JP7284925B2 - パケット到着前チャネル競合 - Google Patents

Description

〔関連出願との相互参照〕
本出願は、２０１９年６月１７日に出願された米国仮特許出願第６２／８６２，３４１号に対する優先権及びその利益を主張するものであり、この文献はその全体が引用により本明細書に組み入れられる。

〔連邦政府が支援する研究又は開発に関する記述〕
該当なし

〔コンピュータプログラム付属書の引用による組み入れ〕
該当なし

〔著作権保護を受ける資料の通知〕
本特許文献中の資料の一部は、アメリカ合衆国及びその他の国の著作権法の下で著作権保護を受けることができる。著作権の権利所有者は、合衆国特許商標庁の一般公開ファイル又は記録内に表される通りに第三者が特許文献又は特許開示を複製することには異議を唱えないが、それ以外は全ての著作権を留保する。著作権所有者は、限定ではないが米国特許法施行規則§１．１４に従う権利を含め、本特許文献を秘密裏に保持しておく権利のいずれも本明細書によって放棄するものではない。

本開示の技術は、一般に無線ネットワークに関し、具体的には、パケットサイズ及び到着に関する情報に基づいてリアルタイムアプリケーション（ＲＴＡ）のために実行されるチャネル競合に関する。

現在市場に出回っている装置のほとんどは、Ｗｉ－Ｆｉを通じてインターネットにアクセスすることができる。Ｗｉ－Ｆｉネットワークは、日々拡大してより高いスループットを可能にするとともに、各ネットワークにより多くのユーザを接続できるようになっている。

しかしながら、干渉が存在する高密度環境又は状況では、遅延時間及び信頼性が保証されない。Ｗｉ－Ｆｉネットワークは、一般に最善努力型通信（ｂｅｓｔ ｅｆｆｏｒｔ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）とみなされる。リアルタイムゲーム及び遅延感度の高いアプリケーションは、データトラフィックの遅延及び信頼性に大きな価値がある急成長カテゴリである。これらのアプリケーションでは、満足できるユーザ体験を提供してシステムが確実に機能できるようにするために、エンドツーエンド遅延がエンドユーザに気付かれるべきではなく、最悪遅延時間などのパラメータが非常に重要になる。この理由は、遅延スパイクがアプリケーション性能を損なって予期せぬ結果をもたらす恐れがあるからである。

ＣＳＭＡ／ＣＡを使用する現在の無線技術は、ネットワークの高スループット性能には重点を置いているが、十分な低遅延時間能力に欠けている。しかしながら、リアルタイムアプリケーション（ＲＴＡ）データは一定期間内に配信される場合にのみ有効であるため、ＲＴＡなどの多くのアプリケーションは、パケット配信に対する高い適時性要件に起因して低遅延時間を必要とする。

現在、ＳＴＡは、ランダムアクセスチャネルシナリオに起因して、各パケットの送信前にチャネルアクセスを検知してこのために競合する必要があり、このことが遅延の原因になる場合がある。他の遅延原因としては、エンドツーエンドのパケット送信遅延を増大させる節電機構、待ち行列遅延及び送信遅延が挙げられる。

従って、リアルタイムアプリケーションの遅延及び通信オーバーヘッドを低減するＷＬＡＮプロトコルに対するニーズが存在する。本開示は、このニーズを満たすとともに、これまでの技術を凌駕するさらなる利点をもたらすものである。

従来の無線ネットワークの局によって搬送されるリアルタイムアプリケーションデータは、しばしば動作不能レベルの遅延時間及び高オーバーヘッドレベルに見舞われる。この遅延及び遅延量の不確かさの重要な要因の１つは、チャネルアクセスを体系化して複数の装置が同時にそのチャネルへのアクセスを競っている時に衝突を回避する従来のＣＳＭＡ／ＣＡプロトコルなどを使用することによってチャネルアクセスのために競合する必要性である。

ＣＳＭＡ／ＣＡ無線技術における１つの解決策は、チャネル競合時間を迅速化することによってＳＴＡにより速くチャネルアクセス権を取得させることである。これを達成するには、現在の８０２．１１のＭＡＣ及びＰＨＹを、リアルタイムアプリケーション（ＲＴＡ）の最悪遅延時間を抑制して通信信頼性を改善できるように再設計する必要がある。

実行中のリアルタイムアプリケーション（ＲＴＡ）がＲＴＡパケットの予想到着時刻について関連する局ＭＡＣ層と通信するパケット到着前競合手順について説明する。本開示の下では、ＲＴＡパケットの予想到着時刻に関する情報を有するＭＡＣ層が、リアルタイムアプリケーションからパケットが到着する前にチャネルアクセスのために競合し、従ってリアルタイムデータ通信のためのチャネルを取得する際の遅延時間を低減する。

本明細書の以下の部分では、本明細書で説明する技術のさらなる態様が明らかになり、この詳細な説明は、本技術の好ましい実施形態を制限することなく完全に開示するためのものである。

本明細書で説明する技術は、例示のみを目的とする以下の図面を参照することによって十分に理解されるであろう。

ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ ＷＬＡＮの高効率（ＨＥ）シングルユーザ（ＳＵ）ＰＬＣＰプロトコルデータユニット（ＰＰＤＵ）のデータフィールド図である。 ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ ＷＬＡＮのダウンリンクマルチユーザ送信に使用される高効率（ＨＥ）マルチユーザ（ＭＵ）ＰＬＣＰプロトコルデータユニット（ＰＰＤＵ）フォーマットのデータフィールド図である。 ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ ＷＬＡＮのダウンリンクマルチユーザ送信に使用される高効率（ＨＥ）トリガーベース（ＴＢ）ＰＬＣＰプロトコルデータユニット（ＰＰＤＵ）のデータフィールド図である。 ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ ＷＬＡＮのトリガフレームのデータフィールド図である。 図４のトリガフレームに見られる共通情報フィールドのデータフィールド図である。 図４のトリガフレームに見られるユーザ情報フィールドのデータフィールド図である。 ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ ＷＬＡＮのブロックＡＣＫ（ＢＡ）フレームのデータフィールド図である。 ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ ＷＬＡＮのために実行されるダウンリンク（ＤＬ）ＯＦＤＭＡ ＭＩＭＯ送信の周波数使用図である。 ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ ＷＬＡＮのために実行されるアップリンク（ＵＬ）ＯＦＤＭＡ ＭＩＭＯ送信の周波数使用図である。 ＣＳＭＡ／ＣＡを使用してＳＴＡがＩＥＥＥ８０２．１１ＷＬＡＮにおけるパケット送信及び再送のためにチャネルへのアクセス権を獲得できるようにするフロー図である。 通常のＷＬＡＮシステムのデータフレームフォーマットのデータフィールド図である。 通常のＷＬＡＮシステムの確認応答（ＡＣＫ）フレームフォーマットのデータフィールド図である。 通常のＷＬＡＮシステムにおける再送に起因してバックオフ時間が増加するＣＳＭＡ／ＣＡ下での再送の通信期間図である。 通常のＷＬＡＮシステムにおいて再送回数が再試行制限を上回った後にパケットが破棄される通信期間図である。 通常のＷＬＡＮシステムにおけるＯＦＤＭＡを使用したダウンリンク（ＤＬ）マルチユーザ（ＭＵ）送信の通信期間図である。 通常のＷＬＡＮシステムにおけるＯＦＤＭＡを使用したアップリンク（ＵＬ）マルチユーザ（ＭＵ）送信の通信期間図である。 本開示の少なくとも１つの実施形態による局（ＳＴＡ）ハードウェアのブロック図である。 本開示の少なくとも１つの実施形態に従って対応されるトポロジ例を示すネットワークトポロジ図である。 本開示の少なくとも１つの実施形態による、リアルタイムアプリケーション（ＲＴＡ）を実行する局の通信シーケンス図である。 本開示の少なくとも１つの実施形態に従って対応される異なるチャネルアクセスシナリオを示す通信シーケンス図である。 本開示の少なくとも１つの実施形態に従って利用されるプリミティブパラメータ通信のブロック図である。 本開示の少なくとも１つの実施形態による、チャネルアクセスパラメータを有する新規セッション（Ｎｅｗ Ｓｅｓｓｉｏｎ）要求のデータフィールド図である。 本開示の少なくとも１つの実施形態による、新規セッション要求に対する応答のためのプリミティブパラメータのデータフィールド図である。 本開示の少なくとも１つの実施形態による、早期競合ウィンドウ期間の動的調整のフロー図である。 本開示の少なくとも１つの実施形態による、非ＡＰとそのＡＰとの間の交換を例示する通信シーケンス図である。 本開示の少なくとも１つの実施形態による、局がパケット到着前チャネル競合（ＰＰＡＣＣ）手順を実行するフロー図である。 本開示の少なくとも１つの実施形態による、局がパケット到着前チャネル競合（ＰＰＡＣＣ）手順を実行するフロー図である。 本開示の少なくとも１つの実施形態による、早期チャネル競合ウィンドウ（ＣＷ）期間の最初のチャネル使用中状況への対処を示すチャネルアクセス図である。 本開示の少なくとも１つの実施形態による、早期チャネル競合ウィンドウ（ＣＷ）期間の最初のチャネル使用中状況に対処する別の例を示すチャネルアクセス図である。 本開示の少なくとも１つの実施形態による、早期チャネル競合ウィンドウ（ＣＷ）期間の最初の別のチャネル使用中状況への対処を示すチャネルアクセス図である。 本開示の少なくとも１つの実施形態による、早期チャネル競合ウィンドウ（ＣＷ）期間の最初のチャネルが使用中でない状況への対処を示すチャネルアクセス図である。 本開示の少なくとも１つの実施形態による、早期チャネル競合ウィンドウ（ＣＷ）期間の最初のチャネルが使用中でない別の状況への対処を示すチャネルアクセス図である。 本開示の少なくとも１つの実施形態による、早期チャネルＣＷ期間の前から早期チャネルアクセス期間に掛けてチャネルが使用中のままであるシナリオへの対処を示すチャネルアクセス図である。 本開示の少なくとも１つの実施形態による、早期チャネルＣＷ期間の最初にチャネルが使用中であるシナリオへの対処を示すチャネルアクセス図である。 本開示の少なくとも１つの実施形態による、パケット到着前チャネル競合（ＰＰＡＣＣ）要求フレームのデータフィールド図である。 本開示の少なくとも１つの実施形態による、パケット到着前チャネル競合（ＰＰＡＣＣ）応答フレームのデータフィールド図である。 本開示の少なくとも１つの実施形態による、早期競合アクセス要求フレームのデータフィールド図である。 本開示の少なくとも１つの実施形態による、早期競合アクセス応答フレームのデータフィールド図である。

１．従来のＷＬＡＮ実装
ＷＬＡＮの性能を改善するために、特に２．４ＧＨｚ帯及び５ＧＨｚ帯に重点を置く多くの８０２．１１修正案が提案されてきた。これまでの修正案のほとんどは、最大受信データレートを当初提案されていた２Ｍビット／秒から８０２．１１ａｘ修正案では場合によって最大９．６ＧＨｚに改善することに焦点を当てたものである。

例えば、チャネル帯域幅の２０ＭＨｚから最大１６０ＭＨｚへの増加、新たな変調及び符号化スキームの使用、並びにＭＩＭＯ及びマルチユーザ送信の導入を通じて物理層のデータレートを高める多くの技術が使用されてきた。

送信のオーバーヘッドを低下させ、従ってデータスループットを向上させるために、他のＭＡＣ層の改善も導入されてきた。このオーバーヘッドの低下は、例えばフレーム間隔を短縮し、パケットの集約化及びセグメント化を行い、Ｗｉ－Ｆｉネットワークにおけるサービス品質（ＱｏＳ）対応を改善し、局が節電のためにアウェイク状態とドーズ状態とを繰り返す電力消費プロトコルを適用することによって行うことができる。

１．１．８０２．１１ａｘ ＰＰＤＵフォーマット
ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘは、様々な周波数で無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）Ｗｉ－Ｆｉコンピュータ通信を実施するために、ＷＬＡＮプロトコルの組を提供し、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）及び物理層（ＰＨＹ）プロトコルの組を指定する。物理層のためのＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ標準は、物理層収束プロトコル（ＰＬＣＰ）副層及び物理媒体依存（ＰＭＤ）副層、並びにこれらの副層とＭＡＣ層との相互作用を含む。ＭＡＣ層は、サービスアクセスポイント（ＳＡＰ）を通じた命令を使用してＰＬＣＰ副層と通信する。

ＭＡＣ層が命令すると、ＰＬＣＰは、送信のためにＭＡＣプロトコルデータユニット（ＭＰＤＵ）を準備し、ＭＰＤＵをＰＭＤによる送信に適したフレームフォーマットにマッピングすることによって、ＰＭＤ副層に対するＭＡＣ層の依存を最小化する。また、ＰＬＣＰは、無線媒体からの着信フレームをＭＡＣ層に供給する。

ＰＬＣＰは、物理層送信機及び受信機が必要とする情報を含むＭＰＤＵにＰＨＹ固有のプリアンブル及びヘッダフィールドを添付する。この複合フレーム（ＰＬＣＰプリアンブル及びヘッダが追加されたＭＰＤＵ）は、ＰＬＣＰプロトコルデータユニット（ＰＰＤＵ）と呼ばれる。ＭＰＤＵは、ＰＬＣＰサービスデータユニット（ＰＳＤＵ）とも呼ばれ、一般に物理層動作を参照する際にはこのように呼ばれる。ＰＰＤＵのフレーム構造は、局間におけるＰＳＤＵの非同期転送を可能にする。この結果、受信局の物理層は、その回路を各個々の着信フレームに同期させなければならない。

ＰＭＤ副層では、ＰＬＣＰの指示の下で、ＰＭＤ副層が無線媒体と直接連動することによって無線媒体を通じて物理層データユニットの送受信を行う。

ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘは、異なるシナリオにおいてパケットを送信するために複数のＰＰＤＵフォーマットを規定する。以下、これらをリストする。

図１に、シングルユーザ送信に使用される高効率（ＨＥ）シングルユーザ（ＳＵ）ＰＰＤＵフォーマットを示しており、このフォーマットは、非ＨＴ短期訓練フィールドであるＬ－ＳＴＦ、非ＨＴ長期訓練フィールドであるＬ－ＬＴＦ、非ＨＴ信号フィールドであるＬ－ＳＩＧ、反復する非ＨＴ信号フィールドであるＲＬ－ＳＩＧ、ＨＥ信号ＡフィールドであるＨＥ－ＳＩＧ－Ａ、ＨＥ短期訓練フィールドであるＨＥ－ＳＴＦ、ＨＥ長期訓練フィールドであるＨＥ－ＬＴＦ、ＰＳＤＵを搬送するデータフィールドであるデータ（Ｄａｔａ）、及びパケット拡張フィールドであるＰＥ、といったフィールドを含む。なお、これらのフィールドの多くは、特定のビット数ではなく（図に例示する）所定の期間に及ぶものとして示される。

図２に、ダウンリンクマルチユーザ送信に使用されるＨＥマルチユーザ（ＭＵ）ＰＰＤＵフォーマットを示す。このフォーマットは、図１に示すシングルユーザＰＰＤＵフォーマットと比較すると、そのフォーマットにＨＥ－ＳＩＧ－Ｂフィールドを追加する。ＨＥ－ＳＩＧ－Ｂフィールドは、各ユーザにチャネルリソースブロック配分情報を提供する。

図３に、アップリンクマルチユーザ送信に使用されるＨＥトリガベース（ＴＢ）のＰＰＤＵフォーマットを示す。ＨＥ ＴＢ ＰＰＤＵフォーマットのフィールドは、ＨＥ－ＳＴＦフィールドが８μｓであることを除いてＨＥシングルユーザＰＰＤＵフォーマットのフィールドと同一である。

図４に、以下のフィールドを有するトリガフレームの内容を示す。フレーム制御（ｆｒａｍｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールドは、フレームのタイプを示す。継続時間（ｄｕｒａｔｉｏｎ）フィールドは、ＣＳＭＡ／ＣＡチャネルアクセスに使用されるネットワーク配分ベクトル（ＮＡＶ）情報を含む。ＲＡフィールドは、フレームの受信者のアドレスを含む。ＴＡフィールドは、フレームを送信するＳＴＡのアドレスを含む。共通情報（Ｃｏｍｍｏｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）フィールドは、全ての配分されたＳＴＡのための情報を含む一方で、ユーザ情報（Ｕｓｅｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）フィールドは。

図５には、図４に見られる共通情報フィールド内のサブフィールドを示す。

図６には、図４に見られるユーザ情報フィールド内のサブフィールドを示す。

図７には、ブロックＡＣＫフレームの内容を示す。フレーム制御フィールドは、フレームのタイプを示す。継続時間フィールドは、ＣＳＭＡ／ＣＡチャネルアクセスに使用されるＮＡＶ情報を含む。ＲＡフィールドは、フレームの受信者のアドレスを含む。ＴＡフィールドは、フレームを送信するＳＴＡのアドレスを含む。ＢＡ制御フィールドは、ブロックＡＣＫのポリシーを示す。ＢＡ情報フィールドは、送信のフィードバックを含む。

１．２．遅延に影響を与えるＷＬＡＮ機能
１．２．１．チャネルアクセス及び遅延耐性
ＷＬＡＮ装置では、競合ベースアクセス及び競合なしアクセスの両方が可能である。競合ベースアクセスは、チャネルへのアクセス権を獲得するために、チャネルが使用中である度にチャネルがチャネルを検知して競合する必要がある。これによってさらなる送信遅延が発生するが、衝突回避をもたらすために必要である。競合なしチャネルアクセスでは、ＡＰが競合することなくチャネルへのアクセス権を獲得することができる。このアクセスは、他のＳＴＡによって使用されるＤＩＦＳ（分散型フレーム間隔（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｉｎｔｅｒ－Ｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｉｎｇ））に比べてＰＩＦ（ＰＣＦフレーム間隔）に等しい短いフレーム間隔を使用することによってチャネルアクセス協調が達成されるハイブリッド制御チャネルアクセス（Ｈｙｂｒｉｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｃｃｅｓｓ：ＨＣＣＡ）において可能である。競合なしアクセスは、競合パケット遅延を回避するための実行可能な解決策をもたらすように思えるが、幅広く展開されておらず、ほとんどのＷｉ－Ｆｉ装置は競合ベースアクセスを実行している。

競合ベースアクセスの下では、チャネルにアクセスする前にＳＴＡがチャネルを検知して使用中でないことを発見する必要がある。このチャネルは、（１）ＳＴＡがフレームのプリアンブルを検出し、検出されたフレームの長さにわたってチャネルが使用中とみなされる時、（２）ＳＴＡが２０ｄＢの最小感度を上回るエネルギーレベルを検出した時、又は（３）ＳＴＡが、検出されたフレームのＮＡＶを読み取ることによってチャネルを事実上使用中として検出した時に使用中とみなされる。

８０２．１１ａｘでは、誤ってＮＡＶタイマに依拠することによって起こり得る衝突を回避するために２つのＮＡＶが導入された。一方のＮＡＶはＢＳＳ ＳＴＡのためのものであり、他方のＮＡＶは非ＢＳＳ ＳＴＡのためのものであり、これらはＳＴＡによって別々に維持される。

８０２．１１ａｘは、全てのレガシー８０２．１１ＷＬＡＮ装置でのチャネルアクセスのためにＣＳＭＡ／ＣＡを使用する。ＡＰは、アップリンク（ＵＬ）多入力多出力（ＭＩＭＯ）送信のためのトリガフレームを送信するために、依然としてチャネルアクセスのために競合する必要がある。８０２．１１ａｘ標準では、ＡＰがそのＢＳＳ内のいずれかのＳＴＡを介してチャネルアクセス権を取得（獲得）できるようにするために、８０２．１１ａｘ装置のみのための第２の高度分散型チャネルアクセス（ｅｎｈａｎｃｅｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ ａｃｃｅｓｓ、ＥＤＣＡ）セットが導入された。この標準は、レガシーな非８０２．１１ａｘ装置がＥＤＣＡを使用して自由にチャネルにアクセスし、ＡＰがアップリンク（ＵＬ）又はダウンリンク（ＤＬ）直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）ＭＩＭＯデータ送信をスケジュールするためにチャネルへのアクセス権を獲得する機会を高めることを可能にする。

１．２．２．節電及び遅延耐性
局は、電力を節約するために自機の無線を遮断するので、節電モードも遅延時間に影響を及ぼすことがある。ＡＰは、そのＢＳＳ内の各ＳＴＡのデータをバッファリングし、ＳＴＡが起動してこれを受け取るのを待つべきである。いくつかの事例では、ＡＰが、ＳＴＡが起動したことが分かるとチャネルのために競合し、そのパケットをＳＴＡに送信する必要がある。ＳＴＡも、起動してチャネルのために競合し、ＡＰに接触して自機のためのパケットが存在するかどうかをチェックすることができる。別のオプションでは、ＡＰ及びＳＴＡがデータを交換するための時間をＡＰ及びＳＴＡがスケジュールできる場合もある。これらの全てのオプションは送信パケット遅延を増加させ、節電と遅延耐性との間のトレードオフを発生させる。

１．２．３．マルチユーザ送信及び受信
８０２．１１ＷＬＡＮ装置は、送信及び受信、並びにＯＦＤＭＡチャネルアクセスのためのＭＩＭＯアンテナの使用を可能にする。ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘは、アップリンク（ＵＬ）及びダウンリンク（ＤＬ）の両方においてマルチユーザ送信をサポートする。このサポートは、例えば８０２．１１ａｃのＳＵ－ＭＩＭＯ ＤＬでは最大８つのストリームを通じて、或いは８０２．１１ａｃに規定されるＭＵ－ＭＩＭＯ ＤＬ送信を通じた複数のユーザへのマルチユーザ送信を通じて、１又は２以上のユーザへのマルチストリーム送信を可能にする。これにより、ＡＰは、そのベーシックサービスセット（ＢＳＳ）内のＳＴＡに１又は２以上のストリームを割り当てることができる。

データ送信に最大１６０ＭＨｚの広い帯域幅チャネルを使用すると、このチャネルは、一部の周波数が他とは異なる干渉レベルを受けるような干渉周波数選択的になると予想される。これにより、予想される達成可能なパケット通信レートが影響を受けてチャネル性能が低下する。この問題を解決するために、８０２．１１ａｘでは、隣接するサブキャリアをリソースユニット（ＲＵ）にグループ化するＯＦＤＭＡが導入された。これらのＲＵを異なる受信機に割り当てて送信レートを最大化することができる。このスケジューリングの結果、各受信機の関心信号雑音比（Ｓｉｇｎａｌ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ：ＳＩＮＲ）が最大化されることによって高変調符号化スキーム（ＭＣＳ）が可能になり、従って達成されるスループットが高まる。なお、ＳＩＮＲは、特定の関心信号の電力を他の全ての干渉信号からの干渉電力と背景雑音からの干渉電力との和で除算したものとして定義される。

ＯＦＤＭＡでは、ユーザ間で周波数領域を分割することによって、多くのユーザが同じリソースを同時に使用することができる。この結果、より多くのユーザを同時にスケジュールすることができるので、リソースの使用が効率的になって遅延時間を低減することができる。また、データ量の少ないＳＴＡが狭いＲＵを占有できるようにすることによってスケジュール効率が高まるとともに、チャネルへのアクセスを必要とする低データレートアプリケーション間でのリソースの分散が改善され、従ってチャネルアクセス時間、並びにフレームヘッダ及びプリアンブルのオーバーヘッドを低減するのに役立つこともできる。

ＯＦＤＭＡは、ＭＩＭＯ送信と組み合わさった時にさらに効率的になることができる。ＳＴＡのＭＩＭＯ容量に応じて、ＲＵを使用してＳＴＡに複数の空間ストリームを送信することができる。また、ＳＴＡのＭＩＭＯ容量に応じて、それぞれが１又は２以上の空間ストリームを有することができる複数のＳＴＡに１つのＲＵを割り当てて共有することもできる。同じリソースにより多くのＳＴＡを詰め込むことは、ＳＴＡ及びＡＰの遅延時間を低減するのに役立つことができる。

図８に、ＤＬ ＯＦＤＭＡ ＭＩＭＯ送信の例を示す。ＡＰは、周波数／ＲＵマッピングとＳＴＡのためのＲＵ割り当てとを指定するＰＨＹプリアンブルを全てのＳＴＡに送信している。

図９に、ＵＬ ＯＦＤＭＡ ＭＩＭＯ送信の例を示す。ＡＰは、周波数と、ＲＵマッピングと、ＳＴＡのためのＲＵ割り当てとを含むトリガフレームを全てのＳＴＡに送信している。ＵＬ ＭＩＭＯ送信は、このフレームの受信と同期すべきであり、この場合、ＳＴＡは、ダウンロード（ＤＬ）トリガフレームの受信後の短フレーム間隔（ＳＩＦ）の後に送信を開始する。

１．２．４．再送
図１０に、ＣＳＭＡ／ＣＡを使用してＳＴＡがＩＥＥＥ８０２．１１ＷＬＡＮシステムにおけるパケット送信及び再送のためのチャネルへのアクセス権を獲得できるようにする様子を示す。

ＣＳＭＡ／ＣＡシステムでは、各送信及び再送前にＳＴＡがチャネルを検知し、チャネルアクセスを求めて競合するためにバックオフ時間を設定する必要がある。バックオフ時間は、ゼロと競合ウィンドウのサイズとの間の一様なランダム変数によって決定される。ＳＴＡは、バックオフ時間にわたって待機し、チャネルがアイドルであることを検知した後にパケットを送信する。ＳＴＡがタイムアウト前にＡＣＫを受け取らなかった場合には再送が必要であり、そうでなければ送信は成功である。

再送が必要な場合、ＳＴＡはパケットの再送回数をチェックする。再送回数が再試行制限を上回る場合、パケットは破棄されて再送はスケジュールされず、そうでなければ再送がスケジュールされる。再送がスケジュールされる場合には、再びこの再送のチャネルアクセスを求めて競合するために別のバックオフ時間が必要になる。競合ウィンドウのサイズが競合ウィンドウ上限に達していない場合、ＳＴＡはこれを増加させる。ＳＴＡは、新たなサイズの競合ウィンドウに応じて別のバックオフ時間を設定し、再送のためにバックオフ時間にわたって待機し、以下同様である。

図１１に、通常のＷＬＡＮシステムにおけるデータフレームフォーマットを示す。フレーム制御（Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールドは、フレームのタイプを示す。継続時間（Ｄｕｒａｔｉｏｎ）フィールドは、ＣＳＭＡ／ＣＡチャネルアクセスに使用されるＮＡＶ情報を含む。ＲＡフィールドは、フレームの受信者のアドレスを含む。ＴＡフィールドは、フレームを送信するＳＴＡのアドレスを含む。シーケンス制御（Ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールドは、パケットのフラグメント数及びシーケンス番号を含む。

図１２に、通常のＷＬＡＮシステムのＡＣＫフレームフォーマットを示す。フレーム制御フィールドは、フレームのタイプを示す。継続時間フィールドは、ＣＳＭＡ／ＣＡチャネルアクセスに使用されるＮＡＶ情報を含む。ＲＡフィールドは、フレームの受信者のアドレスを含む。

図１３に、再送に起因してバックオフ時間が増加するＣＳＭＡ／ＣＡの再送の例を示す。この図では、Ｇ１が短フレーム間隔（ＳＩＦＳ）を表し、Ｇ２がＤＣＦフレーム間隔（ＤＩＦＳ）を表し、Ｇ３がＡＣＫタイムアウトを表す。データパケットフレーム及びＡＣＫフレームは、それぞれ図１１及び図１２に示すフォーマットを使用する。送信側は、パケットの初期送信を送信した後にタイムアウトまでＡＣＫを受け取っていない。この結果、送信側は別のバックオフ時間を設定し、これによって競合ウィンドウのサイズは「ｎ」スロットになる。送信側ＳＴＡは、バックオフ時間にわたって待機した後に初めてパケットを再送する。しかしながら、この再送も失敗している。送信側ＳＴＡはパケットを再送する必要があり、再びチャネルアクセスを求めて競合するために再びバックオフ時間を設定する。今回は、再送に起因して競合ウィンドウのサイズが２倍の２＊ｎスロットである。この競合ウィンドウサイズによって予想バックオフ時間も２倍になる。この第２の再送は、タイムアウト前にＡＣＫを受け取ったので成功している。

図１４に、再送回数が再試行制限を上回った後にパケットが破棄される例を示す。この図では、Ｇ１が短フレーム間隔（ＳＩＦＳ）を表し、Ｇ２がＤＣＦフレーム間隔（ＤＩＦＳ）を表し、Ｇ３がＡＣＫタイムアウトを表す。データパケットフレーム及びＡＣＫフレームは、上述したフォーマットを使用する。図示のように、送信側ＳＴＡは、パケットの初期送信が失敗した後にこのパケットを複数回再送しているが、どの再送も成功していない。「ｎ」回の再送後に再送回数が再試行制限を上回り、送信側ＳＴＡはこのパケットの再送を停止し、このパケットは破棄される。

図１５に、ＯＦＤＭＡを使用するダウンリンク（ＤＬ）マルチユーザ（ＭＵ）送信の例を示す。送信側ＡＰは、その受信側１、２、３及び４にデータパケットを送信する。このデータパケットは、高効率（ＨＥ）ＭＵ ＰＬＣＰプロトコルデータユニット（ＰＰＤＵ）フォーマットを使用することができる。ＡＰは、初期送信を終了した後に、全ての受信側にマルチユーザブロックＡＣＫ要求（ＭＵ－ＢＡＲ）を送信する。その後、受信側は、ＡＰにブロックＡＣＫ（ＢＡ）を返送する。ＡＰは、ＢＡの内容に従って受信側１、３及び４にパケットを再送すると決定する。ＡＰは、チャネルのために競合してバックオフ時間にわたって待機し、ＡＰがチャネルアクセス権を獲得した後に第１の再送が行われる。

図１６に、ＯＦＤＭＡを使用するアップリンク（ＵＬ）マルチユーザ（ＭＵ）送信の例を示す。ＡＰは、最初に全ての送信側１、２、３及び４にトリガフレームを送信する。送信側はトリガフレームを受け取り、トリガフレームによって配分されたチャネルリソースを使用して初期送信を開始する。このデータパケットは、ＨＥ ＴＢ ＰＰＤＵフォーマットを使用することができる。ＡＰは、送信側からデータパケットを受け取り、ＢＡフレームを送信して送信の正確性を報告する。ここでは、送信側２からのパケットのみが正しく受け取られている。送信側１、３及び４については、再送をスケジュールする必要がある。ＡＰは、チャネルのために競合し、バックオフ時間にわたって待機してチャネルアクセス権を獲得し、チャネルアクセス時に初期送信と同様に再送が進行する。

１．２．５．ＵＬ ＯＦＤＭＡランダムアクセス
８０２．１１ａｘでは、どのＳＴＡが送信すべきデータを有しているか、又は関連しないＳＴＡがいつデータを送信したいと望んでいるかをＡＰが分かっていない場合のＵＬ送信のためにＵＬ ＯＦＤＭＡランダムアクセスが導入された。トリガフレームは、ランダムＵＬチャネルアクセスのためにいくつかのＲＵを配分することができる。ＡＰがアップリンクランダムアクセスのために特定のＵＬを割り当てると、ＳＴＡは、ＯＦＤＭＡバックオフ手順を使用して、ランダムアクセスチャネルにアクセスするかどうかを決定する。この決定は、バックオフ乱数値を選択し、この値をランダムアクセスのために割り当てられたＲＵ数と比較することによって行われる。現在のバックオフ乱数値がＲＵ数を下回る場合、ＳＴＡは、ランダムアクセスのために割り当てられたＲＵのうちの１つにランダムにアクセスする。ランダムアクセスは、ショートパケット送信にとって効率的であると期待されている。

１．２．６．遅延に影響を与えるＰＨＹパラメータ
１．２．６．１．帯域幅
８０２．１１は、チャネライゼーション又は様々な帯域幅を可能にする。１つのＳＴＡ送信又は受信に割り当てられるチャネルは、２０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、８０ＭＨｚ又は１６０ＭＨｚとすることができる。一般に、帯域幅が増えると、ユーザがより迅速に送信を完了するので、データスループットの向上に役立つとともに、必然的に他のユーザ送信のためにチャネルが解放される。従って、ユーザは、より容易にチャネルアクセス権を取得することができる。しかしながら、帯域幅が増えると受信信号の雑音も増えるので、他の影響としてより多くの遅延が生じることもある。また、この増加した帯域幅は、ロックされたチャネルの一部を使用しているいずれかのユーザとの干渉の可能性も高めてしまう。この場合のチャネルは、受信及び再送のエラーを引き起こすことがある干渉周波数選択的とすることができる。上述したように、ＷＬＡＮパケットの再送は著しい遅延の発生源である。

１．２．６．２．変調
８０２．１１ａｃは、最大２５６ＱＡＭのコンステレーションを可能にし、８０２．１１ａｘは、最大１０２４ＱＡＭを可能にする。これにより、データスループットを数ギガビットまで高めることはできるが、信号は雑音及び干渉の影響を非常に受けやすくなる。信号対干渉比（ＳＩＲ）及び信号対雑音比（ＳＮＲ）が十分に高くない場合には、復号エラーが生じることによって再送が必要になり、これによって信号の全体的遅延を悪化させる遅延原因が生じる恐れがある。

また、８０２．１１ａｘは、トーン数を増やすためにＯＦＤＭシンボル長を１２．８μｓに増加させ、チャネル状態に応じてこれらの中から複数のガードインターバル（ＧＩ）（０．８μｓ、１．６μｓ、３．２μｓ）が選択されることを可能にし、この結果、オーバーヘッドが減少して送信効率が向上する。

８０２．１１ａｘは、オプションのデュアルキャリア変調（ＤＣＭ）機能の使用を通じてサブキャリア上でのデータの複製を可能にすることにより、リソース使用の倍加によってスループットを半減させる一方で送信の信頼性を高め、従ってパケットエラー率（ＰＥＲ）を減少させる。

１．２．６．３．フレーム長
８０２．１１に追加された新機能は、プリアンブル及びフレームヘッダにさらなる情報がプッシュされることを必要とし、これによってオーバーヘッドがさらに増加してリソース利用効率が低下する。このような高レートのオーバーヘッドを抑えるために、８０２．１１ａｃではフレームの最大長が４，６９２，４８０バイトに増加した。ショートパケットでは、オーバーヘッドが非常に高くなるため長いフレームは適していない。「オーバーヘッド」は、一般にデータ自体が搬送するビット数に対する「コンテナ」ビット（ヘッダ及びその他の非データ）の比率であると考えられると理解されるであろう。

２．課題の記述
通常、遅延感度の高いアプリケーション（例えば、リアルタイムアプリケーション）を実行するＷＬＡＮ ＳＴＡは、従来のＷＬＡＮサービスを介して通信する際に動作不能レベルの遅延時間及びオーバーヘッド問題に見舞われ、しばしばこれらの影響を受ける。８０２．１１標準で規定される現在の無線プロトコルは、最善努力型のサービスを提供するように設計されている。ＷＬＡＮ装置間のパケット送信の平均遅延は通常は良好であるが、データがタイムリーに通信されなければならないリアルタイムアプリケーションなどの遅延感度の高いアプリケーションでは最悪遅延が容認できないことが多い。

パケット送信の主な遅延原因の１つは、チャネルアクセスに関連する遅延によるものである。ＷＬＡＮ装置は、チャネルにアクセスする前にチャネルを検知する必要がある。ＷＬＡＮ装置は、チャネルが使用中であると分かった場合、チャネルアクセスのために競合する必要がある。この競合は、チャネルアクセスを体系化し、複数の装置が同時にそのチャネルにアクセスしようと試みている時に衝突を回避するＣＳＭＡ／ＣＡプロトコルを使用することによって行われる。しかしながら、遅延感度の高いアプリケーションは、チャネル競合を利用する必要性に関連する遅延の影響を大きく受けることがある。

３．本開示の寄与
本開示では、遅延到着競合手順について説明する。アプリケーションを実行するＳＴＡは、ＷＬＡＮ装置のＭＡＣ層にリアルタイムアプリケーション（ＲＴＡ）パケットの予想到着時刻を通知する。ＲＴＡパケットの予想到着時刻を知っているＭＡＣ層は、パケット到着前にチャネルアクセスのために競合すると決定する。これにより、既にチャネルがパケット送信のために予約されていることになるので、アプリケーションからパケットが受け取られて送信準備の整った通信経路を得た時点でパケットの送信遅延を低減することができる。

４．ＳＴＡハードウェア構成
各局（ＳＴＡ）は、通常の局（ＳＴＡ）として利用されているか、それともアクセスポイント（ＡＰ）局として利用されているかにかかわらず、通信プロトコルを実装するプログラムを実行するアプリケーション、ＣＰＵ及びＲＡＭにアクセスするための外部Ｉ／Ｏを有する。ホストマシンは、近隣ＳＴＡとの間でデータフレームを送信／受信するモデムを収容する。モデムは、１又は２以上のＲＦモジュールに接続されて物理信号の生成及び受信を行う。各ＲＦモジュールは、周波数変換器及びアレイアンテナコントローラなどを含む。各ＲＦモジュールは、送信及び受信のためにビームフォーミングを実行するように制御される複数のアンテナに接続される。このようにして、ＳＴＡは、複数組のビームパターンを使用して信号を送信することができる。

図１７に、バス１４に結合されたコンピュータプロセッサ（ＣＰＵ）１６及びメモリ（ＲＡＭ）１８を有し、ＳＴＡにセンサ及びアクチュエータなどへの外部Ｉ／ＯをもたらすＩ／Ｏ経路１２にバス１４が結合されたハードウェアブロック１３内へのＩ／Ｏ経路１２を示す、ＳＴＡハードウェア構成の実施形態例１０を示す。プロセッサ１６上では、ＳＴＡが「新規ＳＴＡ」又は既にネットワーク内に存在するＳＴＡのうちの１つの機能を実行できるように実行される通信プロトコルを実装するプログラムを実行するための、メモリ１８からの命令が実行される。また、このプログラミングは、現在の通信状況でどのような役割を果たしているかに応じて異なるモード（送信元、中間及び宛先）で動作するように構成されると理解されたい。

ＳＴＡは、単一のモデム及び単一の無線周波数（ＲＦ）回路を含むように構成することも、或いは限定ではなく一例として図１７に示すように複数のモデム及び複数のＲＦ回路を含むように構成することもできる。

この例では、図示のホストマシンが、近隣ＳＴＡとの間でフレームを送受信する複数のアンテナ２４ａ～２４ｎ、２６ａ～２６ｎ、２８ａ～２８ｎへの無線周波数（ＲＦ）回路２２ａ、２２ｂ、２２ｃに結合されたｍｍＷモデム２０を含むように構成される。また、このホストマシンは、（単複の）アンテナ３４への無線周波数（ＲＦ）回路３２に結合されたｓｕｂ－６ＧＨｚモデム３０を含むことも分かる。

従って、この図示のホストマシンは、２つの異なる帯域で通信を行えるように、２つのモデム（マルチバンド）及びその関連するＲＦ回路を含むように構成される。限定ではなく一例として、対象の指向性通信帯には、ｍｍＷ帯でデータを送受信できるようにｍｍＷ帯モデム及びその関連するＲＦ回路が実装される。一般に発見帯と呼ばれる他方の帯域は、ｓｕｂ－６ＧＨｚ帯でデータを送受信できるようにｓｕｂ－６ＧＨｚモデム及びその関連するＲＦ回路を含む。

この例では、ｍｍＷ帯のためのＲＦ回路を３つ示しているが、本開示の実施形態は、いずれかの任意の数のＲＦ回路に結合されたモデム２０を含むように構成することができる。一般に、使用するＲＦ回路の数が多ければ多いほど、アンテナビーム方向のカバレッジが広くなる。なお、利用するＲＦ回路の数及びアンテナの数は、特定の装置のハードウェア制約によって決まると理解されたい。ＲＦ回路及びアンテナの中には、ＳＴＡが近隣ＳＴＡと通信する必要がないと判断した時に無効にできるものもある。少なくとも１つの実施形態では、ＲＦ回路が、周波数変換器及びアレイアンテナコントローラなどを含み、送受信のためにビームフォーミングを実行するように制御される複数のアンテナに接続される。このように、ＳＴＡは、複数組のビームパターンを使用して信号を送信することができ、各ビームパターン方向がアンテナセクタとみなされる。

５．検討中のトポロジ
図１８に、以下の説明のためのトポロジ例３０を示す。このトポロジには、複数のＢＳＳ３２、３４、３６を示す。ＢＳＳ１ ３２は、非ＲＴＡストリームを実行するアクセスポイント（ＡＰ）３８ａと、ＲＴＡストリームを実行するＳＴＡ３８ｂと、非ＲＴＡストリームを実行するＳＴＡ３８ｃ、３８ｄ及び３８ｅとを有していると考えられる。図を簡素化するために、ＡＰ自体を除き、他のＳＴＡはいずれもＡＰとはみなさない。同様に、ＢＳＳ２ ３４には、ＲＴＡストリームを実行するＡＰ４２ａと、ＲＴＡストリームを実行する３つのＳＴＡ ４２ｂ、４２ｃ及び４２ｄと、非ＲＴＡストリームを実行するＳＴＡ４２ｅ及び４２ｆとが存在する。ＢＳＳ３ ３６には、ＲＴＡストリームを実行するＡＰ４０ａと、非ＲＴＡストリームを実行するＳＴＡ４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ及び４０ｅとが存在することが分かる。これらのＢＳＳは同じチャネルを共有しており、ここでは装置の一部がＲＴＡを実行して、データを送信するために素早いチャネルアクセスを保証する必要がある。

図１９に、毎期間５４に限られた量のデータ５２（限られた長さの１又は２以上のパケット）を生成しているリアルタイムアプリケーション（ＲＴＡ）をＳＴＡが実行する例５０を示す。図示のように、ＲＴＡパケットは、ＲＴＡを実行するＳＴＡのＭＡＣ層に予想時刻に到着しており、好ましくはリアルタイムアプリケーションがリアルタイムで応答し続けるようにリアルタイムで送信されるべきである。ＲＴＡパケットが受け取られると、次のＲＴＡパケット到着時刻が予め分かる。各ＢＳＳは１つのＡＰ及び複数のＳＴＡを含み、これらの各々がＲＴＡセッションを実行することができる。各ＲＴＡセッションは、限られた長さを有するパケットを特定の周期性で生成させると予想される。

図１８に示すように、複数のＢＳＳからの局が、ＲＴＡセッション及び他の非ＲＴＡセッションのチャネルアクセス権を獲得するために競合する。各ＢＳＳは、ＲＴＡを実行するいくつかのＳＴＡを含むように例示しているが、ＲＴＡは遅延耐性が低いので、パケットの送信準備ができた時点でさらに容易にチャネルにアクセスできるべきである。ＡＰは、自機のＲＴＡパケットを優先し、自機のＢＳＳ内の他のＳＴＡからのＲＴＳを拒絶することによって、これらに自機のＢＳＳ内のチャネルを要求している他のＳＴＡよりも大きな（高い）優先度を与えることができる。ＡＰは、依然として周辺エリア内の他のＢＳＳからの他のＳＴＡと競合できる必要がある。

６．チャネルアクセス遅延
パケットは、送信側のアプリケーション層で生成された後に、受信側のアプリケーション層に供給される時点まで数多くのタイプの遅延を受けることがある。これらの遅延の１つは、チャネルが空いていて未使用の場合のチャネルアクセス権の獲得に関連する遅延を表すチャネルアクセス遅延である。以下では、この遅延の原因を識別しようと試みる。

ＷＬＡＮを使用するいずれかのＳＴＡは、トークする前にリスンする必要があるのに対し、ＣＳＭＡ／ＣＡを使用するＳＴＡは、チャネルへのアクセス前にチャネルを検知して衝突を回避する。いずれかの局は、チャネルへのアクセス前にチャネルを検知すべきであり、チャネルが空いている場合、ＳＴＡはそのチャネルにアクセスすることができる。チャネルが占有されている場合、ＳＴＡは、そのチャネルにアクセスしようと試みている他のＳＴＡとの衝突の可能性を最小化するために、チャネルが空くまで待つべきである。チャネルは、チャネル上のエネルギーを検出することを通じて、又はパケットヘッダを受け取ることによって、空いている又は使用中であるとみなされる。一部が同時にチャネルにアクセスしようと試みる多くのＳＴＡとの媒体の共有に起因して２つのチャネルが同時にチャネルにアクセスして両送信パケットストリームが衝突するのを防ぐために、衝突回避機構が使用される。

図２０に、いくつかのチャネルアクセスシナリオ例７０を示す。最初の事例では、チャネルアクティビティ７２の使用中部分７３ａの最中にパケット７４が到着する（７６）。ＳＴＡは、チャネルのために競合し、ランダムバックオフ（ランダムバックオフタイマ）７３ｂを実行し、チャネルが使用中でなければパケット７３ｃを送信するためにチャネルにアクセスする（７５）。

図の中央のシナリオを参照すると、チャネルが使用中でない（空いている）時にＲＴＡパケット８０が到着した（８２）場合、ＳＴＡは、チャネルの即時アクセス７７を獲得して直ちにＲＴＡパケット７８の送信を開始する。

図の左側のシナリオを参照すると、ＲＴＡパケットの到着後、たとえ再びチャネルが空いた場合でも、ＳＴＡはそのチャネルにアクセスできない場合があると理解されたい。例えば、パケット到着時に使用中であるチャネル８６ａを示すチャネルアクティビティ８５が見られるパケット８４の到着８８時に、ＳＴＡは、チャネルが空くまで待って自機のバックアップタイマ８６ｂを設定するが、この時間中、バックオフタイマが満了する前に他の何らかのチャネルがチャネルへのアクセス権を獲得する場合もある。従って、バックオフ間隔後にも依然としてチャネルは使用中８６ｃであり、これがさらなるバックオフ間隔８６ｄ及び使用中期間８６ｅ、その後のバックオフ８６ｆを含めて複数回発生し、その後にパケット８９送信のためのチャネルアクセス８７が獲得されることが分かる。ＲＴＡパケット到着からチャネルアクセス時間までの時間間隔はチャネルアクセス遅延を表し、これがＷＬＡＮパケット送信の遅延の最も大きな原因の１つと考えられる。

７．パケット到着前チャネル競合
７．１．ＲＴＡストリーム設定
ＭＡＣ層は、別様に取り扱う必要があるＲＴＡのパケットを認識すべきである。ＭＡＣ層は、チャネルにアクセスし、送信されるはずの正確な時点でＲＴＡパケットを送信することに重点を置いた特別なプロセス（例えば、アルゴリズム）を実行すると予想される。アプリケーション層は、リアルタイムアプリケーションを開始すると、ＭＡＣ層にＲＴＡセッションの開始を通知すべきである。アプリケーション層は、リアルタイムアプリケーションを開始すると、ＭＡＣ層にＲＴＡセッションのパラメータを通知すべきである。チャネルアクセスのために使用されるパラメータは、（ａ）最大ＲＴＡパケット長、（ｂ）チャネルアクセス毎に受け取るべき最大パケット数、（ｃ）ＲＴＡパケットのチャネルアクセス周期性、（ｄ）ＲＴＡパケットを生成してＭＡＣに送信すべき予想時刻、及び（ｅ）最大遅延許容差を含む。

図２１に、アプリケーション層又は他のいずれかの上位層１１２からのプリミティブパラメータがＰＨＹ層１１６よりも上位のＭＡＣ層１１４に送信される実施形態例１３０を示す。

図２２には、少なくとも以下を含むチャネルアクセスパラメータを有する新規セッション要求の実施形態例１３０を示す。（ａ）新規セッション要求（Ｎｅｗ Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ）は、第１の状態に設定された場合にアプリケーション層が新規ＲＴＡセッションを開始していることを示すフィールドである。この第１の状態に設定されていない場合には、以下のパラメータが、以前に開始されたＲＴＡセッションの更新を表す。本文書で説明するこの及びその他のフィールドでは、単一ビットのＴｒｕｅ（真）／Ｆａｌｓｅ（偽）フィールドに正又は負論理を利用することができ、マルチビットフィールドには、本開示の教示から逸脱することなくいずれかの所望の表現形式を使用することができると理解されたい。ＭＡＣ層は、新規セッション要求を受け取って受諾した時点でＲＴＡセッションを開始すべきである。ＲＴＡセッションを開始する詳細については、以下の節で説明する。

（ｂ）セッションＩＤ（Ｓｅｓｓｉｏｎ ＩＤ）フィールドは、開始されるＲＴＡセッションへの参照においてセッションＩＤを示すためにアプリケーション層によって利用される。ＭＡＣ層は、以下のパラメータをセッションＩＤに関連付ける。このＲＴＡセッションに関するさらなる上位層とＭＡＣ層との間のいずれかのさらなる通信は、このセッションＩＤを含むべきである。この通信は、ＲＴＡセッションの更新、削除又は修正を含む。

（ｃ）最大ＲＴＡパケット長（Ｍａｘｉｍｕｍ ＲＴＡ Ｐａｃｋｅｔ Ｌｅｎｇｔｈ）フィールドは、ＭＡＣ層に供給される各パケットのビット単位の又は時間に関する最大サイズを表す。ＭＡＣ層は、この情報を使用して、ＲＴＡのための各チャネルアクセスに必要な時間を推定する。

（ｄ）各チャネルアクセスの受信パケット数（Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ Ｐａｃｋｅｔｓ ｔｏ ｂｅ Ｒｅｃｅｉｖｅｄ）フィールドは、各ＲＴＡチャネルアクセスについてＭＡＣ層に供給すべき最大パケット数を示す。ＭＡＣ層は、この情報を使用して、ＲＴＡのための各チャネルアクセスに必要な時間を推定する。上位層がパケット数及びパケットサイズの代わりに各チャネルアクセスに必要とされる時間を送信する場合、これらの２つの変数は１つの変数に組み合わせることができると理解されたい。

（ｅ）ＲＴＡパケットチャネルアクセス周期性（Ｐａｃｋｅｔｓ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｅｒｉｏｄｉｃｉｔｙ）フィールドは、ＲＴＡパケットの１つの予想時刻後にＭＡＣ層が次のＲＴＡパケットの到着を予想すべき時刻を表す。これは、ＲＴＡパケットのチャネルアクセスの周期性である。ＭＡＣ層は、この情報を使用して、上位層からＲＴＡパケットが到着する時刻を推定する。

（ｆ）最大遅延許容差（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｄｅｌａｙ Ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）は、上位層から受け取られたパケットによって許容される最大遅延を表すフィールドである。ＭＡＣ層は、最大遅延許容差の経過後はパケットを破棄して供給しようと試み続けない。

（ｇ）セッション有効期限（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｌｉｆｅ ｔｉｍｅ）は、ＲＴＡセッションがどれほどの長さ（期間）にわたってアクティブであるかを表すフィールドである。この長さは、ＲＴＡパケット生成時間の開始に対する時間として表すことも、或いはＲＴＡパケット送信の周期的サイクル数の観点から表すこともできる。ＭＡＣ層は、セッション有効期限によって定められる期間にわたってＲＴＡパケットの到着を予想している。

図２３に、後述するＲＴＡストリームの開始及び受信パラメータに応答してＭＡＣ層が上位層に送信できる、新規セッション要求に対する応答のプリミティブパラメータの実施形態例１５０を示す。

（ａ）応答（Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィールドは、受け取られた要件がそのまま達成されるかどうかを示す。第１の状態（例えば、１）に設定された場合、アプリケーション層はパラメータを変更する必要がない。第２の状態（例えば、０）に設定された場合、アプリケーション層は、提案されるパラメータを受諾し、又は新たなパラメータセットを再送すべきである。

（ｂ）セッションＩＤ（Ｓｅｓｓｉｏｎ ＩＤ）フィールドは、この応答及びパラメータがどのＲＴＡセッションを参照しているかを示す。アプリケーション層は、この情報を使用してセッションＩＤを他の全てのＲＴＡ実行セッションに一致させる。

（ｃ）最大ＲＴＡパケット長（Ｍａｘｉｍｕｍ ＲＴＡ Ｐａｃｋｅｔ Ｌｅｎｇｔｈ）フィールドは、応答がゼロであった場合に提案される、ＭＡＣ層に供給される各パケットのビット単位又は時間単位での最大サイズを表す。ＭＡＣ層は、この情報を使用して、ＲＴＡのための各チャネルアクセスに必要な時間を推定する。

（ｄ）各チャネルアクセスの最大受信パケット数（Ｍａｘｉｍｕｍ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｐａｃｋｅｔｓ ｔｏ ｂｅ ｒｅｃｅｉｖｅｄ）は、パケットの応答回数がゼロとして示された場合に提案される、ＲＴＡチャネルアクセス毎にＭＡＣ層に供給すべきパケットの最大数を表すフィールドである。ＭＡＣ層は、この情報を使用して、ＲＴＡのための各チャネルアクセスに必要な時間を推定する。なお、上位層がパケット数及びパケットサイズの代わりに各チャネルアクセスに必要とされる時間を送信する場合には、上記２つのフィールドを１つの変数に組み合わせることができる。

（ｅ）ＲＴＡパケットチャネルアクセス周期性（Ｐａｃｋｅｔｓ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｅｒｉｏｄｉｃｉｔｙ）フィールドは、メッセージ内の応答フィールドがゼロに設定された場合に提案される、ＲＴＡパケットの１つの予想時刻後にＭＡＣ層が次のＲＴＡパケットの到着を予想できる時刻を表す。これは、ＲＴＡパケットのチャネルアクセスの周期性である。ＭＡＣ層は、この情報を使用して、上位層からＲＴＡパケットが到着する時刻を推定する。

（ｆ）最大遅延許容差（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｄｅｌａｙ Ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）フィールドは、メッセージ内の応答フィールドがゼロに設定されている場合に提案される、上位層から受け取られたパケットによって許容される最大遅延を表す。応答がゼロである場合、このフィールドは、ＭＡＣ層がＡＰＰ層に新たなパラメータを提案しており、ＡＰＰ層によって要求されるパラメータを受諾していないことを示す。ＭＡＣ層は、最大遅延許容差の経過後はパケットを破棄して供給しようと試み続けない。

（ｇ）セッション有効期限（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｌｉｆｅ ｔｉｍｅ）フィールドは、ＲＴＡセッションがどれほどの長さにわたってアクティブであるかを表し、ＲＴＡパケット生成時間の開始に対する時間として指定することも、或いはＲＴＡパケット送信の周期的サイクル数の観点から指定することもできる。ＭＡＣ層は、セッション有効期限によって定められる期間にわたってＲＴＡパケットの到着を予想している。

７．２．競合及びチャネル統計
ＳＴＡは、適切な時点でＲＴＡパケット送信を準備できるように、チャネルがどれほど使用されているかに関する統計を収集する必要がある。チャネルが完全に空いている場合、ＳＴＡは競合することなくチャネルにアクセスすることができる。チャネルが占有されている場合、ＳＴＡはチャネルが空くまで待機し、チャネルにアクセスするためにバックオフタイマを実行する。タイマが切れると、ＳＴＡはチャネルにアクセスすることができる。ＲＴＡパケットが時間通りに供給されることを確実にするために、パケットが到着した時点でチャネルを予約し、又はまさに予約しようとすべきである。ＳＴＡは、いつチャネルを試行してアクセスすべきであるかに関する正しい判断を行うためにチャネルの統計を知る必要がある。

チャネル統計は、以下のうちの１つ又は２つ以上を含むことができる。（ａ）チャネルにアクセスしているＳＴＡの数。この情報は、（ａ）（ｉ）ＳＴＡが一部を成す同じＢＳＳＩＤからチャネルにアクセスしている周辺のＳＴＡの数、（ａ）（ｉｉ）チャネルにアクセスしている周辺の、ＳＴＡが一部を成すものとは異なるＢＳＳＩＤに属するＳＴＡの数、及び（ａ）（ｉｉｉ）チャネルにアクセスしている周辺の、どのＢＳＳＩＤの一部であるかを検出できないＳＴＡの数、にさらに分割することができる。なお、ＳＴＡは、検出されたＰＨＹヘッダと、場合によってはＭＡＣヘッダとを利用して統計を推定することができる。（ｂ）チャネルが他のＳＴＡによって占有されている時間の割合。この情報は、（ｂ）（ｉ）同じＢＳＳＩＤのＳＴＡによってチャネルが占有されている時間の割合、（ｂ）（ｉｉ）異なるＢＳＳＩＤのＳＴＡによってチャネルが占有されている時間の割合、及び（ｂ）（ｉｉｉ）ＢＳＳＩＤが識別されないＳＴＡによってチャネルが占有されている時間の割合、にさらに分割することができる。なお、ＳＴＡは、検出されたＰＨＹヘッダと、場合によってはＭＡＣヘッダとを利用して統計を推定することができる。（ｃ）チャネル遅延アクセス時間は、パケットの送信準備が整った時点でチャネルにアクセスするための平均時間を表す。（ｄ）バックオフタイマ割り込み統計は、バックオフタイマが割り込まれた回数の統計を表す。

なお、ＳＴＡは、これらの統計を収集するために常に起動している必要はなく、例えばＳＴＡは、（定期的に又は状態／入力に応答して）起動して期間毎にこれらの統計を計算することができる。ＳＴＡは、チャネルにアクセスしようと試みている間に統計の収集のみを行うことによってエネルギーを節約することができ、従って統計収集のみを目的として起動する必要はない。

７．３．早期競合ウィンドウ期間
ＳＴＡは、ＲＴＡセッションを確立すると、次のＲＴＡパケット到着のためのタイマを実行し始める。本開示によれば、ＳＴＡは、ＲＴＡパケットの到着前であってもチャネルアクセスのために競合することができる。この目的は、パケット到着の直前に誰かがチャネルへのアクセス権を獲得するのを避けるためである。パケット到着よりも早期競合ウィンドウ期間だけ早い期間中にチャネルが使用中である場合、ＳＴＡは競合を開始すべきである。この時間中にチャネルが空いている場合、ＳＴＡはチャネルの状態をモニタし続ける。早期競合ウィンドウ期間のサイズは、チャネルの占有率が高いこと（例えば、ＳＴＡが多いこと、チャネルの占有時間が長いこと、チャネルアクセス遅延率が高いこと、又はバックオフタイマ割り込み率が高いこと）を示している収集された統計に関連すべきである。早期競合ウィンドウ期間長は、手動で固定値に設定することも、或いはチャネル統計に従って動的に調整することもできる。

図２４に、早期競合ウィンドウ期間の動的調整を表す実施形態例１７０を示す。ルーチンが開始されると（１７２）、ＲＴＡセッションが開始され（１７４）、早期競合ウィンドウ（ＥＣＷ）期間がゼロ又は初期値に設定される（１７６）。チャネルの統計は、このフローチャートではループとして示す一定期間にわたって更新され、チャネルが混雑していればしているほどＥＣＷ期間の値が増加する。チャネルの混雑度が低下するとＥＣＷ期間の値も減少する。

具体的には、チャネル統計を収集し（１７８）、チャネルの占有率が高いかそれとも低いかをチェックする（１８０）。この判定は閾値レベルに依存し、閾値レベルよりも上ではチャネルの占有率が「高い」とみなされ、閾値レベルよりも下ではチャネルの占有率が「低い」とみなされる。占有率が低いことが分かった場合、実行はブロック１８２に到達し、ＥＣＷ期間値を最小値（例えば、ゼロ）に向けて減少させる。或いは、占有率が高いことが分かった場合、実行はブロック１８４に到達し、ＥＣＷ期間値を最大値に向けて増加させる。ＲＴＡセッションが依然としてアクティブであるかどうかをチェックする（１８６）。依然としてアクティブである場合には、タイマの満了を待って（１８８）ブロック１７８に戻り、そうでなければ実行は終了する（１８９）。

なお、この及びその他のフロー図は、図を簡素化するためにフローを単純に線形時間で示している。しかしながら、実行されるステップは、フローチャートのステップがそのタスク及び／又はスレッド内で実行される一方で他の動作が他のタスク及び／又はスレッドのために実行されるマルチタスク環境又はマルチカーネル環境で実行することもできると理解されるであろう。

７．４．早期チャネルアクセスウィンドウ
ＲＴＡを実行するＳＴＡは、ＲＴＡパケットの推定到着時刻前にチャネルを占有して、他の局がその時点でチャネルを占有しないことを保証することができる。推定されるＲＴＡパケット到着前のＳＴＡがチャネルを占有できる期間が、早期チャネルアクセスウィンドウ（ＥＣＡＷ）である。ＳＴＡは、この時間中にチャネルへのアクセス権を獲得すると決定した場合、推定されるＲＴＡパケットの到着時刻までにＲＴＡパケットの送信準備が整うことを条件に、対象とするＳＴＡ又は他のいずれかのＳＴＡにパケットを送信し始める。ＳＴＡは、ＥＣＡＷ中に送信すべきパケットを有しておらずにチャネルを占有する必要がある場合、チャネルを占有するためにヌル又はダミーパケットを送信して、他者がチャネルを使用できないようにする。ＥＣＡＷは短期間と予想されるため、不必要な送信で過度にチャネルを占有しないようにすべきである。

７．５．ＲＴＡパケット到着前チャネル競合ＡＰ使用可能性
ＡＰは、アクティブなＲＴＡセッションを有すると、いつでもチャネルの早期競合を開始することができる。非ＡＰ ＳＴＡは、ＲＴＡパケットのための早期競合を実行する前にＡＰによる承認を得るべきである。例えば、非ＡＰ ＳＴＡは、自機が一員であるＢＳＳのＡＰにパケット到着前チャネル競合要求を送信することができる。少なくとも１つの実施形態では、この要求が、非ＡＰが使用を要求しているパラメータ（早期競合ウィンドウ（ＥＣＷ）又は早期競合アクセスウィンドウ（ＥＣＡＷ））を含む。ＡＰは、非ＡＰによる早期競合の使用を受諾又は拒絶することができる。ＡＰは、非ＡＰによる要求パラメータの使用を拒絶する際には、新たなパラメータセットを提案することができる。この場合、非ＡＰ ＳＴＡは、提案された新たなパラメータでのパケット到着前チャネル競合の使用可能性を再要求すべきである。非ＡＰ ＳＴＡは、ＲＴＡセッションがアクティブである間はいつでもＥＣＷ及びＥＣＡＷパラメータの更新要求を送信することができる。ＡＰは、非ＡＰ ＳＴＡによって要求された競合前パラメータを受諾すべきである。

図２５に、非ＡＰ１９２ＳＴＡとそのＡＰ１９４との間の通信交換の実施形態例１９０を示す。非ＡＰ ＳＴＡは、関連するＡＰにパケット到着前チャネルアクセス（ＰＰＡＣＣ）要求１９６を送信する。ＡＰは、要求の拒絶又は受諾を含むＰＰＡＣＣ応答１９８でこの要求に応答する。要求が拒絶される場合、この応答は、新たな提案されるＰＰＡＣＣパラメータを含むことができる。この場合、非ＡＰは、提案された新たなパラメータでＡＰに要求を繰り返すことができる。

要求が承認されると、非ＡＰ ＳＴＡは、早期競合アクセス要求２００を送信することによっていつでも早期競合の期間を更新することができる。ＡＰは、早期競合アクセス応答２０２を通じて期間変更要求を承認又は拒絶することができる。早期競合アクセス要求及び応答交換２０４、２０６は、複数回実行することができる。

８．パケット到着前チャネル競合手順
図２６Ａ及び図２６Ｂに、ＳＴＡが上位層からＲＴＡセッション開始要求を得た時点でＰＰＡＣＣ手順を実行する実施形態例２１０、２３０を示す。手順が開始し（２１２）、上位層からＲＴＡ要求を受け取ったＳＴＡは、最初にＲＴＡストリームを確立し（２１４）、その送信準備を整えるために必要なステップを実行する。ＳＴＡがＡＰ ＳＴＡであるかどうかをチェックする（２１６）。ＡＰ局でない場合、ＳＴＡは、ブロック２１８において最初にＰＰＡＣＣ手順を可能にするための要求をＡＰに送信した上でブロック２２０に到達する。一方で、ＳＴＡがＡＰである場合、ＳＴＡは、直接的に手順の使用を開始した上でブロック２２０に到達することができる。ＳＴＡは、次のＲＴＡパケット送信までのカウントダウン２２２を設定する。ＳＴＡは、上位層からＲＴＡパケットを受け取る推定時刻に関する上位層からの情報を使用して、これにパケットをバッファリング又は準備するためのいずれかのさらなる遅延を追加する。ＳＴＡは、カウントダウンタイマの値が早期競合ウィンドウ期間に達するまでカウントダウンタイマ（カウンタ／タイマ）をモニタし続け（２２２、２２４）、この時点でカウントダウンタイマが早期競合ウィンドウ期間に達したので、実行は図２６Ｂのブロック２３２に到達し、従ってＳＴＡはチャネルの状態をチェックする。チャネルが使用中でない場合、ＳＴＡは、パケットカウントダウンを更新して（２４２）カウンタが早期チャネルアクセス期間に満たないことをチェックする（２４４）ことによってチャネルをモニタし続ける。カウンタが早期チャネルアクセス期間に満たない場合には、ブロック２３２に戻って再びチャネル使用中をチェックし、そうでなければ実行はブロック２４６に到達する。

ブロック２３２においてチャネルが常に使用中であることが検出された場合、ＳＴＡは競合手順を開始して（２３４）、再びチャネルが空いた後にＳＴＡが即座にチャネルにアクセスすることに高い優先度を与える。パケットカウントダウン値が更新され（２３６）、チェック２３８においてカウンタが早期チャネルアクセス期間に満たないことが判明した場合、実行はブロック２３２に戻る。そうでなければ、実行はブロック２４０に到達し、カウンタが依然としてゼロよりも大きいかどうかをチェックする。カウンタがゼロよりも大きくない場合には、後述するブロック２５２に到達する。一方で、ブロック２４０においてカウンタがゼロに達していないと判定された場合、ＳＴＡは、ブロック２４６において、ＲＴＡパケットの準備が整うまでヌル又はダミーパケットを送信することによってチャネルを予約し、その後にパケットカウントダウンを更新し（２４８）、カウンタがゼロに達したかをチェックし（２５０）、カウンタがゼロに達するまでブロック２４８との間をループし、ゼロに達した時点でブロック２５２に到達してＲＴＡパケットを送信してプロセスは終了する（２５４）。

従って、ＳＴＡは、早期チャネルアクセス期間前にチャネルへのアクセス権を獲得した場合には、チャネルをモニタし続けてチャネルへのアクセスを開始しないことが分かる。ＳＴＡは、早期チャネルアクセス期間後にチャネルへのアクセス権を獲得した場合には、ダミーパケット又はパディング（ヌルパケット）を送信する準備ができていれば、ＲＴＡパケットを送信するためのチャネルへのアクセスを開始して、ＲＴＡパケットが利用可能になるまでチャネルを予約する。早期チャネルアクセス期間までチャネルが使用中でない（空いた）状態のままである場合、ＳＴＡはチャネルにアクセスして、ＲＴＡパケットが利用可能になるまでダミーパケット又はパディングを送信してチャネルを予約すべきである。

９．パケット到着前チャネル競合例
この節では、パケット到着前チャネル競合（ＰＰＣＡＡ）の数多くのシナリオ例、及び開示する手順がこれらの各シナリオにどのように対処するかを提示する。

図２７に、早期チャネル競合ウィンドウ（ＣＷ）期間の最初のチャネル使用中状況に対処する実施形態例２７０を示しており、この状況でのチャネル使用中２８２、バックオフ期間中２８４、ヌルパケット送信中２８６及びＲＴＡパケット送信中２８８の動作を示す。パケット到着前チャネル検知を実行し（２７２）、チャネルをモニタする（２７４）。ＳＴＡは、チャネルへのアクセス権を獲得するために、使用中の期間中に競合アクセスプロセスを開始する。ＳＴＡは、ＲＴＡパケット到着の時点２８０にまで及ぶ早期チャネルアクセス期間２７８中にチャネルへのアクセス権を獲得する（２７７）。早期チャネルアクセス期間２７８は、パケット到着前の時点からＲＴＡパケット到着の時点２８０にまで及ぶ早期ＣＷ期間２７６の後半である。ＳＴＡは、ＲＴＡパケット２８８の送信準備が整うまでヌル２８６を送信することによって自機へのチャネルを予約する。従って、ＳＴＡは、チャネルを予約するためにヌル又はしばしば「ダミーパケット」と呼ばれるその他の無関係なプレースホールディングパケット（ｐｌａｃｅｈｏｌｄｉｎｇ ｐａｃｋｅｔ）を送信して、ＲＴＡの準備が整うまで他のＳＴＡがチャネルにアクセスできないようにすることができる。なお、本明細書では説明を単純にするためにヌルパケットという用語を利用するが、これはいずれかの所望の形態のプレースホルダ（ダミー）パケットの使用を意味するものと理解されたい。

図２８に、早期チャネルＣＷ期間の最初のチャネル使用中状況に対処する実施形態例２９０を示しており、早期ＣＷ期間３０４にわたるチャネル使用中２９２、バックオフ２９４、非使用中期間２９６及びヌルパケット（又は同様のもの）の送信２９８、並びにＲＴＡパケット３００に関連する動作を示す。パケット到着前検知３０２が開始してチャネルがモニタされ３０３、ＳＴＡは、チャネルへのアクセス権を獲得するための競合を開始し、早期ＣＷ期間における早期チャネルアクセス期間３０６の前にバックオフ間隔２９４を開始する。しかしながら、ＳＴＡはチャネルを予約せず、従ってチャネルをモニタし続け、チャネルが利用可能（非使用中）になる（２９６）。早期チャネルアクセス期間３０６が開始すると、ＳＴＡは、ＲＴＡパケットが到着して（３０８）このＲＴＡパケット３００が送信されるまで他のＳＴＡがチャネルにアクセスできないように、チャネルを予約するためにヌル又はダミーパケットを送信することなどによってＲＴＡパケット到着３０８まで自機へのチャネルを予約する。

図２９に、早期チャネルＣＷ期間３２２の最初のチャネル使用中状況に対処する実施形態例３１０を示しており、使用中３１２ａ、３１２ｂ、バックオフ間隔３１４ａ、３１４ｂ、ヌルパケット３１６及びＳＴＡパケット３１８の送信を示す。パケット到着前検知３２０が開始してチャネルがモニタされ（３２１）、ＳＴＡは、使用中期間３１２ａの最中に競合を開始し、早期チャネルアクセス期間前にバックオフ期間３１４ａを使用してチャネルのチャネルアクセス権を獲得する。チャネルは未使用になった（３１３）後に使用中３１２ｂになり、ＳＴＡはチャネルへのアクセス権を獲得してバックオフ期間３１４ｂを開始し、この最中に早期ＣＷ期間が開始する。ＳＴＡは、早期チャネルアクセス期間３２４に、ＲＴＡパケットの到着３２６及び送信３１８まで他のＳＴＡがチャネルにアクセスできないように、チャネルを予約するためにヌル又はダミーパケット３１６を送信し始める。

上記では、ＳＴＡがチャネルを予約せず、早期チャネルアクセス期間までチャネルをモニタし続けることが分かるであろう。チャネルが再び使用中になった場合、ＳＴＡは再び競合を開始し、チャネルへのアクセス権を獲得した時点で、ＲＴＡパケットの送信準備が整うまで自機へのチャネルを予約する。

図３０に、早期チャネル競合ウィンドウ（ＣＷ）期間の最初にチャネルが使用中でないシナリオに対処する実施形態例３３０を示す。この図には、チャネル使用中３３２、バックオフ間隔３３４、（単複の）ヌルパケット３３６及びＳＴＡパケット３３８の送信を示す。早期ＣＷ期間３４２中にパケット到着前チャネル検知３４０が開始し、ＳＴＡはチャネル状態をモニタする（３４１）。この例では、早期ＣＷ期間中ではあるが早期チャネルアクセス期間３４４前にチャネルが使用中になっている。ＳＴＡは、チャネルのアクセス権を獲得するために競合を開始し、チャネルアクセス権を獲得すると、早期チャネルアクセス期間３４４にまで及ぶバックオフ期間３３４を開始する。ＳＴＡは、ＲＴＡパケットが到着して（３４６）ＲＴＡパケット３３８が送信されるまで他のＳＴＡがチャネルにアクセスできないように、チャネルを予約するためにヌル又はダミーパケット３３６を送信することなどによって、ＲＴＡパケットの送信準備が整うまで自機へのチャネルを予約する。

図３１に、早期チャネルＣＷ期間の最初にチャネルが使用中でないシナリオの実施形態例３５０を示す。この図には、（単複の）ヌルパケット３５２及びＳＴＡパケット３５４の送信を示す。早期ＣＷ期間３５８内のチャネルが使用中でない時にパケット到着前チャネル検知３５６が発生していることが分かる。チャネルは、早期ＣＷ期間中の早期チャネルアクセス期間３６０前に利用可能（非使用中）なままである。ＳＴＡは、早期チャネルアクセス期間３６０の開始時に、ＲＴＡパケットの到着３６２及びＲＴＡパケットの送信３５４まで他のＳＴＡがチャネルにアクセスできないように、チャネルを予約するためにヌル又はダミーパケット３５２を送信することなどによって自機へのチャネルを予約する。

図３２に、早期チャネルＣＷ期間３８０の前から早期チャネルアクセス期間３８２に掛けてチャネルが使用中のままであるシナリオの実施形態例３７０を示す。この図には、チャネル使用中３７２、バックオフ間隔３７４、及びＳＴＡパケット３７６の送信を示す。ＳＴＡは、パケット到着前チャネル検知３７８の時点から早期ＣＷ期間３８０中にチャネル状態をモニタする（３７９）。ＳＴＡは、チャネルのアクセス権を獲得するために競合を開始する。チャネルは、ＲＴＡパケット到着３８４前には利用可能な（空いている）ままであり、ＳＴＡはバックオフタイマ３７４を開始する。ＳＴＡは、推定されるＲＴＡパケット到着時刻３８４に達した後にチャネルへのアクセス権を獲得し、その後にＲＴＡパケット３７６を送信することが分かる。

図３３に、早期チャネルＣＷ期間の最初にチャネルが使用中であるシナリオの実施形態例３９０を示す。この図には、チャネル使用中３９２、バックオフ間隔３９４、及びＳＴＡパケット３９６の送信を示す。ＳＴＡは、パケット到着前チャネル検知３９８から早期ＣＷ期間４０２中にチャネル状態をモニタする（４００）。ＳＴＡは、早期チャネルアクセス期間４０４中にチャネルアクセス権を獲得するために競合を開始し、ＲＴＡパケット到着時刻４０６後にチャネルが空き、ＳＴＡはバックオフ期間３９４を開始する。ＳＴＡは、推定されるＲＴＡパケット到着時刻４０６後にチャネルへのアクセス権を獲得し、バックオフ期間３９４後にＲＴＡパケット３９６を送信する。

１０．フレームフォーマット
１０．１．ＰＰＡＣＣ要求
図３４に、パケット到着前チャネルアクセス手順の使用を要求するために非ＡＰ ＳＴＡによってそのＢＳＳ内の関連するＡＰ ＳＴＡに送信されるパケット到着前チャネル競合（ＰＰＡＣＣ）要求フレームの実施形態例４１０を示す。非ＡＰ ＳＴＡは、この要求を受諾又は拒絶するＡＰ ＳＴＡからの応答を予想する。このＰＰＡＣＣフレームのフィールドは以下の通りである。（ａ）フレーム制御（Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールドは、フレームを識別するために必要な全ての情報を含む。（ｂ）ＰＰＡＣＣ要求（ＰＰＡＣＣ Ｒｅｑｕｅｓｔ）フィールドは、非ＡＰ ＳＴＡがＰＰＡＣＣ手順の有効化を要求していることを示す第１の状態（例えば、１）に設定される。ＡＰ ＳＴＡは、要求フィールドをネットワーク設定と比較してこの要求を受諾又は拒絶すべきである。（ｃ）ＥＣＷ長（ＥＣＷ Ｌｅｎｇｔｈ）フィールドは、ＰＰＡＣＣ手順中に非ＡＰが使用すべき要求されるＥＣＷ期間の長さ（例えば、時間）を示す。ＡＰ ＳＴＡは、この長さをネットワーク設定と比較してこの値を受諾又は拒絶すべきである。（ｄ）ＥＣＡＷ長（ＥＣＡＷ Ｌｅｎｇｔｈ）フィールドは、ＰＰＡＣＣ手順中に非ＡＰが利用すべき要求されるＷＣＡＷ期間の長さ（例えば、時間）を示す。ＡＰ ＳＴＡは、この長さをネットワーク設定と比較してこの値を受諾又は拒絶すべきである。（ｅ）ＰＰＡＣＣ長（ＰＰＡＣＣ Ｌｅｎｇｔｈ）フィールドは、非ＡＰ ＳＴＡにおいてＰＰＡＣＣがアクティブであるように要求される期間を示す。この要求が承認された場合、ＳＴＡは、この期間の長さ（時間又はビーコン間隔数）にわたってＰＰＡＣＣを実行する。ゼロの値は無制限期間を示す。

１０．２．ＰＰＡＣＣ応答
図３５に、パケット到着前チャネルアクセス手順の使用要求に応答してＡＰ ＳＴＡによってそのＢＳＳ内の非ＡＰ ＳＴＡに送信されるＰＰＡＣＣ応答フィールドの実施形態例４２０を示す。非ＡＰ ＳＴＡは、この要求を受諾又は拒絶するＡＰ ＳＴＡからの応答を予想する。ＰＰＡＣＣ応答フレームのフィールドは以下の通りである。（ａ）フレーム制御（Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールドは、フレームを識別するために必要な全ての情報を含む。（ｂ）ＰＰＡＣＣ応答（ＰＰＡＣＣ Ｒｅｓｐｏｎｃｅ）フィールドは、非ＡＰ ＳＴＡがＰＰＡＣＣ手順有効化のためのＰＰＡＣＣ要求を受諾していることを示すために第１の状態（例えば、１）に設定され、そうでなければ拒絶される。この応答を受け取ったＳＴＡは、応答が要求を受諾するようなものであればＰＰＡＣＣ手順を有効化する。応答が拒絶を示す場合、非ＡＰ ＳＴＡは、他のパラメータを含めてこの要求を再送することができる。（ｃ）提案されるＥＣＷ長（Ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ ＥＣＷ Ｌｅｎｇｔｈ）フィールドは、ＰＰＡＣＣ応答が０に設定されている場合にのみ存在する。このフィールドは、要求は拒絶されたものの提案される条件下でＡＰが依然として非ＡＰ ＳＴＡのためのＰＰＡＣＣ手順を有効化することに意欲的である場合、ＰＰＡＣＣ手順中に非ＡＰが使用すべき提案されるＥＣＷ期間長を示す。ＡＰは、非ＡＰ ＳＴＡのためのＰＰＡＣＣ手順を有効化することに意欲的でない場合、このフィールドを０に設定する。（ｄ）提案されるＥＣＡＷ長（Ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ ＥＣＡＷ Ｌｅｎｇｔｈ）フィールドは、ＰＰＡＣＣ応答が０に設定されている場合にのみ存在し、このフィールドは、要求は拒絶されたもののＡＰが依然として非ＡＰ ＳＴＡのためのＰＰＡＣＣ手順を有効化することに意欲的である場合、ＰＰＡＣＣ手順中に非ＡＰによって使用されるように提案されるＥＣＡＷ期間長を示す。ＡＰは、非ＡＰ ＳＴＡのためのＰＰＡＣＣ手順を有効化することに意欲的でない場合、このフィールドを０に設定する。（ｅ）提案されるＰＰＡＣＣ長（Ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ ＰＰＡＣＣ ｌｅｎｇｔｈ）フィールドは、ＰＰＡＣＣ応答が０に設定されている場合にのみ存在する。このフィールドは、要求は拒絶されたもののＡＰが依然として非ＡＰ ＳＴＡのためのＰＰＡＣＣ手順を有効化することに意欲的である場合、ＰＰＡＣＣ手順中に非ＡＰによって使用されるように提案されるＰＰＡＣＣ長を示す。ＡＰは、非ＡＰ ＳＴＡのためのＰＰＡＣＣ手順を有効化することに意欲的でない場合、このフィールドを０に設定する。

１０．３．早期競合アクセス要求
図３６に、パケット到着前チャネルアクセス手順のパラメータ更新を要求するために非ＡＰ ＳＴＡによってそのＢＳＳ内の関連するＡＰ ＳＴＡに送信される早期競合アクセス要求フレームの実施形態例４３０を示す。非ＡＰ ＳＴＡは、この要求を受諾又は拒絶するＡＰ ＳＴＡからの応答を予想する。フィールドは以下の通りである。（ａ）フレーム制御フィールドは、フレームを識別するために必要な全ての情報を含む。（ｂ）ＥＣＷ長（ＥＣＷ Ｌｅｎｇｔｈ）フィールドは、ＰＰＡＣＣ手順中に非ＡＰが使用すべき要求される更新されたＥＣＷ期間の長さ（例えば、時間）を示す。ＡＰ ＳＴＡは、この長さをネットワーク設定と比較してこの値を受諾又は拒絶することができる。（ｃ）ＥＣＡＷ長（ＥＣＡＷ Ｌｅｎｇｔｈ）フィールドは、ＰＰＡＣＣ手順中に非ＡＰが使用すべき要求されるＥＣＡＷ期間の長さ（例えば、時間）を示す。ＡＰ ＳＴＡは、この長さをネットワーク設定と比較してこの値を受諾又は拒絶すべきである。

１０．４．早期競合アクセス応答
図３７に、パケット到着前チャネルアクセス手順のパラメータ更新要求に応答して、ＡＰ ＳＴＡによって自機のＢＳＳ内の非ＡＰ ＳＴＡに送信される早期競合アクセス応答フレームの実施形態例４４０を示す。非ＡＰ ＳＴＡは、要求を受諾又は拒絶するＡＰ ＳＴＡからの応答を予想する。早期競合アクセス応答フレームのフィールドは以下の通りである。（ａ）Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ（フレーム制御）は、フレームを識別するために必要な全ての情報を含む。（ｂ） 早期競合アクセス応答（Ｅａｒｌｙ Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ａｃｃｅｓｓ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィールドは、非ＡＰ ＳＴＡがＰＰＡＣＣ手順有効化のためのＥＣＡ要求を受諾していることを示すために第１の状態（例えば、１）に設定され、そうでなければ拒絶される。この応答を受け取ったＳＴＡは、応答が要求を受諾するようなものであればＰＰＡＣＣ手順の早期競合アクセスパラメータを更新する。

１１．概要
各ＳＴＡは、アクティブなＲＴＡセッションを追跡し続け、実行中のＲＴＡセッションを（ａ）パケットの到着割合、（ｂ）送信すべきパケットのサイズ、（ｃ）予想パケット到着時刻、及び（ｄ）ＲＴＡセッションの最後によって識別する。

ＳＴＡは、ＭＡＣ待ち行列にパケットが到着する時刻を認識しており、アプリケーション層によってＷＬＡＮ装置のＭＡＣ層に提供される情報から、パケット到着前にチャネルへのアクセス権を獲得しようと試みる。

リソース共有の公平さを維持するために、少なくとも１つの実施形態では、送信すべきデータの量が、特定の量未満、或いは限られた期間又は限られた送信機会（ＴＸＯＰ）（例えば、指定量未満）のみなどのように限られている場合にのみ、パケット到着前チャネルアクセスが許容される。なお、ＴＸＯＰは、局が無線媒体のための競合に勝った時にフレームを送信できる時間である。

ＳＴＡは、予想されるパケット前チャネル競合を定量化した統計を追跡し続ける（モニタする）。ＳＴＡがチャネルを引き継ぐ（解放又は放棄する）度に、そのパケット前統計が更新される。

ＳＴＡは、ＡＰとの間のメッセージ交換又は要求及び応答の伝達を通じて、ＡＰにＲＴＡパケット前競合手順を実行するように要求する。受諾されると、ＳＴＡは、ＡＰとの間のパラメータ更新メッセージの交換を通じて、手順パラメータを変更するように要求することができる。ＳＴＡは、最後のパケット到着時刻からのカウントダウンタイマを実行して、次の新規パケットの到着時刻を推定する。ＳＴＡは、収集されたチャネル競合時間の統計に関連する、又はタイマが閾値に到達した後にチャネルが常に使用中であった場合に手動で定められる時間オフセットだけカウンタの満了よりも前にチャネルのための競合を開始すべきである。少なくとも１つの実施形態では、この時間オフセットが特定の量（例えば、１ＴＸＯＰ）によって制限され、この量を超えるべきではない。チャネルが使用中でない場合、ＳＴＡはチャネルをモニタし続ける。

ＳＴＡは、収集された統計又は手動で定められた値に関連する時間オフセットだけカウンタの満了よりも前にチャネルが使用中でない場合、チャネルへのアクセス権を獲得すべきである。このオフセットは、チャネルのための競合のオフセット未満である。ＳＴＡは、ＲＴＡパケット到着までヌル又はダミーパケットを送信することによってチャネルを占有する。

１２．実施形態の一般的範囲
提示した技術の説明した強化は、無線ネットワークにおいて動作するように構成されたアクセスポイント（ＡＰ）を含む様々な無線局内に容易に実装することができる。また、無線局が、１又は２以上のコンピュータプロセッサ装置（例えば、ＣＰＵ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、コンピュータ対応ＡＳＩＣなど）、及び命令を記憶する関連するメモリ（例えば、ＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＮＶＲＡＭ、ＦＬＡＳＨ（登録商標）、コンピュータ可読媒体など）を含むように実装されることにより、メモリに記憶されたプログラム（命令）がプロセッサ上で実行されて、本明細書で説明した様々なプロセス法のステップを実行することが好ましいと理解されたい。

当業者は、無線ネットワーク通信に関連するステップを実行するコンピュータ装置の使用を認識しているため、簡略化のために図にはコンピュータ及びメモリデバイスを示していない。提示した技術は、メモリ及びコンピュータ可読媒体が非一時的であり、従って一時的電子信号を構成しない限り、これらに関して限定するものではない。

本明細書では、コンピュータプログラム製品としても実装できる、本技術の実施形態による方法及びシステム、及び／又は手順、アルゴリズム、ステップ、演算、数式又はその他の計算表現のフローチャートを参照して本技術の実施形態を説明することができる。この点、フローチャートの各ブロック又はステップ、及びフローチャートのブロック（及び／又はステップ）の組み合わせ、並びにあらゆる手順、アルゴリズム、ステップ、演算、数式、又は計算表現は、ハードウェア、ファームウェア、及び／又はコンピュータ可読プログラムコードの形で具体化された１又は２以上のコンピュータプログラム命令を含むソフトウェアなどの様々な手段によって実装することができる。理解されるように、このようなあらゆるコンピュータプログラム命令は、以下に限定するわけではないが、汎用コンピュータ又は専用コンピュータ、又は機械を生産するための他のあらゆるプログラマブル処理装置を含む１又は２以上のコンピュータプロセッサ上によって実行して、コンピュータプロセッサ又は他のプログラマブル処理装置上で実行されるコンピュータプログラム命令が、（単複の）特定される機能を実施するための手段を生み出すようにすることができる。

従って、本明細書で説明したフローチャートのブロック、並びに手順、アルゴリズム、ステップ、演算、数式、又は計算表現は、（単複の）特定の機能を実行する手段の組み合わせ、（単複の）特定の機能を実行するステップの組み合わせ、及びコンピュータ可読プログラムコードロジック手段の形で具体化されるような、（単複の）特定の機能を実行するコンピュータプログラム命令をサポートする。また、本明細書で説明したフローチャートの各ブロック、並びに手順、アルゴリズム、ステップ、演算、数式、又は計算表現、及びこれらの組み合わせは、（単複の）特定の機能又はステップを実行する専用ハードウェアベースのコンピュータシステム、又は専用ハードウェアとコンピュータ可読プログラムコードとの組み合わせによって実装することもできると理解されるであろう。

さらに、コンピュータ可読プログラムコードなどの形で具体化されるこれらのコンピュータプログラム命令を、コンピュータプロセッサ又は他のプログラマブル処理装置に特定の態様で機能するように指示することができる１又は２以上のコンピュータ可読メモリ又はメモリ装置に記憶して、これらのコンピュータ可読メモリ又はメモリ装置に記憶された命令が、（単複の）フローチャートの（単複の）ブロック内に指定される機能を実施する命令手段を含む製造の物品を生産するようにすることもできる。コンピュータプログラム命令をコンピュータプロセッサ又は他のプログラマブル処理装置によって実行し、コンピュータプロセッサ又は他のプログラマブル処理装置上で一連の動作ステップが実行されるようにしてコンピュータで実施される処理を生成し、コンピュータプロセッサ又は他のプログラマブル処理装置上で実行される命令が、（単複の）フローチャートの（単複の）ブロック、（単複の）手順、（単複の）アルゴリズム、（単複の）ステップ、（単複の）演算、（単複の）数式、又は（単複の）計算表現に特定される機能を実施するためのステップを提供するようにすることもできる。

さらに、本明細書で使用する「プログラム」又は「プログラム実行文」という用語は、本明細書で説明した１又は２以上の機能を実行するために１又は２以上のコンピュータプロセッサ実が行できる１又は２以上の命令を意味すると理解されるであろう。命令は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせで具体化することができる。命令は、装置の非一時的媒体に局所的に記憶することも、又はサーバなどに遠隔的に記憶することもでき、或いは命令の全部又は一部を局所的に又は遠隔的に記憶することもできる。遠隔的に記憶された命令は、ユーザが開始することによって、或いは１又は２以上の要因に基づいて自動的に装置にダウンロード（プッシュ）することができる。

さらに、本明細書で使用するプロセッサ、ハードウェアプロセッサ、コンピュータプロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）及びコンピュータという用語は、命令、並びに入力／出力インターフェイス及び／又は周辺装置との通信を実行できる装置を示すために同義的に使用されるものであり、プロセッサ、ハードウェアプロセッサ、コンピュータプロセッサ、ＣＰＵ及びコンピュータという用語は、単一の又は複数の装置、シングルコア装置及びマルチコア装置、及びこれらの変種を含むように意図するものであると理解されるであろう。

本明細書の説明から、本開示は、限定ではないが以下の内容を含む複数の実施形態を含むと理解されるであろう。

１．ネットワークにおける無線通信装置であって、（ａ）自機の受信エリア内の少なくとも１つの他の無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）局と無線で通信するように構成された無線通信回路と、（ｂ）ＷＬＡＮ上で動作するように構成された局内の、前記無線通信回路に結合されたプロセッサと、（ｃ）プロセッサが実行できる命令を記憶した非一時的メモリとを備え、（ｄ）前記命令は、プロセッサによって実行された時に、（ｄ）（ｉ）通信遅延の影響を受けやすい少なくとも１つのリアルタイムアプリケーション（ＲＴＡ）をサポートするように構成されたＷＬＡＮ局として前記無線通信回路を動作させることと、（ｄ）（ｉｉ）アクティブなリアルタイムアプリケーションセッションを追跡し、実行中のリアルタイムアプリケーション（ＲＴＡ）セッションを通信時間、レート及びパケットサイズに関して識別することと、（ｄ）（ｉｉｉ）少なくとも１つのリアルタイムアプリケーションのアプリケーション層によって提供された、前記ＷＬＡＮ局のＭＡＣ層のＭＡＣ待ち行列にパケットがいつ到着するかに関する情報に基づいて、パケット到着前チャネル競合プロセスにおいてパケットが到着する前に通信チャネルへのアクセス権を獲得しようと試みることと、を含む１又は２以上のステップを実行する、装置。

２．ネットワークにおける無線通信装置であって、（ａ）自機の受信エリア内の少なくとも１つの他の無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）局と無線で通信するように構成された無線通信回路と、（ｂ）ＷＬＡＮ上で動作するように構成された局内の、前記無線通信回路に結合されたプロセッサと、（ｃ）プロセッサが実行できる命令を記憶した非一時的メモリとを備え、（ｄ）前記命令は、プロセッサによって実行された時に、（ｄ）（ｉ）通信遅延の影響を受けやすい少なくとも１つのリアルタイムアプリケーションをサポートするように構成されたＷＬＡＮ局として前記無線通信回路を動作させることと、（ｄ）（ｉｉ）アクティブなリアルタイムアプリケーションセッションを追跡し、実行中のリアルタイムアプリケーション（ＲＴＡ）セッションを通信時間、レート及びパケットサイズに関してパケットの到着割合、送信すべきパケットのサイズ、パケット到着の予想時間、及びリアルタイムアプリケーションセッションの最後の形態で識別することと、（ｄ）（ｉｉｉ）少なくとも１つのリアルタイムアプリケーション（ＲＴＡ）のアプリケーション層によって提供された、前記ＷＬＡＮ局のＭＡＣ層のＭＡＣ待ち行列にパケットがいつ到着するかに関する情報に基づいて、パケット到着前チャネル競合プロセスにおいてパケットが到着する前に通信チャネルへのアクセス権を獲得しようと試みることと、（ｄ）（ｉｖ）通信チャネルが放棄される度に、前記ＷＬＡＮ局が統計を追跡して予想されるパケット前チャネル競合情報を更新することと、を含む１又は２以上のステップを実行する、装置。

３．ネットワークにおける無線通信の実行方法であって、（ａ）前記無線通信回路を、その受信エリア内の少なくとも１つの他の無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）局と無線で通信する際に、通信遅延の影響を受けやすい少なくとも１つのリアルタイムアプリケーション（ＲＴＡ）をサポートするように構成されたＷＬＡＮ局として動作させることと、（ｂ）アクティブなリアルタイムアプリケーション（ＲＴＡ）セッションを追跡し、実行中のＲＴＡセッションを通信時間、レート及びパケットサイズに関して識別することと、（ｃ）少なくとも１つのリアルタイムアプリケーション（ＲＴＡ）のアプリケーション層によって提供された、前記ＷＬＡＮ局のＭＡＣ層のＭＡＣ待ち行列にパケットがいつ到着するかに関する情報に基づいて、パケット到着前チャネル競合プロセスにおいてパケットが到着する前に通信チャネルへのアクセス権を獲得しようと試みることと、を含む方法。

４．ネットワークにおける無線通信方法において、無線局（ＳＴＡ）が、（ａ）アクティブなＲＴＡセッションを追跡し、実行中のＲＴＡセッションを、（ａ）（ｉ）パケットの到着割合、（ａ）（ｉｉ）送信すべきパケットのサイズ、（ａ）（ｉｉｉ）パケット到着の予想時間、（ａ）（ｉｖ）リアルタイムアプリケーションセッションの最後、によって識別することと、（ｂ）ＭＡＣ待ち行列にパケットが到着する時刻を局において特定し、アプリケーション層によってＷＬＡＮ装置のＭＡＣ層に提供される情報に応答して、パケット到着前にチャネルへのアクセス権を獲得しようと試みることと、を実行する方法。

５．前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記通信時間、レート及びパケットサイズをパケットの到着割合、送信すべきパケットのサイズ、パケット到着の予想時間、及びリアルタイムアプリケーションセッションの最後の形態で決定することを含む１又は２以上のステップを実行する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

６．前記命令は、プロセッサによって実行された時に、送信すべきデータの量及び／又はチャネルアクセス時間の期間に基づいて、パケット到着前チャネルアクセスが許可されるべきであるかどうかを判定することを含む１又は２以上のステップをさらに実行する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

７．前記命令は、プロセッサによって実行された時に、通信チャネルが放棄される度に、前記ＷＬＡＮ局が統計を追跡して予想されるパケット前チャネル競合情報を更新することを含む１又は２以上のステップを実行する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

８．前記命令は、プロセッサによって実行された時に、前記ＷＬＡＮ局とＡＰとの間で１又は２以上のメッセージ又は要求を交換したことに応答して、非アクセスポイント（非ＡＰ）局からそのベーシックサービスセット（ＢＳＳ）内のアクセスポイント（ＡＰ）に前記パケット到着前チャネル競合プロセスを実行するための要求を送信することを含む１又は２以上のステップを実行する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

９．前記命令は、プロセッサによって実行された時に、ＡＰが前記パケット到着前チャネル競合プロセスを実行する受諾を受け取ったことに応答して、ＷＬＡＮ局が、アクセスポイント（ＡＰ）との間でパラメータ更新メッセージを交換することを通じて手順パラメータの変更を要求することを含む１又は２以上のステップを実行する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

１０．前記命令は、プロセッサによって実行された時に、（ａ）最後のパケット到着時刻から予想される次の新規パケットの到着時刻までのカウンタ又はタイマを実行することと、（ｂ）チャネル競合時間に関する収集された統計からの時間オフセットに関連する、又はカウンタ又はタイマが閾値に達した後にチャネルが常に使用中であった場合に手動で定められたカウンタ又はタイマが満了する前にチャネルのために競合するプロセスを開始することと、を含む１又は２以上のステップを実行する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

１１．時間オフセットは、超えるべきではない特定の量によって制限される、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

１２．前記命令は、プロセッサによって実行された時に、（ａ）収集された統計に関連する又は手動で定められた時間オフセットによってカウンタ又はタイマが満了する前にチャネルが使用中でない場合にチャネルへのアクセス権を取得することであって、（ｂ）オフセットは、チャネルのための競合のオフセット未満である、ことと、（ｃ）リアルタイムアプリケーションからパケットが到着するまで前記ＷＬＡＮ局が非ＲＴＡパケット、ヌル、ダミーパケットを送信することによってチャネルを占有することと、を含む１又は２以上のステップを実行する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

１３．前記命令は、プロセッサによって実行された時に、送信すべきデータの量及び／又はチャネルアクセス時間の期間に基づいて、パケット到着前チャネルアクセスが許可されるべきであるかどうかを判定することを含む１又は２以上のステップをさらに実行する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

１４．前記命令は、プロセッサによって実行された時に、前記ＷＬＡＮ局とＡＰとの間で１又は２以上のメッセージ又は要求を交換したことに応答して、非アクセスポイント（非ＡＰ）局からそのベーシックサービスセット（ＢＳＳ）内のアクセスポイント（ＡＰ）に前記パケット到着前チャネル競合プロセスを実行するための要求を送信することを含む１又は２以上のステップを実行する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

１５．前記命令は、プロセッサによって実行された時に、アクセスポイント（ＡＰ）が前記パケット到着前チャネル競合プロセスを実行する受諾を受け取ったことに応答して、ＷＬＡＮ局が、アクセスポイント（ＡＰ）との間でパラメータ更新メッセージを交換することを通じて手順パラメータの変更を要求することを含む１又は２以上のステップを実行する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

１６．前記命令は、プロセッサによって実行された時に、（ａ）最後のパケット到着時刻から予想される次の新規パケットの到着時刻までのカウンタ又はタイマを実行することと、（ｂ）チャネル競合時間に関する収集された統計からの時間オフセットに関連する、又はカウンタ又はタイマが閾値に達した後にチャネルが常に使用中であった場合に手動で定められたカウンタ又はタイマが満了する前にチャネルのために競合するプロセスを開始することと、を含む１又は２以上のステップを実行する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

１７．時間オフセットは、超えるべきではない特定の量によって制限される、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

１８．前記命令は、プロセッサによって実行された時に、（ａ）収集された統計に関連する又は手動で定められた時間オフセットによってカウンタ又はタイマが満了する前にチャネルが使用中でない場合にチャネルへのアクセス権を取得することであって、（ｂ）オフセットは、チャネルのための競合のオフセット未満である、ことと、（ｃ）リアルタイムアプリケーションからパケットが到着するまで前記ＷＬＡＮ局が非リアルタイムアプリケーション（非ＲＴＡ）パケット、ヌル又はダミーパケットを送信することによってチャネルを占有することと、を含む１又は２以上のステップを実行する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

１９．前記ＷＬＡＮ局とＡＰとの間で１又は２以上のメッセージ又は要求を交換したことに応答して、非アクセスポイント（非ＡＰ）局からそのベーシックサービスセット（ＢＳＳ）内のＡＰに前記パケット到着前チャネル競合プロセスを実行するための要求を送信することをさらに含む、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

２０．（ａ）最後のパケット到着時刻から予想される次の新規パケットの到着時刻までのカウンタ又はタイマを実行することと、（ｂ）チャネル競合時間に関する収集された統計からの時間オフセットに関連する、又はカウンタ又はタイマが閾値に達した後にチャネルが常に使用中であった場合に手動で定められたカウンタ又はタイマが満了する前にチャネルのために競合するプロセスを開始することと、をさらに含む、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

２１．（ａ）収集された統計に関連する又は手動で定められた時間オフセットによってカウンタ又はタイマが満了する前にチャネルが使用中でない場合にチャネルへのアクセス権を取得することであって、（ｂ）オフセットは、チャネルのための競合のオフセット未満である、ことと、（ｃ）リアルタイムアプリケーションからパケットが到着するまで前記ＷＬＡＮ局が非ＲＴＡパケット、ヌルパケット、ダミーパケットを送信することによってチャネルを占有することと、をさらに含む、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

２２．公平さを維持するために、送信すべきデータの量が限られている（例えば、指定量未満の）場合にのみパケット到着前チャネルアクセスを許容することができ、或いは限られた期間又は限られたＴＸＯＰのみにわたってチャネルアクセスを許容することをさらに含む、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

２３．ＳＴＡが、予想されるパケット前チャネル競合遅延を定量化した統計を追跡し続け、ＳＴＡがチャネルを引き継ぐ度にその遅延統計が更新されることをさらに含む、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

２４．ＳＴＡが、ＡＰとの間でメッセージ又は要求を交換することを通じて、ＡＰにＲＴＡパケット前競合手順を実行するように要求し、受諾されると、ＳＴＡが、ＡＰとの間でパラメータ更新メッセージを交換することを通じて、手順パラメータを変更するように要求できることをさらに含む、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

２５．ＳＴＡが、最後のパケット到着時刻からのカウントダウンタイマを実行して、次の新規パケットの到着時刻を推定し、ＳＴＡが、収集されたチャネル競合時間の統計に関連する、又はタイマが閾値に到達した後にチャネルが常に使用中であった場合に手動で定められる時間オフセットだけカウンタの満了よりも前にチャネルのための競合を開始し、この時間オフセットが特定の量（例えば、１ＴＸＯＰ）によって制限され、この量を超えるべきではなく、チャネルが使用中でない場合、ＳＴＡがチャネルをモニタし続けることをさらに含む、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

２６．ＳＴＡが、収集された統計又は手動で定められた値に関連する時間オフセットだけカウンタの満了よりも前にチャネルが使用中でない場合、チャネルへのアクセス権を獲得し、このオフセットは、チャネルのための競合のオフセット未満であり、ＳＴＡが、ＲＴＡパケット到着までヌル又はダミーパケットを送信することによってチャネルを占有することをさらに含む、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。

本明細書で使用する単数形の「ａ、ａｎ（英文不定冠詞）」及び「ｔｈｅ（英文定冠詞）」は、文脈において別途明確に示されていない限り複数形の照応を含む。ある物体に対する単数形での言及は、明確にそう述べていない限り「唯一」を意味するものではなく、「１又は２以上」を意味する。

本明細書で使用する「組（ｓｅｔ）」という用語は、１又は２以上の物体の集合を意味する。従って、例えば物体の組は、単一の物体又は複数の物体を含むことができる。

本明細書で使用する「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」及び「約（ａｂｏｕｔ）」という用語は、わずかな変動の記述及び説明のために使用するものである。これらの用語は、事象又は状況に関連して使用した時には、これらの事象又は状況が間違いなく発生する場合、及びこれらの事象又は状況が発生する可能性が非常に高い場合を意味することができる。これらの用語は、数値に関連して使用した時には、その数値の±５％以下、±４％以下、±３％以下、±２％以下、±１％以下、±０．５％以下、±０．１％以下、又は±０．０５％以下などの、±１０％以下の変動範囲を意味することができる。例えば、「実質的に」整列しているということは、±５°以下、±４°以下、±３°以下、±２°以下、±１°以下、±０．５°以下、±０．１°以下、又は±０．０５°以下などの、±１０°以下の角度変動範囲を意味することができる。

また、本明細書では、量、比率及びその他の数値を範囲形式で示すこともある。このような範囲形式は、便宜的に簡略化して使用するものであり、範囲の限界として明確に指定された数値を含むが、この範囲に含まれる全ての個々の数値又は部分的範囲も、これらの各数値及び部分的範囲が明確に示されているかのように含むものであると柔軟に理解されたい。例えば、約１～約２００の範囲内の比率は、約１及び約２００という明確に列挙した限界値を含むが、約２、約３、約４などの個々の比率、及び約１０～約５０、約２０～約１００などの部分的範囲も含むと理解されたい。

本明細書の説明は多くの詳細を含んでいるが、これらは本開示の範囲を限定するものではなく、現在のところ好ましい実施形態の一部を例示するものにすぎないと解釈すべきである。従って、本開示の範囲は、当業者に明らかになると考えられる他の実施形態も完全に含むと理解されるであろう。

本開示内の「Ａ、Ｂ及び／又はＣ」などの表現構造は、Ａ、Ｂ又はＣのいずれか、或いは項目Ａ、Ｂ及びＣのいずれかの組み合わせが存在し得ることを表す。「～のうちの少なくとも１つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ ｏｆ）」の後にリストされた一群の要素が続くものなどを示す表現構造は、該当する際にはこれらのリストされた要素のいずれかの考えられる組み合わせを含む、これらの一群の要素のうちの少なくとも１つが存在することを示す。

本明細書における「ある実施形態」、「少なくとも１つの実施形態」又は同様の実施形態という言い回しについて言及する参照は、説明する実施形態に関連して説明した特定の特徴、構造又は特性が本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを示す。従って、これらの様々な実施形態の表現は、必ずしも全てが同じ実施形態、又は説明されている他の全ての実施形態とは異なる特定の実施形態を意味するわけではない。実施形態という表現は、所与の実施形態の特定の特徴、構造又は特性を、開示する装置、システム又は方法の１又は２以上の実施形態においていずれかの好適な形で組み合わせることができることを意味するものとして解釈すべきである。

当業者に周知の本開示の実施形態の要素の構造的及び機能的同等物も、引用によって本明細書に明確に組み入れられ、本特許請求の範囲に含まれるように意図される。さらに、本開示の要素、構成要素又は方法ステップは、これらが特許請求の範囲に明示されているかどうかにかかわらず、一般に公開されるように意図するものではない。本明細書における請求項の要素については、その要素が「～のための手段」という表現を使用して明確に示されていない限り、「ミーンズプラスファンクション」の要素として解釈すべきではない。また、本明細書における請求項の要素については、その要素が「～のためのステップ」という表現を使用して明確に示されていない限り、「ステッププラスファンクション」の要素として解釈すべきではない。

２７０ 実施形態例
２７２ パケット到着前チャネル検知
２７４ 使用中になった場合にはチャネルをモニタ
２７６ 早期ＣＷ期間
２７８ 早期チャネルアクセス期間
２８０ ＲＴＡパケット到着
２８２ 使用中
２８４ バックオフ
２８６ ヌルパケット
２８８ ＲＴＡパケット

Claims (18)

1. ネットワークにおける無線通信装置であって、
   （ａ）自機の受信エリア内の少なくとも１つの他の無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）局と無線で通信するように構成された無線通信回路と、
   （ｂ）前記ＷＬＡＮ上で動作するように構成された局内の、前記無線通信回路に結合されたプロセッサと、
   （ｃ）前記プロセッサが実行できる命令を記憶した非一時的メモリと、
   を備え、
   （ｄ）前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、
   （ｉ）通信遅延の影響を受けやすい少なくとも１つのリアルタイムアプリケーション（ＲＴＡ）をサポートするように構成されたＷＬＡＮ局として前記無線通信回路を動作させることと、
   （ｉｉ）アクティブなリアルタイムアプリケーションセッションを追跡し、実行中のリアルタイムアプリケーション（ＲＴＡ）セッションを通信時間、レート及びパケットサイズに関して識別することと、
   （ｉｉｉ）送信すべきデータの量及びチャネルアクセス時間の期間の少なくとも１つに基づいて、パケット到着前チャネルアクセスが許可されるべきであるかどうかを判定することと、
   （ｉｖ）パケット到着前チャネルアクセスが許可されるべきである場合、前記少なくとも１つのリアルタイムアプリケーションのアプリケーション層によって提供された、前記ＷＬＡＮ局のＭＡＣ層のＭＡＣ待ち行列にパケットがいつ到着するかに関する情報に基づいて、パケット到着前チャネル競合プロセスにおいて前記パケットが到着する前に通信チャネルへのアクセス権を獲得しようと試みることと、
   を含む１又は２以上のステップを実行する、
   ことを特徴とする装置。
2. 前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記通信時間、レート及びパケットサイズをパケットの到着割合、送信すべきパケットのサイズ、パケット到着の予想時間、及びリアルタイムアプリケーションセッションの最後の形態で決定することを含む１又は２以上のステップを実行する、
   請求項１に記載の装置。
3. 前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記通信チャネルが放棄される度に、前記ＷＬＡＮ局が統計を追跡して予想されるパケット前チャネル競合情報を更新することを含む１又は２以上のステップを実行する、
   請求項１に記載の装置。
4. 前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記ＷＬＡＮ局とＡＰとの間で１又は２以上のメッセージ又は要求を交換したことに応答して、非アクセスポイント（非ＡＰ）局からそのベーシックサービスセット（ＢＳＳ）内のアクセスポイント（ＡＰ）に前記パケット到着前チャネル競合プロセスを実行するための要求を送信することを含む１又は２以上のステップを実行する、
   請求項１に記載の装置。
5. 前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記ＡＰが前記パケット到着前チャネル競合プロセスを実行する受諾を受け取ったことに応答して、前記ＷＬＡＮ局が、前記アクセスポイント（ＡＰ）との間でパラメータ更新メッセージを交換することを通じて手順パラメータの変更を要求することを含む１又は２以上のステップを実行する、
   請求項４に記載の装置。
6. 前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、
   最後のパケット到着時刻から予想される次の新規パケットの到着時刻までのカウンタ又はタイマを実行することと、
   チャネル競合時間に関する収集された統計からの時間オフセットに関連する、又はカウンタ又はタイマが閾値に達した後に前記チャネルが常に使用中であった場合に手動で定められたカウンタ又はタイマが満了する前にチャネルのために競合するプロセスを開始することと、
   を含む１又は２以上のステップを実行する、請求項１に記載の装置。
7. 前記時間オフセットは、超えるべきではない特定の量によって制限される、
   請求項６に記載の装置。
8. 前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、
   収集された統計に関連する又は手動で定められた時間オフセットによってカウンタ又はタイマが満了する前に前記チャネルが使用中でない場合に前記チャネルへのアクセス権を取得することであって、
   前記オフセットは、前記チャネルのための競合のオフセット未満である、ことと、
   前記リアルタイムアプリケーションから前記パケットが到着するまで前記ＷＬＡＮ局が非ＲＴＡパケット、ヌル、ダミーパケットを送信することによって前記チャネルを占有することと、
   を含む１又は２以上のステップを実行する、請求項１に記載の装置。
9. ネットワークにおける無線通信装置であって、
   （ａ）自機の受信エリア内の少なくとも１つの他の無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）局と無線で通信するように構成された無線通信回路と、
   （ｂ）前記ＷＬＡＮ上で動作するように構成された局内の、前記無線通信回路に結合されたプロセッサと、
   （ｃ）前記プロセッサが実行できる命令を記憶した非一時的メモリと、
   を備え、
   （ｄ）前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、
   （ｉ）通信遅延の影響を受けやすい少なくとも１つのリアルタイムアプリケーションをサポートするように構成されたＷＬＡＮ局として前記無線通信回路を動作させることと、
   （ｉｉ）アクティブなリアルタイムアプリケーションセッションを追跡し、実行中のリアルタイムアプリケーション（ＲＴＡ）セッションを通信時間、レート及びパケットサイズに関してパケットの到着割合、送信すべきパケットのサイズ、パケット到着の予想時間、及びリアルタイムアプリケーションセッションの最後の形態で識別することと、
   （ｉｉｉ）送信すべきデータの量及びチャネルアクセス時間の期間の少なくとも１つに基づいて、パケット到着前チャネルアクセスが許可されるべきであるかどうかを判定することと、
   （ｉｖ）パケット到着前チャネルアクセスが許可されるべきである場合、前記少なくとも１つのリアルタイムアプリケーション（ＲＴＡ）のアプリケーション層によって提供された、前記ＷＬＡＮ局のＭＡＣ層のＭＡＣ待ち行列にパケットがいつ到着するかに関する情報に基づいて、パケット到着前チャネル競合プロセスにおいて前記パケットが到着する前に通信チャネルへのアクセス権を獲得しようと試みることと、
   （ｖ）前記通信チャネルが放棄される度に、前記ＷＬＡＮ局が統計を追跡して予想されるパケット前チャネル競合情報を更新することと、
   を含む１又は２以上のステップを実行する、
   ことを特徴とする装置。
10. 前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記ＷＬＡＮ局とＡＰとの間で１又は２以上のメッセージ又は要求を交換したことに応答して、非アクセスポイント（非ＡＰ）局からそのベーシックサービスセット（ＢＳＳ）内のアクセスポイント（ＡＰ）に前記パケット到着前チャネル競合プロセスを実行するための要求を送信することを含む１又は２以上のステップを実行する、
    請求項９に記載の装置。
11. 前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記アクセスポイント（ＡＰ）が前記パケット到着前チャネル競合プロセスを実行する受諾を受け取ったことに応答して、前記ＷＬＡＮ局が、前記アクセスポイント（ＡＰ）との間でパラメータ更新メッセージを交換することを通じて手順パラメータの変更を要求することを含む１又は２以上のステップを実行する、
    請求項１０に記載の装置。
12. 前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、
    最後のパケット到着時刻から予想される次の新規パケットの到着時刻までのカウンタ又はタイマを実行することと、
    チャネル競合時間に関する収集された統計からの時間オフセットに関連する、又はカウンタ又はタイマが閾値に達した後に前記チャネルが常に使用中であった場合に手動で定められたカウンタ又はタイマが満了する前にチャネルのために競合するプロセスを開始することと、
    を含む１又は２以上のステップを実行する、請求項９に記載の装置。
13. 前記時間オフセットは、超えるべきではない特定の量によって制限される、
    請求項１２に記載の装置。
14. 前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、
    収集された統計に関連する又は手動で定められた時間オフセットによってカウンタ又はタイマが満了する前に前記チャネルが使用中でない場合に前記チャネルへのアクセス権を取得することであって、
    前記オフセットは、前記チャネルのための競合のオフセット未満である、ことと、
    前記リアルタイムアプリケーションから前記パケットが到着するまで前記ＷＬＡＮ局が非リアルタイムアプリケーション（非ＲＴＡ）パケット、ヌル又はダミーパケットを送信することによって前記チャネルを占有することと、
    を含む１又は２以上のステップを実行する、請求項９に記載の装置。
15. ネットワークにおける無線通信の実行方法であって、
    （ａ）前記無線通信回路を、その受信エリア内の少なくとも１つの他の無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）局と無線で通信する際に、通信遅延の影響を受けやすい少なくとも１つのリアルタイムアプリケーション（ＲＴＡ）をサポートするように構成されたＷＬＡＮ局として動作させることと、
    （ｂ）アクティブなリアルタイムアプリケーション（ＲＴＡ）セッションを追跡し、実行中のＲＴＡセッションを通信時間、レート及びパケットサイズに関して識別することと、
    （ｃ）送信すべきデータの量及びチャネルアクセス時間の期間の少なくとも１つに基づいて、パケット到着前チャネルアクセスが許可されるべきであるかどうかを判定することと、
    （ｄ）パケット到着前チャネルアクセスが許可されるべきである場合、前記少なくとも１つのリアルタイムアプリケーション（ＲＴＡ）のアプリケーション層によって提供された、前記ＷＬＡＮ局のＭＡＣ層のＭＡＣ待ち行列にパケットがいつ到着するかに関する情報に基づいて、パケット到着前チャネル競合プロセスにおいて前記パケットが到着する前に通信チャネルへのアクセス権を獲得しようと試みることと、
    を含むことを特徴とする方法。
16. 前記ＷＬＡＮ局と前記ＡＰとの間で１又は２以上のメッセージ又は要求を交換したことに応答して、非アクセスポイント（非ＡＰ）局からそのベーシックサービスセット（ＢＳＳ）内のＡＰに前記パケット到着前チャネル競合プロセスを実行するための要求を送信することをさらに含む、
    請求項１５に記載の方法。
17. 最後のパケット到着時刻から予想される次の新規パケットの到着時刻までのカウンタ又はタイマを実行することと、
    チャネル競合時間に関する収集された統計からの時間オフセットに関連する、又はカウンタ又はタイマが閾値に達した後に前記チャネルが常に使用中であった場合に手動で定められたカウンタ又はタイマが満了する前にチャネルのために競合するプロセスを開始することと、
    をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
18. 収集された統計に関連する又は手動で定められた時間オフセットによってカウンタ又はタイマが満了する前に前記チャネルが使用中でない場合に前記チャネルへのアクセス権を取得することであって、
    前記オフセットは、前記チャネルのための競合のオフセット未満である、ことと、
    前記リアルタイムアプリケーションから前記パケットが到着するまで前記ＷＬＡＮ局が非ＲＴＡパケット、ヌルパケット、ダミーパケットを送信することによって前記チャネルを占有することと、
    をさらに含む、請求項１５に記載の方法。

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