局のカバレッジのもとでネットワークに参加した場合、中継局は、STAが中継局に属すること及びルートAPのIDをSTAに対して示す。中継局へのSTAのパケット送信では、中継局のカバレッジのもとでのSTAがAPに配信する必要があるデータパケットが存在する場合、STAは、データパケットを中継局に送信する。

或いは、受信したパケットのPHYヘッダ部の受信機のIDフィールドを使用する代わりに、受信したパケットが自分の送信の中継送信であるか否かを検査するために、パケット長情報が使用されてもよい。受信したパケットのパケット長が送信機が元々送信したものと同じである場合、送信機は、自分のパケットが中継局に成功して配信されたとみなす。この方法は、下りリンクと上りリンクとの双方に使用されてもよい。

ターゲットAPへの中継局のパケット送信では、中継局がSTAからパケットを受信した場合、パケットの最終の宛先を認識し、それに従ってパケットを再符号化する。再符号化されたパケットは、中継局とターゲットのAPとの間のチャネル状況に応じて受信したものと異なる変調及び符号化方式（MCS：modulation and coding scheme）を有してもよい。再符号化されたパケットのPHYヘッダ部は、ターゲットのAPのIDに対応するフィールドを含む。STAからパケットを受信した後で、中継局は、所定の遅延（例えば、SIFS）の後に再符号化されたパケットをターゲットのAPに送信する。

STAに関して、上りリンクパケットを中継局に送信した後で、STAは、所定の遅延の後にパケットのいずれかのPHYヘッダ部が検出されたか否かを決定するために、チャネルを監視し続ける。パケットのPHYヘッダ部が前述の時間に検出された場合、STAは、受信機のIDに対応するフィールドがターゲットのAPのものであるか否かを検査する。フィールド情報がターゲットのAPについてのものである場合、STAは、その前の送信が中継局で成功して受信されたとみなす。STAがパケットのPHYヘッダ部を受信しなかった場合、又は所与の時間内の受信したPHYヘッダにターゲットのAPのIDを含んでいない場合、STAは、その前の送信が中継局で成功して受信されなかったとみなし、再送信処理を開始する。

IEEE802.11-11/1137r12, Proposed specification framework for TGah, November 2012及びIEEE802.11-12/1330r0, Two-hop relay function, November 2012は、この出願の対象に関係する。これらの参考文献のそれぞれの全内容を援用する。

図６は、ここに開示のデバイス及び方法を実現するために使用され得る処理システム600のブロック図である。特定のデバイスは、図示のコンポーネントの全てを利用してもよく、コンポーネントの一部のみを利用してもよく、一体化のレベルはデバイスによって異なってもよい。更に、デバイスは、複数の処理ユニット、プロセッサ、メモリ、送信機、受信機等のようなコンポーネントの複数のインスタンスを含んでもよい。処理システム600は、スピーカ、マイクロフォン、マウス、タッチスクリーン、キーパッド、キーボード、プリンタ、ディスプレイ等のような１つ以上の入出力デバイスを備えた処理ユニット601を有してもよい。処理ユニット601は、バス640に接続された中央処理装置（CPU）610と、メモリ620と、大容量記憶デバイス630と、ネットワークインタフェース650と、I/Oインタフェース660と、アンテナ回路670とを含んでもよい。処理ユニット601はまた、アンテナ回路に接続されたアンテナ素子675を含む。

バス640は、メモリバス又はメモリコントローラ、周辺機器バス、ビデオバス等を含むいずれかの種類の複数バスアーキテクチャのうち１つ以上でもよい。CPU610は、いずれかの種類の電子データプロセッサを有してもよい。メモリ620は、スタティックランダムアクセスメモリ（SRAM：static random access memory）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（DRAM：dynamic random access memory）、シンクロナスDRAM（SDRAM：synchronous DRAM）、読み取り専用メモリ（ROM：read-only memory）、これらの組み合わせ等のような、いずれかの種類のシステムメモリを有してもよい。実施例では、メモリ620は、ブートアップ時に使用するROMと、プログラムを実行する間に使用するプログラム及びデータ記憶用のDRAMとを含んでもよい。

大容量記憶デバイス630は、データ、プログラム及び他の情報を格納し、データ、プログラム及び他の情報をバス640を介してアクセス可能にするように構成されたいずれかの種類の記憶デバイスを有してもよい。大容量記憶デバイス630は、例えば、ソリッドステートドライブ、ハードディスクドライブ、磁気ディスクドライブ、光ディスクドライブ等のうち１つ以上を有してもよい。

I/Oインタフェース660は、外部の入出力デバイスを処理ユニット601に結合するためのインタフェースを提供してもよい。I/Oインタフェース660は、ビデオアダプタを含んでもよい。入出力デバイスの例は、ビデオアダプタに結合されたディスプレイと、I/Oインタフェースに結合されたマウス／キーボード／プリンタとを含んでもよい。他のデバイスが処理ユニット601に結合されてもよく、更なるインタフェースカード又は少ないインタフェースカードが利用されてもよい。例えば、USB（Universal Serial Bus）（図示せず）のようなシリアルインタフェースがプリンタ用のインタフェースを提供するために使用されてもよい。

アンテナ回路670及びアンテナ素子675は、処理ユニット601がネットワークを介してリモートユニットと通信することを可能にしてもよい。実施例では、アンテナ回路670及びアンテナ素子675は、無線広域ネットワーク（WAN：wide area network）及び／又はセルラネットワーク（LTE（Long Term Evolution）、符号分割多重アクセス（CDMA：Code Division Multiple Access）、広帯域CDMA（WCDMA：Wideband CDMA）及びGSM（Global System for Mobile Communications）ネットワーク等）へのアクセスを提供する。或る実施例では、アンテナ回路670及びアンテナ素子675はまた、他のデバイスへのBluetooth及び／又はWiFi接続を提供してもよい。

処理ユニット601はまた、１つ以上のネットワークインタフェース650を含んでもよい。１つ以上のネットワークインタフェース650は、ノード又は異なるネットワークにアクセスするためのEthernetケーブル等のような有線リンク及び／又は無線リンクを有してもよい。ネットワークインタフェース650は、処理ユニット601がネットワーク680を介してリモートユニットと通信することを可能にする。例えば、ネットワークインタフェース650は、１つ以上の送信機／送信アンテナと１つ以上の受信機／受信アンテナとを介して無線通信を提供してもよい。実施例では、処理ユニット601は、他の処理ユニット、インターネット、リモート記憶施設等のようなリモートデバイスとのデータ処理及び通信のためにローカルエリアネットワーク又は広域ネットワークに結合される。

説明を詳細に行ったが、添付の特許請求の範囲により規定されたこの開示の要旨及び範囲を逸脱することなく、様々な変更、置換及び変形が行われてもよいことが分かるべきである。更に、当業者は、現時点で存在するか後に開発される処理、機械、製造物、合成物、手段、方法又はステップが、ここに記載の対応する実施例と実質的に同じ機能を実行し得ること、又は実質的に同じ結果を実現し得ることを、この開示から容易に認識するため、この開示の範囲は、ここに記載の特定の実施例に限定されることを意図するものではない。従って、添付の特許請求の範囲は、このような処理、機械、製造物、合成物、手段、方法又はステップをその範囲内に含むことを意図する。

Claims (42)

1. パケット中継のための無線ネットワークコンポーネントにおける方法であって、
   前記無線ネットワークコンポーネントにより、データを有する第１のデータパケットを中継局に送信するステップであり、前記第１のデータパケットは、ターゲットの無線デバイスを対象とするものであり、前記第１のデータパケットのデータは、前記中継局により第２のデータパケットを使用して前記ターゲットの無線デバイスに転送されるステップと、
   前記無線ネットワークコンポーネントにより、前記第２のデータパケットを受信するステップと、
   前記無線ネットワークコンポーネントにより、前記第２のデータパケットの受信機IDが前記ターゲットの無線デバイスに対応するか否かを決定するステップであり、前記無線ネットワークコンポーネントは、前記第２のデータパケットの前記受信機IDが前記ターゲットの無線デバイスに対応する場合、前記中継局への前記第１のデータパケットの前記送信が成功したとみなすステップと
   を有する方法。
2. 前記無線ネットワークコンポーネントは、前記ネットワークコンポーネントが前記第１のデータパケットを送信した後の所定の時間内に前記第２のデータパケットを受信する、請求項１に記載の方法。
3. 前記所定の時間は、SIFS（Short Inter-Frame Space）を有する、請求項２に記載の方法。
4. 前記第１のデータパケットを送信する前に、前記中継局から前記ターゲットの無線デバイスの識別情報を受信するステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
5. 前記ターゲットの無線デバイスの識別情報が変更された場合、前記中継局から前記ターゲットの無線デバイスの更新された識別情報を受信するステップを更に有する、請求項４に記載の方法。
6. 前記無線ネットワークコンポーネントは、前記第２のデータパケットの受信機IDが前記ターゲットの無線デバイスに対応するか否かを決定するために、前記中継局からの前記ターゲットの無線デバイスの前記受信した識別情報を使用する、請求項４に記載の方法。
7. 前記無線ネットワークコンポーネントは、局として動作する前記ターゲットの無線デバイスが前記中継局にアソシエーションされ、前記無線ネットワークコンポーネントがアクセスポイント（AP）である場合、前記中継局から前記ターゲットの無線デバイスの前記識別情報を受信する、請求項６に記載の方法。
8. 前記無線ネットワークコンポーネントは、局として動作する前記無線ネットワークコンポーネントが前記中継局にアソシエーションされ、前記ターゲットの無線デバイスがアクセスポイント（AP）である場合、前記中継局から前記ターゲットの無線デバイスの前記識別情報を受信する、請求項６に記載の方法。
9. 前記無線ネットワークコンポーネントは、前記無線ネットワークコンポーネントが前記中継局にアソシエーションした場合、前記中継局から前記ターゲットの無線デバイスのBSSID（Basic Service Set Identifier）の指示を受信する、請求項４に記載の方法。
10. 前記中継局は、前記ターゲットの無線デバイスの前記BSSIDの前記指示を前記無線ネットワークコンポーネントに提供するために、ビーコンフレーム又はプローブ応答フレームのRootAP BSSID情報を使用する、請求項９に記載の方法。
11. 前記第２のデータパケットの前記受信機IDが前記ターゲットの無線デバイスに対応するか否かを決定するステップは、前記第２のデータパケットの物理ヘッダ部に含まれる前記受信機IDを検査するステップを有する、請求項１に記載の方法。
12. 前記第２のデータパケットの前記受信機IDは、前記ターゲットの無線デバイスのアソシエーション識別情報（AID）の一部に従って決定される、請求項１に記載の方法。
13. 前記第２のデータパケットの前記受信機IDは、前記ターゲットの無線デバイスの一意のアドレスを有する、請求項１に記載の方法。
14. 前記第２のデータパケットの前記受信機IDは、前記ターゲットの無線デバイスがアクセスポイント（AP）である場合、前記ターゲットの無線デバイスのBSSID（basic service set ID）の一部に従って決定される、請求項１に記載の方法。
15. 前記第２のデータパケットの受信機IDが前記ターゲットの無線デバイスに対応するか否かを決定するステップは、前記第２のデータパケットの前記受信機IDがターゲットの無線デバイスの識別情報の一部に従って決定された識別子と同一であるか否かを検査するステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
16. 前記ターゲットの無線デバイスの前記識別情報は、前記ターゲットの無線デバイスのアソシエーションID（AID）を有する、請求項１５に記載の方法。
17. 前記ターゲットの無線デバイスの前記識別情報は、前記ターゲットの無線デバイスの媒体アクセスレイヤ（MAC）アドレスである、請求項１５に記載の方法。
18. 前記ターゲットの無線デバイスの前記識別情報は、前記ターゲットの無線デバイスがアクセスポイント（AP）である場合、前記ターゲットの無線デバイスのBSSID（Basic Service Set Identifier）である、請求項１５に記載の方法。
19. 前記無線ネットワークコンポーネントは、アクセスポイント（AP）を有し、前記ターゲットの無線デバイスは、ターゲットの非AP局を有する、請求項１に記載の方法。
20. 前記無線ネットワークコンポーネントは、非AP局を有し、前記ターゲットの無線デバイスは、アクセスポイント（AP）を有する、請求項１に記載の方法。
21. 前記方法は、802.11システムに適用される、請求項１に記載の方法。
22. 前記第１のデータパケットは、データと、前記中継局のIDに設定された第１の受信機IDを有する第１のヘッダとを有し、前記データは、前記ターゲットの無線デバイス宛であり、前記データは再符号化されて、前記中継局によりSIFS（Short Inter-Frame Space）時間内に第２のデータパケットを使用して前記ターゲットの無線デバイスに転送され、前記第２のデータパケットは、前記ターゲットの無線デバイスのIDに設定された第２の受信機IDを有する第２のヘッダを有する、請求項１に記載の方法。
23. パケット中継のために構成された無線ネットワークコンポーネントであって、
    プロセッサと、
    前記プロセッサにより実行されるプログラミングを格納したコンピュータ読み取り可能記憶媒体と
    を有し、
    前記プログラミングは、
    データを有する第１のデータパケットを中継局に送信し、前記第１のデータパケットは、ターゲットの無線デバイスを対象とするものであり、前記第１のデータパケットのデータは、前記中継局により第２のデータパケットを使用して前記ターゲットの無線デバイスに転送され、
    送信された前記第２のデータパケットを受信し、
    前記第２のデータパケットの受信機IDが前記ターゲットの無線デバイスに対応するか否かを決定し、前記無線ネットワークコンポーネントは、前記第２のデータパケットの前記受信機IDが前記ターゲットの無線デバイスに対応する場合、前記中継局への前記第１のデータパケットの前記送信が成功したとみなす命令を含む無線ネットワークコンポーネント。
24. 前記プログラミングは、前記ネットワークコンポーネントが前記第１のデータパケットを送信した後の所定の時間内に前記第２のデータパケットが前記ターゲットの無線デバイスに送信されたか否かを検査するために、無線チャネルを監視する命令を更に含む、請求項２３に記載の無線ネットワークコンポーネント。
25. 前記プログラミングは、前記第１のデータパケットを送信する前に、前記中継局から前記ターゲットの無線デバイスの識別情報を受信する命令を更に含む、請求項２３に記載の無線ネットワークコンポーネント。
26. 前記ターゲットの無線デバイスは、前記中継局にアソシエーションされ、局として動作する前記ターゲットの無線デバイスが前記中継局にアソシエーションされた場合、又は前記識別情報が変更された場合、前記ターゲットの無線デバイスの前記識別情報は、前記中継局により前記無線ネットワークコンポーネントに提供される、請求項２５に記載の無線ネットワークコンポーネント。
27. 前記無線ネットワークコンポーネントは、前記第２のデータパケットの受信機IDが前記ターゲットの無線デバイスに対応するか否かを決定するために、前記中継局からの前記ターゲットの無線デバイスの前記受信した識別情報を使用する、請求項２６に記載の無線ネットワークコンポーネント。
28. 前記無線ネットワークコンポーネントは、局として動作する前記無線ネットワークコンポーネントが前記中継局にアソシエーションされ、前記ターゲットの無線デバイスがアクセスポイント（AP）である場合、前記中継局から前記ターゲットの無線デバイスの前記識別情報を受信し、前記ターゲットの無線デバイスの前記識別情報は、前記APの一意のアドレス又は前記APのアソシエーションID（AID）のうち少なくとも１つを有する、請求項２６に記載の無線ネットワークコンポーネント。
29. 前記ターゲットの無線デバイスの識別情報は、前記中継局のネットワーク内で一意である一意のアドレスを有し、前記一意のアドレスは、局として動作する前記ターゲットの無線デバイスが前記中継局にアソシエーションされた場合、又は前記一意のアドレスが変更された場合、前記無線ネットワークコンポーネントに示される、請求項２６に記載の無線ネットワークコンポーネント。
30. 前記ターゲットの無線デバイスの識別情報は、アソシエーションID（AID）を有し、前記AIDは、局として動作する前記ターゲットの無線デバイスが前記中継局にアソシエーションされた場合、又は前記アソシエーションIDが変更された場合、前記無線ネットワークコンポーネントに示される、請求項２６に記載の無線ネットワークコンポーネント。
31. 前記第２のデータパケットの前記受信機IDが前記ターゲットの無線デバイスに対応するか否かを決定する命令は、前記第２のデータパケットの物理ヘッダ部に含まれる前記受信機IDを検査する命令を有する、請求項２３に記載の無線ネットワークコンポーネント。
32. 前記第２のデータパケットの前記受信機IDは、前記ターゲットの無線デバイスのアソシエーション識別情報（AID）の一部に従って決定される、請求項２３に記載の無線ネットワークコンポーネント。
33. 前記第２のデータパケットの前記受信機IDは、前記ターゲットの無線デバイスの一意のアドレスを有する、請求項２３に記載の無線ネットワークコンポーネント。
34. 前記第２のデータパケットの前記受信機IDは、前記ターゲットの無線デバイスがアクセスポイント（AP）である場合、前記ターゲットの無線デバイスのBSSID（basic service set ID）の一部に従って決定される、請求項２３に記載の無線ネットワークコンポーネント。
35. 前記第２のデータパケットの受信機IDが前記ターゲットの無線デバイスに対応するか否かを決定することは、前記第２のデータパケットの前記受信機IDがターゲットの無線デバイスの識別情報の一部に従って決定された識別子と同一であるか否かを検査することを更に有する、請求項２３に記載の無線ネットワークコンポーネント。
36. 前記ターゲットの無線デバイスの識別情報（ID）は、前記ターゲットの無線デバイスがアクセスポイント（AP）である場合、前記ターゲットの無線デバイスのBSSID（Basic Service Set Identifier）である、請求項２３に記載の無線ネットワークコンポーネント。
37. 前記無線ネットワークコンポーネントは、802.11システムに適用される、請求項２３に記載の無線ネットワークコンポーネント。
38. 前記プログラミングは、前記ターゲットの無線デバイスが前記中継局にアソシエーションされた場合、又は前記ターゲットの無線デバイスの識別情報が変更された場合、前記中継局から前記ターゲットの無線デバイスの前記識別情報を受信する命令を更に含む、請求項２３に記載の無線ネットワークコンポーネント。
39. 前記第１のデータパケットは、データと、前記中継局のIDに設定された第１の受信機IDを有する第１のヘッダとを有し、前記データは、前記ターゲットの無線デバイス宛であり、前記データは再符号化されて、前記中継局によりSIFS（Short Inter-Frame Space）時間内に第２のデータパケットを使用して前記ターゲットの無線デバイスに転送され、前記第２のデータパケットは、前記ターゲットの無線デバイスのIDに設定された第２の受信機IDを有する第２のヘッダを有する、請求項２３に記載の無線ネットワークコンポーネント。
40. 中継局を介してデータを第１の局から第２の局に無線で転送するための第１の局における方法であって、
    前記第１の局により、前記中継局に関連するメッセージプロトコルデータユニット（MPDU）を送信するステップであり、前記MPDUは、前記中継局によりSIFS（short inter-frame space）時間内に前記中継局がアソシエーションされた前記第２の局に転送されるステップと、
    有効なPLCP（Physical Layer Conversion Protocol）ヘッダがACKTimeout間隔内に受信され、宛先アドレス（DA）に対応する前記受信したPLCPヘッダの部分アソシエーション識別子（PAID）が前記第２の局の受信機アドレス（RA）又は前記第２の局のBSSID（Basic Service Set Identifier）に対応するPAIDと同一である場合、成功した肯定応答であると決定し、これにより、再送信なしにフレームシーケンスを続けるか終了させるかを許可するステップと
    を有する方法。
41. 前記第２の局は、アクセスポイント（AP）を有し、
    前記第１の局は、前記第２の局が前記中継局にアソシエーションした場合、前記中継局から前記APの前記BSSIDの指示を受信し、
    前記中継局は、前記APの前記BSSIDの前記指示を前記第１の局に提供するために、ビーコンフレーム又はプローブ応答フレームのRootAP BSSID情報を使用する、請求項４０に記載の方法。
42. パケット中継のために構成された中継局を介してデータを第１の局から第２の局に無線で転送するように構成された第１の局であって、
    プロセッサと、
    前記プロセッサにより実行されるプログラミングを格納したコンピュータ読み取り可能記憶媒体と
    を有し、
    前記プログラミングは、前記中継局に関連するメッセージプロトコルデータユニット（MPDU）を送信し、前記MPDUは、前記中継局によりSIFS（short inter-frame space）時間内に前記中継局がアソシエーションされた前記第２の局に転送され、
    有効なPLCP（Physical Layer Conversion Protocol）ヘッダがACKTimeout間隔内に受信され、宛先アドレス（DA）に対応する前記受信したPLCPヘッダの部分アソシエーション識別子（PAID）が前記第２の局の受信機アドレス（RA）又は前記第２の局のBSSID（Basic Service Set Identifier）に対応するPAIDと同一である場合、成功した肯定応答であると決定し、これにより、再送信なしにフレームシーケンスを続けるか終了させるかを許可する命令を含む第１の局。

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