JP7334804B2 - リアルタイムアプリケーションのための即時再送スキーム - Google Patents

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Description

〔関連出願との相互参照〕
本出願は、2019年6月18日に出願された米国仮特許出願第62/862,776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、一般に無線通信局に関し、具体的には、リアルタイムトラフィックと非リアルタイムトラフィックとの組み合わせを通信する無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)局に関する。
キャリア検知多重アクセス/衝突回避(CSMA/CA)を使用する現在の無線技術は、ネットワーク全体の高スループットには重点を置いているが、リアルタイムアプリケーション(RTA)を適切にサポートする低遅延能力に欠けている。
RTAは低遅延通信を必要とし、最善努力型通信を使用する。RTAから生成されるデータはRTAトラフィックと呼ばれ、送信側局(STA)においてRTAパケットとしてパケット化されるのに対し、非時間依存アプリケーションから生成されるデータは非RTAトラフィックと呼ばれ、送信側STAにおいて非RTAパケットとしてパケット化される。
RTAパケットは、パケット配信に対する高適時性要件(リアルタイム)に起因して低遅延時間を必要とする。RTAパケットは、一定期間内に配信できる場合にのみ有効である。
STAは、ランダムチャネルアクセスシナリオに起因して、各パケットを送信する前にチャネルアクセスを検知し、これを求めて競合する必要がある。短いチャネル競合時間を取得すればチャネルアクセスは加速するが、パケット衝突の可能性が高くなってしまう。パケット衝突に固有の遅延は、各再送に必要とされるチャネル競合時間に起因して依然として有意である。STAは、パケット衝突を回避してパケット配信成功率を高めるために、パケット衝突後のさらに長いチャネル競合期間の後にパケットを再送し、これによってパケットがさらに遅延する。
従って、リアルタイムアプリケーション(RTA)パケットの強化された取り扱い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。
リアルタイムアプリケーション(RTA)パケットの各再送のチャネル競合遅延を排除する高度WLAN通信装置/方法。即時再送スキームでは、局(STA)ノードが最小限のチャネル競合時間でRTAパケットを再送してパケットの遅延を抑える。
CSMA/CAシステムにおいてRTAパケットの即時再送スキームを適用するタスクは、RTAトラフィックと非RTAトラフィックとの共存に起因して困難である。このプロセスの課題は、(a)非RTAパケットとRTAパケットとを識別すること、(b)最小限の競合でRTAパケットのためのチャネルアクセス権を獲得すること、及び(c)RTAパケットの有効期限が切れる前にRTAパケットを通信(初期送信及びいずれかの必要な再送)すること、として要約することができる。
開示するRTAパケットの即時再送スキームは、RTAトラフィックの時間的有効性要素を考慮して、RTAと非RTAトラフィックとが共存する無線ネットワークにおけるパケット遅延時間を最小化する。既存の技術は、多くのRTAパケットの適時性要件を満たす再送を実行することができない。
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。
CSMA/CA下での再送のフロー図である。 WLANデータフレームのデータフィールド図である。 WLAN ACKフレームのデータフィールド図である。 HE-SU PPDUフレームのデータフィールド図である。 2倍サイズの競合ウィンドウを使用したCSMA/CAにおける再送の通信シーケンス図である。 再試行制限に応答してパケットが破棄されるCSMA/CAにおける再送の通信シーケンス図である。 HE-MU PPDUフレームのデータフィールド図である。 HE-TB PPDUフレームのデータフィールド図である。 トリガフレームのデータフィールド図である。 トリガフレームの共通情報フィールドのデータフィールド図である。 トリガフレームのユーザ情報フィールドのデータフィールド図である。 MU-BARのトリガ依存型ユーザ情報フィールドのデータフィールド図である。 ブロックACK(BA)フレームのデータフィールド図である。 OFDMAシステムのダウンリンクでのCSMA/CAにおける再送の通信シーケンス図である。 OFDMAシステムのダウンリンクでのCSMA/CAにおける再送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、開放型システム間相互接続(OSI)モデルにおけるRTA及び非RTAトラフィック通信の階層的通信図である。 本開示の少なくとも1つの実施形態による、RTAトラフィック通信の事前ネゴシエーションを示す階層的通信図である。 本開示の少なくとも1つの実施形態による、送信側においてRTAパケットを識別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、RTAセッション識別内のフィールド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、APP層とMAC層との間のヘッダ情報交換を示す階層的通信図である。 本開示の少なくとも1つの実施形態による、受信側においてRTAパケットを識別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、パケット有効期限の満了が生じたことに応答してRTAパケットが破棄されることを示す通信シーケンス図である。 本開示の少なくとも1つの実施形態による、RTA制御フィールド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、HE-SU-RTAパケットフォーマット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、シングルユーザ(SU)モードにおける通知のためのRTA-ACK/NACKパケットフォーマット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、HE-MU-RTAパケットフォーマット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、RTA告知トリガフレーム内のフィールド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、RTA再送スケジュールフィールド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、RTA-BAパケットフォーマット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、シングルユーザモードでRTAパケット及び非RTAパケットを送信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、シングルユーザモードでRTAパケット及び非RTAパケットを送信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、シングルユーザ(SU)モードでのRTAパケット再送のフロー図である。 本開示の少なくとも1つの実施形態による、シングルユーザ(SU)モードでRTAパケット及び非RTAパケットを受け取るフロー図である。 本開示の少なくとも1つの実施形態による、シングルユーザ(SU)モードでRTAパケット及び非RTAパケットを受け取るフロー図である。 本開示の少なくとも1つの実施形態による、初期送信後の競合を伴わないRTAパケット再送を示す通信シーケンス図である。 本開示の少なくとも1つの実施形態による、初期送信失敗後の競合を伴わないRTAパケット再送を示す通信シーケンス図である。 本開示の少なくとも1つの実施形態による、競合ウィンドウの増加を伴わないRTAパケット再送を示す通信シーケンス図である。 本開示の少なくとも1つの実施形態による、シングルユーザ(SU)モードでの混合再送の通信シーケンス図である。 本開示の少なくとも1つの実施形態による、マルチユーザ(MU)ダウンリンクモードでRTAパケット及び非RTAパケットを送信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、マルチユーザ(MU)ダウンリンクモードでRTAパケット及び非RTAパケットを送信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、マルチユーザ(MU)ダウンリンクモードでRTAパケット及び非RTAパケットを受け取るフロー図である。 本開示の少なくとも1つの実施形態による、マルチユーザ(MU)ダウンリンクモードでRTAパケット及び非RTAパケットを受け取るフロー図である。 本開示の少なくとも1つの実施形態による、マルチユーザ(MU)ダウンリンクOFDMAでのRTAパケット再送の通信シーケンス図である。 本開示の少なくとも1つの実施形態による、マルチユーザ(MU)ダウンリンクOFDMAでのMU-BAR失敗の通信シーケンス図である。 本開示の少なくとも1つの実施形態による、マルチユーザ(MU)ダウンリンクOFDMAで非RTAパケットを即時再送しない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、マルチユーザ(MU)アップリンクモードでRTAパケット及び非RTAパケットを送信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、マルチユーザ(MU)アップリンクモードでRTAパケット及び非RTAパケットを送信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、マルチユーザ(MU)リンクモードでRTAパケット及び非RTAパケットを受け取るフロー図である。 本開示の少なくとも1つの実施形態による、マルチユーザ(MU)リンクモードでRTAパケット及び非RTAパケットを受け取るフロー図である。 本開示の少なくとも1つの実施形態による、マルチユーザ(MU)アップリンクOFDMAでのRTAパケットの即時再送の通信シーケンス図である。 本開示の少なくとも1つの実施形態による、マルチユーザ(MU)アップリンクOFDMAでのRTA-TF及びRTF-BAの失敗を示す通信シーケンス図である。 本開示の少なくとも1つの実施形態による、マルチユーザ(MU)アップリンクOFDMAでの非RTAパケット再送の通信シーケンス図である。
1.1.CSMA/CAシステムにおける再送スキーム
WLANシステムにおけるIEEE802.11は、無線局(STA)がパケット送信及び再送のためにチャネルにアクセスできるようにするキャリア検知多重アクセス衝突回避(CSMA/CA)を使用する。
図1に、CSMA/CA再送スキームの例を示す。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プロセスが実行される。バックオフ時間は、ゼロと競合ウィンドウ(CW)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、パケットの再送が必要である。そうでなければ、送信は上手くいったとみなされる。
再送が必要な場合、STAはパケットの再送回数をチェックし、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ない。そうでなければ、1又は2以上の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、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(CW制限)に達していない場合には、STAがCWを増やして実行は最上部に戻り、従ってSTAは、新たなサイズの競合ウィンドウ(CW)に応じて別のバックオフ時間を設定する。STAは、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2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ネットワーク割り当てベクトル(NAV)情報を含む。受信側アドレス(RA)フィールドは、フレーム受信者のアドレスを含む。送信側アドレス(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3に、通常のWLANシステムにおける肯定応答(ACK)データ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、フレームの受信側のアドレスを含む。
図4に、IEEE802.11axにおけるシングルユーザ送信に使用される、IEEE802.11axにおけるHEシングルユーザ(SU)PPDUフォーマットを示す。なお、PPDUは、物理層収束手順プロトコルデータユニット(Physical layer convergence procedure Protocol Data Unit)の略である。PPDUフレームは、PSDU+PHYヘッダ、及びプリアンブルを含む。HE-SU PPDUフレームは、(a)L-STF:非HT短期訓練フィールド、(b)L-LTF:非HT長期訓練フィールド、(c)L-SIG:非HT信号フィールド、(d)RL-SIG:繰り返し非HT信号フィールド、(e)HE-SIG-A:HE信号Aフィールド、(f)HE-STF:HE短期訓練フィールド、(g)HE-LTF:HE長期訓練フィールド、(h)データ(Data):PSDUを搬送するデータフィールド、及び(i)PE:パケット拡張フィールドを含む。
図5に、CSMA/CAでの再送に2倍サイズの競合ウィンドウを使用し、再送によってバックオフ時間が増加するシナリオを示す。データフレーム及びACKフレームは、それぞれ図2及び図3に示すフォーマットを使用する。これらのフレームは、図4に示すパケットフォーマットを使用してパケット化される。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、この例では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6に、CSMA/CAの再試行制限に起因してパケットが破棄されるシナリオを示しており、この例には、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ことを示す。再試行制限はRによって示す。データフレーム及びACKフレームは、それぞれ図2及び図3に示すフォーマットを使用する。これらのフレームは、図4に示すパケットフォーマットを使用してパケット化される。図6に示すように、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。しかしながら、どの再送も成功していない。(初期送信を含む)R回の再送後に、再送回数が再試行制限を上回る。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。
1.2.マルチユーザ送信
IEEE802.11などの無線ネットワークでは、マルチユーザ送信が利用可能である。IEEE802.11ax以降、ネットワークは、アップリンク及びダウンリンクモードの両方においてマルチユーザ送信をサポートしている。IEEE802.11axにおけるマルチユーザ送信はMIMOモード及びOFDMAモードを含み、これらは個別に又は共に利用することができる。
IEEE802.11axは、図1及び図2に示すようなマルチユーザ送信パケットフォーマットを使用してマルチユーザモードでデータを送信する。複数のユーザがマルチユーザ送信パケットを送信又は受信する場合、全てのユーザは、マルチユーザ送信パケットの同じ物理層収束プロトコル(PLCP)ヘッダを共有する。その後、各ユーザは、リソースユニット(RU)割り当て及びMCSなどを含む個別リソースブロックを使用して、マルチユーザ送信パケットによって搬送されるデータを送信又は受信する。
IEEE802.11axは、以下に列挙する異なるマルチユーザ送信シナリオにおいてパケットを送信するために複数のPLCPプロトコルデータユニット(PPDU)フォーマットを規定する。
図7に、ダウンリンクマルチユーザ送信に使用されるIEEE802.11axの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4に示すシングルユーザPPDUフォーマットと比較すると、各ユーザに個別リソースブロック割り当て情報を提供するHE-SIG-Bフィールドをフォーマットに追加する。
図8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9に、IEEE802.11axのトリガフレームフォーマットの内容を示す。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、フレームを送信したSTAのアドレスを含む。
図10には、全ての割り当てられたSTAのための情報を含む共通情報フィールドを示す。
図11には、各STAのための情報を含むユーザ情報(user Info)フィールドを示す。
共通情報(common info)フィールド及びユーザ情報フィールドは、各ユーザに個別リソースブロック割り当て情報を提供する。
図12には、マルチユーザ(MU)ブロックACK要求(BAR)のためのトリガフレーム内のトリガ依存型ユーザ情報フィールドを示す。図9に示すトリガフレームは、共通情報フィールドのトリガタイプを「2」に設定することによってマルチユーザブロックACK要求(MU-BAR)として送信することができる。トリガフレームがMU-BARである場合、トリガフレーム内の(図11に図示す)トリガ依存型ユーザ情報フィールドの内容は、図12に示す通りである。
図13に、通常のWLANシステムにおけるブロックACK(BA)フレームフォーマットの内容を示す。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。
図14に、OFDMAを使用するダウンリンクマルチユーザ送信の例として、OFDMAシステムのダウンリンクにおけるCSMA/CA再送スキームを示す。送信側APは、その受信側1、2、3及び4に、HE MU PPDUフォーマットを使用してデータを送信する。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べきであるかどうかを決定する。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する。第1の再送は、APがチャネルアクセス権を獲得した後に行われる。
図15に、OFDMAを使用するアップリンクマルチユーザ送信の例を示す、OFDMAシステムのアップリンクにおけるCSMA/CA再送スキームを示す。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割り当てられたリソースブロックを使用して初期送信を開始する。マルチユーザ送信パケットは、HE-TB PPDUフォーマットを使用する。APは、送信側から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からのデータを搬送する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する。その後、初期送信と同様に再送が進行する。
2.課題の記述
CSMA/CAを使用する現在の無線通信システムは、パケットがRTAパケットであるか、それとも非RTAパケットであるかを識別せず、CSMA/CAの下では、全てのパケットが同じ再送スキームを利用して処理される。CSMA/CAにおける再送スキームは、パケット衝突の可能性を抑えてパケットの遅延時間が主な関心事にならないことを目的とする。既存のIEEE802.11プロトコルについて説明した節に示すように、各再送では、パケット送信に著しい遅延をもたらす拡張競合ウィンドウを使用してSTAがチャネルのために競合する必要がある。
CSMA/CAにおける再送スキームは、パケットの適時性を考慮していない。既存のシステムについて示すように、送信側STAは、受信側STAによってパケットが受け取られるまで、又は再送が再試行制限を上回るまでパケットを再送する。しかしながら、RTAパケットには有効期限があり、この期限内に送信されなければならない。すなわち、RTAパケットは、一定時間内に送信又は再送される必要がある。
マルチユーザ送信でのCSMA/CAの再送スキームはさらに複雑である。RTAトラフィックと非RTAトラフィックとが同じマルチユーザ送信パケットに統合されることがある。マルチユーザ送信パケットがRTAトラフィック及び非RTAトラフィックの両方を含む場合、このパケットの再送はRTAトラフィックを含むことも又は含まないこともあり、これによって再送スケジュールが影響を受ける。OFDMAなどのマルチユーザ送信を使用する再送スキームは、パケット再送において柔軟性の高いリソース割り当てを行う。
3.本開示の寄与の概要
開示する技術を利用することにより、STAがRTAパケットと非RTAパケットと識別することができる。RTAパケットは所与の送信有効期限を有しているので、開示する技術はRTAトラフィックの適時性を考慮する。STAは、RTAパケットの有効期限に基づいてRTAパケットの再送をスケジュールする。
開示する技術は、RTAパケットの再送スキームを非RTAパケットから分離し、非RTAパケットにはCSMA/CAに規定される通常の再送スキームを使用する。
開示する技術は、チャネル競合時間を最小化するために、RTAトラフィックの即時再送スキームを規定する。いくつかの使用事例では、チャネル競合時間が完全に排除される。このスキームを使用することによってRTAパケットの遅延が低減される。
開示する技術は、OFDMAシステムと互換性がある。レート制御などの他の適応的機械を使用してリソースユニット(RU)割り当てを操作することにより、送信はより大きなダイバーシティ効果を獲得してパケット配信レートを改善する。
4.実施形態例
4.1.STAハードウェア構成
図16に、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に結合されたバス14にコンピュータプロセッサ(CPU)16及びメモリ(RAM)18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、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、宛先、アクセスポイント(AP)及びRTA局など)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16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、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に結合されたミリメートル波(mmW)モデム20を含むように構成されていることが分かる。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ていることが分かる。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、複数のビームパターンの組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。
従って、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ことが分かる。モデムは、物理信号の生成及び受信を行う少なくとも1つのRFモジュールに接続される。(単複の)RFモジュールは、周波数変換器、アレイアンテナコントローラ、及び必要に応じてその他の回路を含む。(単複の)RFモジュールは、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る。
4.2.検討されるSTAトポロジ例
図17に、開示する技術の目的を説明するのに役立つものとしてのネットワークトポロジ(シナリオ)例50を示す。限定ではなく一例として、この例では、会議室内に2つの基本サービスセット(BSS)から成る8つのSTAが存在するものと想定する。各STAは、同じBSS内の他のSTAと通信することができる。全てのSTAは、ランダムチャネルアクセスのためにCSMA/CAを使用する。第1のBSSには、アクセスポイント(AP)として動作するSTA0 52と、非AP局STA1 54、STA2 56、STA3 58及びSTA4 60とを示す。第2のBSSには、APであるSTA5 62と、STA6 64、STA7 66とを示す。
この例の全てのSTAは、低遅延通信を必要とするアプリケーション、及び最善努力型通信を利用するアプリケーションの両方をサポート(実行)していると考えられる。低遅延通信を必要とするアプリケーションから生成されるデータはリアルタイムアプリケーション(RTA)トラフィックと呼ばれ、送信側STAにおいてRTAパケットとしてパケット化される。また、非時間依存アプリケーションから生成されるデータは非RTAトラフィックと呼ばれ、送信側STAにおいて非RTAパケットとしてパケット化される。この結果、送信側STAは、RTAトラフィック及び非RTAトラフィックの両方を通信のために生成する。このネットワークトポロジ例の図には、STAの位置及びその送信リンクを示す。
STAは、非RTAパケットを送信する際には通常のCSMA/CAスキームに従うことができる。STAはRTAパケットを送信し、このパケットが衝突する時には最小限のチャネル競合でパケット送信をスケジュールする。開示する技術の1つの目的は、RTAトラフィックの遅延時間を低減することである。
4.3.STA層モデル
図18に、OSIモデルにおけるRTA及び非RTAトラフィック通信の実施形態例70を示す。この節では、トラフィック通信のためのSTA層モデルについて説明する。この例に示すように、STA1 72及びSTA2 74という2つのSTAは、RTAトラフィック及び非RTAトラフィック80、82を生成し、互いにRTAパケット84及び非RTAパケット86を通信する。以下、全体的プロセスについて説明する。
RTAトラフィック及び非RTAトラフィックは、いずれも送信側STAのAPP層76a、78aによって生成される。送信側STAのAPP層は、中間の層76b、78bを介して(通じて)RTAトラフィック及び非RTAトラフィックをMAC層76c、78cに受け渡す。MAC層76c、78c及びPHY層76d、78dは、MACヘッダ及びPLCPヘッダ内のさらなる信号フィールドをパケットに添付し、これらのパケットがネットワークのPHY層を介して送信される。
受信側STAは、これらのパケットをPHY層において受け取り、復号し、パケットが正しく復号された場合にはそのMAC層に送信し、その後に中間の層を通じて(介して)受信側STAのAPP層にデータが供給される。
4.4.RTAパケットと非RTAパケットとを識別する機構
開示する技術は、無線通信システム内のパケットをRTA又は非RTAのいずれかとして分類する。RTAパケットは、パケット再送に即時再送スキームを使用するのに対し、非RTAパケットは、通常のCSMA/CAスキームを使用することができる。この目的のために、STAは、MAC層においてRTAパケットと非RTAパケットとを識別する。本節では、このプロセスについて説明する。
図18に示すSTA層モデルによれば、送信側STAのMAC層は、上位層からのRTAトラフィックと非RTAトラフィックとを識別し、これらをそれぞれRTAパケット及び非RTAパケットにパケット化することができる。本節には、送信側STAが事前ネゴシエーションを使用してRTAトラフィックを識別する方法の詳細を示す。
図18に示すSTA層モデルによれば、送信側STAは、ネットワークのPHY層を介して受信側STAにパケットを送信する。受信側STAは、MAC層においてパケットを受け取ると、MACヘッダ又はPLCPヘッダに埋め込まれた情報に基づいて、RTAパケットと非RTAパケットとを識別することができる。本節では、受信側STAがPLCP又はMACヘッダ情報に基づいてRTAパケットを識別する方法についての詳細を示す。
RTAトラフィックは、データの有効性を保証するために所与の有効期限内に通信される必要がある。換言すれば、この有効期限の満了前にRTAトラフィックが受信側によって受け取られなかった場合、このRTAトラフィックは無効であり、廃棄することができる。STAは、PHY層を通じて送信するためにRTAトラフィックをRTAパケットにパケット化する。従って、RTAパケットは、送信のための有効期限も有する。本節では、STAがRTAパケットの有効期限の満了にどのように対処するかについての詳細を示す。
4.4.1.事前ネゴシエーション
多くの場合、RTAは、接続型通信と同様に定期的にトラフィックを生成する。STA間のアプリケーションによって確立されるRTA接続型通信は、RTAセッションと呼ばれる。STAは、ネットワーク内に複数のRTAセッションを有することができる。本開示による各STAは、これらのRTAセッションを適正に管理することができる。
RTAセッションがRTAトラフィックの送信を開始する前には、接続を確立するために送信側STAと受信側STAとの間で事前ネゴシエーションが行われる。事前ネゴシエーション中、送信側STA及び受信側STAは、送信側のMAC層におけるRTAトラフィックと受信側のMAC層におけるRTAトラフィックとを識別するために使用できるRTAセッション識別情報と共にRTAセッションを記録する。
図18に示すように、送信側においてAPP層がMAC層にトラフィックを受け渡す場合、中間の層がトラフィックにヘッダ情報を追加する。送信側STAのMAC層は、上位層からトラフィックを受け取ると、上位層からヘッダ情報を抽出して、事前ネゴシエーションによって作成されたRTAセッション記録を調べる(検索する)。ヘッダ情報が記録内の1つのRTAセッションに一致した場合、このトラフィックはRTAであり、そうでなければこのトラフィックは非RTAであるとみなされる。テーブル1に、RTAトラフィックを識別するために使用できるヘッダ情報をリストする。本節では、事前ネゴシエーションの詳細について説明する。
受信側STAは、事前ネゴシエーションの結果に従って、時間、周波数及びその他の指標などのパケット送信のためのチャネルリソースによってRTAパケットと非RTAパケットとを分類することもできる。RTAパケットのために許可されたチャネルリソースを使用してパケットが受け取られた場合、STAはこれをRTAパケットとして識別する。そうでなければ、このパケットは非RTAパケットである。このシナリオは、4.6.2.2節で説明するようにパケットがマルチユーザアップリンクモードで送信される際に使用される。
図19に、送信側100及び受信側102におけるRTAトラフィックパケットのための事前ネゴシエーションの実施形態例90を示す。なお、1つの事前ネゴシエーションは1つのRTAセッションを確立し、このRTAセッションによって生成される全てのRTAパケットに使用することができると理解されたい。この図には、図18に示すようなSTA層モデルにおける2つのSTA間でRTAセッションを確立するための事前ネゴシエーションを示す。図示のように、送信側STA92は、層APP96a、中間の層96b、MAC層96c及びPHY層96dを有し、受信側STA94は、同じ層APP98a、中間の層98b、MAC層98c及びPHY層98dを有する。以下、事前ネゴシエーションのプロセスについて説明する。
図19を参照すると、以下のステップが見られる。送信側92のAPP層96aが、リソース(例えば、時間、チャネル)ネゴシエーションを要求する(104)。従って、送信側STAではAPP層がRTAセッションを開始し、そのRTAトラフィック送信のために、時間及び帯域幅などのチャネルリソースのネゴシエーションを要求する。このネゴシエーション要求は、APP層の管理エンティティからMAC層内に存在する管理エンティティに送信される。
送信側STAのMAC層は、上位層からネゴシエーション要求を受け取って、自機側のリソースの利用可能性をチェックする(106)。また、送信側STAのMAC層は、上位層によって提供される、セッション内のRTAトラフィックを識別するためのRTAセッション識別情報を記録する。識別情報の記録は、テーブル1にリストされるTCP/UDPポート番号、サービスタイプなどの情報から選別することができる。リソースが利用可能でない場合、送信側STAのMAC層は上位層からの要求を拒否し、又は上位層と再ネゴシエートすることができる。
送信側STAのMAC層は、利用可能なリソースを発見した場合、受信側STAのMAC層にネゴシエーション要求フレームを送信する(108)。このネゴシエーションフレームは、受信側が記録して後で使用できるようにRTAセッションの識別情報を含む。このネゴシエーションフレームは、4.5.2節に示すパケットフォーマットと同様のものである。
受信側STAのMAC層は、ネゴシエーション要求フレームを受け取った後に、MAC層内の管理エンティティからAPP層内の管理エンティティにネゴシエーション要求を送信することによって、最初にそのAPP層にRTAパケットを受け取る準備を整えるように通知する(110)。APP層がRTA送信に利用可能でない場合、このネゴシエーションは失敗することがある。
受信側のAPP層は、その層におけるリソースの利用可能性を許可し、この情報をAPP層内の管理層からMAC層内に存在する管理エンティティに送信する(112)。
次に、受信側STAのMAC層は、自機側のリソース利用可能性をチェックする(114)。リソースが利用可能でない場合、MAC層は拒否又は再ネゴシエートすることができる。受信側STAのMAC層は、自機側の全てのネゴシエーション情報を収集して送信側のMAC層に報告する(116)。
送信側のMAC層は、ネゴシエーション結果を受け取ってそのAPP層に転送する(118)。ネゴシエーションが成功した場合、APP層は、両STAによって許可されたリソースを使用してRTAトラフィックを送信し始めることができる。
送信側STAのMAC層は、事前ネゴシエーションによって作成されたRTAセッション記録に従って、上位層からのヘッダ情報によってRTAトラフィックと非RTAトラフィックとを識別する。APP層がRTAトラフィックを生成すると、このRTAトラフィックは、中間の層によって提供されるヘッダ情報と共にそのMAC層に受け渡される。送信側STAは、事前ネゴシエーションによって作成されたRTAセッションを調べることによって、このヘッダ情報を使用してRTAトラフィックを識別し、このRTAトラフィックをMAC層においてRTAパケットにパケット化することができる。
図20に、送信側においてRTAパケットトラフィックを識別する実施形態例130を示す。ルーチンが開始し(132)、送信側STAのMAC層が上位層からトラフィックを受け取る(134)。MAC層は、上位層によって埋め込まれた、RTAトラフィックを識別するための情報を抽出し(136)、サービスタイプ及びTCP/UDPポート番号などの上位層のヘッダ情報をチェックする。
送信側STAのMAC層は、上位層からのヘッダ情報と、事前ネゴシエーションによって作成されたRTAセッション記録とを比較する(138)。ヘッダ情報についてチェック140を行う。上位層からのヘッダ情報が記録内の1つのRTAセッションに一致する場合には、ブロック144に到達してトラフィックがRTAトラフィックであると判定し、そうでなければブロック142に到達して、トラフィックが非RTAトラフィックであると判定する。その後にプロセスは終了する(146)。
4.4.2.パケットヘッダ情報
図21に、RTA識別情報フォーマットの実施形態例150を示す。送信側STAは、RTAパケットを生成すると、PLCP又はMACヘッダ内にさらなる信号フィールドを追加する。さらなる信号フィールドがRTAセッション識別情報を含む場合、受信側STAは、PLCP又はMACヘッダ内のRTAセッション識別情報を使用して、MAC層においてRTAパケットと非RTAパケットとを区別することができる。図には、RTAセッション識別情報の一例を示す。
図22に、APP層とMAC層との間のヘッダ情報交換180、182の実施形態例170を示す。送信側STA172は、APP層176a、中間の層176b、MAC層176c及びPHY層176dを有することが分かる。受信側STA174は、同じ層であるAPP層178a、中間の層178b、MAC層178c及びPHY層178dを有することが分かる。
この図には、STA層モデルにおける2つのSTA間でこのプロセスがどのように作用するかについての詳細を示す。送信側STAのAPP層は、RTAトラフィックを生成して(184)MAC層に受け渡す。トラフィックは、中間の層を通じて受け渡される際に、サービスタイプフィールド及びTCP/UDPポート番号などのヘッダ情報を追加される。
送信側STAのMAC層は、上位層からRTAトラフィックを受け取ると、トラフィックからサービスタイプ及びTCP/UDPポート番号などのヘッダ情報を抽出する。MAC層は、先行技術によって作成されたRTAセッション記録を調べることによって、トラフィックがRTAであることを識別する(186)。
次に、送信側STAのMAC層は、トラフィックをRTAパケット180にパケット化し、サービスタイプ及びTCP/UDPポート番号をRTAセッション識別情報としてMACヘッダ又はPLCPヘッダに埋め込む。RTAセッション識別情報の一例については図21に示した。次に、送信側STAは、受信側STAにRTAパケットを送信し(188)、受信側STAはパケット182を受け取る。
受信側STAは、そのMAC層においてRTAパケットを受け取ると、PLCP又はMACヘッダ内のRTAセッション識別情報に基づいてRTAパケットを識別することができる(189)。
図23に、受信側のMAC層においてRTAパケットを識別するプロセスの実施形態例190を示す。プロセスが開始し(192)、受信側がPHY層においてパケットを受け取る(194)。図22で説明したように、RTAパケットのMACヘッダ又はPLCPヘッダは、RTAセッションの識別情報を含む。再び図23を参照して、識別情報が存在するかどうかを判定するチェックを行う(196)。識別情報が存在する場合、実行はブロック200に進み、受信側STAはパケットをRTAパケットであると判定する。一方で、情報が存在しない場合、実行はブロック196から198に進み、パケットは非RTAであると判定される。その後にプロセスは終了する(202)。
4.4.3.RTAパケットの有効期限満了
図6に示すように、そもそもパケットは、そのパケットの送信回数が再試行制限を上回った時に送信を停止する。その後、このパケットは破棄される。対照的に、RTAパケットは、限られた送信有効期限を有する。RTAパケットの有効期限が満了すると、このRTAパケットの再送は停止してパケットが破棄される。
RTAトラフィックは、パケット(トラフィック)の情報が有効とみなされる時間を表す有効期限を有する。RTAパケットの有効期限は、パケットが受信側STAによって受け取られた時に、パケットによって搬送されるRTAトラフィックが有効であることを保証するために使用される。従って、RTAパケットの有効期限は、RTAトラフィックの有効期限よりも長くすべきではない。最も単純な事例では、これらの2つの有効期限を同じ値に設定することができる。
図24に、とりわけパケット有効期限の満了によってRTAパケットの再送がスケジュールされなかった場合にパケット有効期限の満了によってRTAパケットが破棄される実施形態例210を示す。この図には、送信側STA212及び受信側STA214を示す。送信側STAは、RTAパケットを送信する際に、このパケットを送信するための有効期限を設定する(216)。初期送信が見られる(218)。この図では、値G1が短フレーム間隔(short interframe spaces: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。送信側STAは、いずれかのRTAパケットの再送を実行する前に、パケットの有効期限が満了しているかどうかをチェックする。有効期限が満了している場合には再送がスケジュールされず、このパケットは破棄される。この例では、送信側が事象220と222との間の期間213(G2+G3)の後にバックオフ214を実行し、パケット有効期限が満了していないので、STAが第1の再送216を送信する。その後、送信側はパケット有効期限をチェックし、この例では満了していることが判明し(218)、従って再送を停止してパケットを破棄する。
受信側では、パケット有効期限が満了する前にRTAパケットをバッファに記憶することができる。パケット有効期限が満了すると、もはやパケット内のRTAトラフィックは有効でないので、受信側はこのパケットをバッファから削除すべきである。
4.5.RTAパケットフォーマット
4.5.1.RTAパケット制御フィールド
RTA制御フィールドは、RTAパケット、事前ネゴシエーション及び再送スケジュールを識別するために使用することができる。即時再送スキームでは、RTA制御フィールドが3つの目的で使用される。
受信側STAは、RTA制御フィールド情報に基づいて受信パケットの正確性を送信側STAに通知するためにACK又はNACKを送信することができる。RTA制御フィールドは、RTAパケットの再送スケジュール情報を含む。RTA制御フィールドは、RTAパケットに使用されるハイブリッド自動再送要求(ハイブリッドARQ又はHARQ)のタイプを決定する。パケットが複数回送信(すなわち再送)される場合、受信側STAは、複数のパケット送信の受信信号をバッファに記憶することができる。HARQは、同じパケットIDを有するパケットの受信信号にエラー検出及び補正法を適用してパケットを正常に復号する。
図25に、以下のサブフィールドを有するRTAフィールドの内容の実施形態例230を示す。(a)長さ(Length)は、RTA制御フィールドの長さである。(b)発信元アドレス(Source address)は、送信側STAのアドレスである。(c)宛先アドレス(Destination address)は、受信側STAのアドレスである。宛先アドレスは、受信側STAのアドレス、AID、又は他のタイプの識別情報とすることもできる。(d)パケットID(Packet ID)は、パケットの識別である。同じパケットIDを有するパケットは、これらのパケット内で同じRTAトラフィックを搬送する。(e)通知要求(Notification request)は、送信側STAによって通知が要求されているかどうかについての1ビット指示である。このビットが第1の状態(例えば、論理「1」)に設定されると、パケット送信の終了後に通知が要求され、受信側STAが送信側STAに通知を返送してパケット送信の正確性を報告し、そうでなければこのビットは第2の状態(例えば、論理「0」)に設定される。(f)この例では1ビットフィールドであるフィールドはさらなる再送(More Retransmission)と呼ばれ、この送信後に別の再送がスケジュールされているかどうかを示す。このビットを第1の状態(例えば、論理「1」)に設定すると、再送が存在することが示され、そうでなければこのビットは第2の状態(例えば、論理「0」)に設定される。(g)トラフィックタイプ(Traffic type)は、トラフィックのタイプがRTAトラフィック、非RTAトラフィック又は他のタイプのトラフィックであることを示す。(h)RTAセッションID(RTA session ID)は、表1にリストする情報を使用できるRTAセッションの識別情報である。(i)優先値(Priority value)は、RTAトラフィックの優先度を示す。(j)帯域幅要件(Bandwidth requirement)は、RTA送信のために必要な帯域幅を示す。(k)パケット有効期限(Packet Lifetime)は、このパケットの満了時間までの有効期限を示す。(l)周期(Periodic Time)は、RTAトラフィックがパケットを生成する周期である。(m)HARQタイプ(HARQ type)は、使用されるハイブリッドARQ(HARQ)タイプの指示である。このフィールドを設定することによってHARQ動作を無効にすることもできる。
送信側STAは、受信側STAにRTAパケットの到着及びその再送スキームを通知するRTA制御フィールドを送信する。STA間でRTA制御フィールド情報を交換する方法は2つ存在する。
RTA制御フィールドは、RTAデータパケットのPLCPヘッダによって搬送される。RTA制御フィールドは、RTAデータパケットを送信する前にトリガフレームによって送信される。送信側STAは、RTA制御フィールドをRTAパケットのPLCPヘッダに埋め込むことができる。PLCPヘッダを使用する利点は、受信側STAがRTA制御フィールドを正常に復号する最も高い確率が得られる点である。この理由は、送信中の雑音及び干渉に対するPLCPヘッダの許容力(resilience)が最良なためである。PLCPヘッダにRTA制御フィールドを埋め込むことにより、受信側は、たとえMACフレームを正常に復号できない場合でもRTA制御情報を取得できることが多い。
4.5.2.シングルユーザデータパケット
図26に、シングルユーザモードにおけるRTAデータ送信のためのHE-SU-RTAパケットフォーマットの実施形態例250を示す。フィールドL-STF、L-LTF、L-SIG、RL-SIG、HE-SIG-A、HE-STF、HE-LTF、PEは、図4に示す通常のHE-SU PPDUフォーマットと同一である。通常のフォーマットでは、HE-SIG-A1のビット14が予約されて第1の状態(例えば、論理「1」)に設定される。この事例では、このビットがRTA-SIGフィールドの存在を示す第2の状態(例えば、論理「0」)に設定されている。シングルユーザモードでは、RTA-SIGフィールドがRTA制御フィールドを1つしか含まない。データフレームは、図2に示すものと同じフォーマットを使用する。
4.5.3.シングルユーザ通知パケット
図27に、シングルユーザモードにおける通知のためのRTA-ACK/NACKパケットフレームフォーマットの実施形態例270を示す。シングルユーザモードでは、このパケットフォーマットが、RTAシングルユーザデータパケット送信の正確性を報告するための通知パケットとして使用される。
フィールドL-STF、L―LTF、L-SIG、RL-SIG、HE-SIG-A、HE-STF、HE-LTF、PEは、図4に示す通常のHE-SU PPDUフォーマットと同一である。(a)フレーム制御フィールドは、フレームのタイプを示す。(b)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。(c)RAフィールドは、フレームの受信者のアドレスを含む。(d)NACK(否定応答)指示フィールドは、通知フレームがACKであるか、それともNACKであるかについての1ビット指示である。ビットを第1の状態(例えば、論理「1」)に設定すると、通知フレームがNACKであってパケットが正しく受け取られていないことを示し、そうでなければ、このビットは、通知フレームがACK(肯定応答)であることを示す第2の状態(例えば、論理「0」)に設定される。
4.5.4.マルチユーザデータパケット
図28に、マルチユーザダウンリンクモードでマルチユーザ送信パケットを送信するためのHE-MU-RTAパケットフォーマットの実施形態例290を示す。フィールドL-STF、L-LTF、L-SIG、RL-SIG、HE-SIG-A、HE-SIG-B、HE-STF、HE-LTF、PEは、図7に示す通常のHE-MU PPDUフォーマットと同じである。なお、HE-SIG-Bフィールドは、各ユーザに個別リソースブロック割り当て情報を提供する。通常のフォーマットでは、HE-SIG-A2のビット7が予約されて第1の状態(例えば、論理「1」)に設定される。この事例では、このビットが、RTA-SIGフィールドの存在を示す第2の状態(例えば、論理「0」)に設定されている。
マルチユーザモードでは、RTA-SIGフィールドが複数のRTA制御フィールドを含む。RTA制御フィールドの数は、RTA-SIGフィールド内のRTA制御フィールドの数を示す。データフレームは、図2に示すものと同じフォーマットを使用する。このデータフレームは、各ユーザのためのRTAトラフィック及び非RTAトラフィックを搬送する。
4.5.5.RTA告知トリガフレーム
1つのSTAは、RTAトラフィックを搬送するマルチユーザ送信パケットを送信するためにチャネルアクセス権を獲得すると、RTAパケットを送信する前に他のSTAにRTA告知トリガフレーム(RTA announcement trigger frame:RTA-TF)を送信することができる。RTA-TFは、後続するRTAパケット送信の受信ルールをSTAに通知するためのRTA制御情報を含む。
図29に、マルチユーザモードにおけるRTAデータ送信のためのRTA告知トリガフレーム(RTA-TF)の実施形態例310を示す。図示のように、RTA-TFは、そのMACフレームにRTA制御フィールドを埋め込む。RTA-TFは、パケットの再送スケジュールを搬送することができる。RTA-TFは、特定のRTAセッションからのRTAトラフィックを要求するために使用することができる。受信側STAは、RTAセッション情報(例えば、RTA制御フィールド内のRTAセッションIDフィールド)を解析することによって、特定のRTAセッションからのRTAトラフィックを要求する。
RTA-TFによって搬送される再送スケジュールは、同じチャネルアクセス期間内のRTAパケット再送についてのみ有効であり、従ってSTAが競合してRTAトラフィックのチャネルアクセス権を獲得する度にRTA-TFが再送されるようになる。
RTA制御フィールドを含む再送スケジュールは、RTAパケット送信の前に送信されるので、RTAパケットは、図8に示す通常のHE-TBパケットフォーマットを使用することができる。4.4.1節で説明したように、受信側STAは、RTAセッションのために認められたチャネルリソースを使用して受け取られたパケットをRTAパケットであると見なす。フィールドL-STF、L-LTF、L-SIG、RL-SIG、HE-SIG-A、HE-STF、HE-LTF、PEは、図8に示す通常のHE-TB PPDUフォーマットと同一である。
RTA告知フィールドは、パケットのMACフレームを表す。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ネットワーク割り当てベクトル(NAV)情報を含む。RAフィールドは、フレーム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。以下のフィールドは、パケットの初期送信スケジュールを表す。
共通情報フィールド及びユーザ情報フィールドは、それぞれ図10及び図11と同一である。これらの2つのフィールドは、個別リソースブロック割り当て情報を含む。RTA制御フィールドの数は、このフィールドの後のRTA制御フィールドの数を示す。RTA制御フィールドについては図25に示している。
図30に、RTA再送スケジュールフィールドの実施形態例330を示す。再送フィールド数は、このフィールドに含まれる再送スケジュールの数を示す。再送スケジュールフィールドは、毎回の再送スケジュールを提供する。フィールド内の長さ値は、スケジュールフィールドの長さを示す。共通情報フィールド及びユーザ情報フィールドは、それぞれ図10及び図11に示すものと同一である。RTA制御フィールド数は、このフィールドの後のRTA制御フィールドの数を示す。RTA制御フィールドについては図25に示している。
RTA-TFは、フレームのRTA制御フィールドの発信元アドレスフィールド及び宛先アドレスフィールドを解析することによって、RTAパケット送信が送信側からのものであるか、それとも受信側からのものであるかを示すことができる。受信側がRTA-TFを送信する場合には、送信側のみがRTA告知フィールド内の送信及び再送スケジュールに従ってパケットを送信する必要がある。送信側は、RTA-TFを送信する場合、受信側からACKを受け取るまで待機した後に、RTA告知フィールド内の送信スケジュールに従ってRTAパケットを送信する。
4.5.6.マルチユーザ通知フレーム
少なくも1つの実施形態では、STAがRTA-TF内の送信及び再送スケジュールを終了した後にさらなる再送をスケジュールする必要がある場合、図30に示すRTA再送スケジュールがブロックACKフレームに埋め込まれる。
図31に、RTAブロックACKフレーム(RTA-BA)の内容の実施形態例350を示す。フィールドL-STF、L-LTF、L-SIG、RL-SIG、HE-SIG-A、HE-STF、HE-LTF、PEは、図8に示す通常のHE-TB PPDUフォーマットと同一である。RTA BAフィールドは、パケットのMACフレームを表す。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。
4.6.即時再送スキーム
本節では、RTAトラフィックと非RTAトラフィックとが共存してシングルユーザモード及びマルチユーザモードの両方を考慮するシナリオにおけるパケット送信及び再送プロセスについて説明する。
4.6.1.シングルユーザモード
4.6.1.1.SUモードにおけるRTAパケット送信のフローチャート
図32A及び図32Bに、シングルユーザモードにおいてSTAに即時再送スキームが適用される際に送信側STAが行う動作の実施形態例370を示す。シングルユーザモードでパケットを送信するプロセスが開始(372)した後に、最初にSTAのMAC層が上位層からのトラフィックの到着を待つ(374)。次に、プロセスは、パケット送信のためのチャネルアクセス権を獲得するためにクリアチャネル評価プロセスを実行する(376)。送信側STAのMAC層は、パケットを送信する前に、上位層からのヘッダ情報をチェックすることによって、トラフィックがRTAであるか、それとも非RTAであるかを識別する(378)。このプロセスは、例えば図20に示すフローチャートに従うことができる。ヘッダ情報が、事前ネゴシエーションによって作成された既存のRTAセッション記録のうちの1つに一致する場合、このトラフィックはRTAトラフィックとみなされる。ヘッダ情報がいずれの既存のRTAセッションにも一致しない場合、このトラフィックは非RTAトラフィックとみなされる。
ブロック380のチェックによってトラフィックが非RTAであると判定された場合、実行はブロック388に進み、送信側STAは、通常のHE-SUパケットフォーマットを使用して通常のCSMA/CAスキームに従ってパケットを送信した後に、図32Bのブロック398においてルーチンを終了する。トラフィックがRTAである場合、実行は図32Aのブロック380からブロック382に進み、送信側STAは、トラフィックを送信するためにHE-SU-RTAパケットを生成する。送信側STAは、HE-SU-RTAパケットを生成する際に、PLCPヘッダのRTA制御フィールド内のパラメータを設定する。次に、送信側STAは、初期送信の直後にこのRTAパケットを複数回再送するかどうかを決定する(384)。
送信側STAがパケットを複数回送信すると決定した場合、実行はブロック386に進んで、送信側STAは、受信側STAが再送スケジュールを知ることができるように各再送のPLCPヘッダのRTA制御フィールド内のパラメータをリセットし、実行は図32Bのブロック400に進む。例えば、最後の再送を除く全ての送信では、さらなる再送フィールドが「1」に設定されて通知要求フィールドが「0」に設定される一方で、最後の再送のさらなる再送フィールドは「0」に設定される。最後の再送の通知要求フィールドは、送信側STAによって行われた決定に基づいて設定される。送信側STAは、図32Bのブロック400において、PLCPヘッダ内のRTA制御フィールド情報の設定に従って、最後のパケット再送が終了するまで受信側STAからの通知を待たない。一方で、図32Aのブロック384において複数回送信しないと決定された場合、実行は図32Bのブロック390に進んで送信側STAは初期パケット送信を終了する。
いずれのRTAトラフィックの場合でも、実行はブロック390又は400からブロック392に進み、複数の送信又は初期送信のいずれかの後に、送信側STAが通知を、すなわちRTA-ACK又はRTA-NACKを待つかどうかを判定する。この情報は、HE-SU-RTAパケットの最後の送信において通知要求フィールドを設定することによって、送信側と受信側との間で共有することができる。送信側STAが通知を待たない場合、このパケットの送信は終了し、処理は終了398に到達する。そうでなければ、送信側STAは、受信側STAからの通知を待ってからブロック394に進み、送信側STAがタイムアウト前にRTA-ACKを受け取ったかどうかを判定する。送信側STAがRTA-ACKを受け取った場合にはパケット送信が成功しており、実行は終了398に到達して再送は不要である。一方で、STAがACKを受け取っていない場合には、ブロック396に到達してRTAパケットの有効期限をチェックする。パケット有効期限が満了している場合、再送は不要であり、パケットが破棄されて処理は終了する(398)。そうでなければ、ブロック402に到達して最小競合時間での再送がスケジュールされ、その後に実行はブロック392に戻る。
図33に、シングルユーザモードにおけるRTAパケットの再送スキームの実施形態例410を示す。この図では、図32Bのブロック402に示すものと同じHE-SU-RTAパケットフォーマットを使用してRTAパケットの再送をスケジュールする方法の詳細について説明する。プロセスが開始し(図33の412)、RTA-NACKが受け取られたかどうかをチェックする(414)。タイムアウト前にRTA-NACKが受け取られなかった場合、送信側STAは、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し、バックオフ時間の量を決定する競合ウィンドウ(CW)は、通常のCSMA/CAスキームと同様に増加せずに減少することができる。次に、送信側STAは、競合ウィンドウサイズに従ってバックオフ時間にわたって待機し(416)、その後に実行はブロック418に到達する。ブロック414においてRTA-NACKが受け取られたと判定された場合には、送信側STAがチャネルを占有し続けるので、実行は直接ブロック418に進み、従って送信側STAは、チャネル競合を伴わずに即座にRTAパケットを再送する。
送信側STAは、チャネルアクセス権を獲得した後に、最後の再送後に通知が必要であるかどうかを判定する(418)。この情報は、図25を参照して説明したように、RTA制御フィールド内の通知要求フィールドを設定することによって最後の送信のPLCPヘッダに埋め込むことができる。次に、送信側STAは、パケットを複数回再送するか、それとも1回だけ再送するかを決定する(420)。送信側STAが複数回再送すると決定した場合、実行はブロック422に到達し、STAは各再送パケットのPLCPヘッダ内のRTA制御フィールドのパラメータをリセットする。次に、ブロック424において、送信側STAは、最後のパケット再送が終了するまで受信側STAからの通知を待たず、最後の1回を除く全ての再送では、さらなる再送フィールドが「1」に設定され、通知要求フィールドが「0」に設定される。最後の再送のさらなる再送フィールドは「0」に設定される。最後の再送の通知要求フィールドは、ブロック418で行われた判定に基づいて設定される。プロセスは、ブロック426において終了する。
一方で、ブロック420においてSTAが1回再送を行うと決定した場合、ブロック428においてPLCPヘッダのRTA制御フィールド内のパラメータを再送のために設定し、その後にチャネル競合を行わずにパケットを再送して(430)処理は終了する(426)。再送の通知要求フィールドは、ブロック418で行われた判定に基づいて設定される。
図34A及び図34Bに、シングルユーザモードでRTAパケット及び非RTAパケットを受け取るプロセスの実施形態例450を示す。この図では、STAがシングルユーザモードでパケットを受け取る(452)方法の詳細について説明する。送信側STAは、RTAパケットを送信する際に、図26に示すようなHE-SU-RTAパケットフォーマットを使用してPLCPヘッダにRTA制御フィールド情報を埋め込む。受信側STAは、このパケットをシングルユーザモードで受け取ると、最初にPHY層のパケットのPLCPヘッダを検出する(図34Aの454)。受信側STAは、図23で説明したプロセスに基づき、パケットのPLCPヘッダ内のRTA制御フィールドの存在に従って、このパケットがRTAであるか、それとも非RTAであるかを識別する(456)。RTA制御フィールドが存在しない場合、パケットは非RTAパケットであると判定されて(458)実行はブロック468に到達し、通常のCSMA/CAスキームに従ってパケットが受け取られて実行は終了する(図34Bの478)。
一方で、RTA制御フィールドが存在する場合、ブロック458においてパケットはRTAパケットであると判定されて実行はブロック460に到達し、STAは、PLCPヘッダ内のRTA-SIGフィールドからRTA制御フィールド内の情報を抽出する。STAは、発信元及び宛先アドレスに従って、自機がパケットの対象の受信側であるかどうかを判定する(462)。STAが対象の受信側でない場合、プロセスは終了して(図34Bの478)パケットを破棄する。
一方で、図34Aのブロック462において受信側STAが対象の受信側であると判定された場合には、ブロック464においてRTA制御フィールド内のHARQタイプフィールドを解析して、このパケットの復号にどのタイプのHARQが使用されているかを判定するが、このステップではHARQが無効にされていることもある。受信側STAは、HARQのタイプが分かると、そのパケットの以前の送信でのHARQを適用してパケットを復号(466)した上で、図34Bのブロック470に到達する。このパケットの以前の送信は、バッファに記憶されている。これらは、現在の送信パケットのものと同じパケットIDを有する。
受信側STAは、パケットを復号した後に、RTA制御フィールド内の通知要求フィールドをチェックする(図34Bの470)。RTA制御フィールド内で通知要求フィールドが「1」に設定されていることが判明した場合には、パケットが正しく受け取られたかどうかをチェックする(472)。正しく受け取られていた場合には、ブロック474において送信側STAにRTA-ACK通知を返送し、バッファからパケットを破棄(476)した上で処理は終了する(478)。
一方で、ブロック472においてパケットが正しく受け取られなかったと判定された場合、受信側STAは、RTA-NACKを送信して(480)パケットの有効期限をチェックする(482)。パケット有効期限が満了している場合、実行はブロック476に進み、受信側STAがバッファからパケットを破棄した上で終了する(478)。一方で、ブロック482においてパケット有効期限が満了していないと判定された場合には、パケットを将来的に復号できるようにバッファに記憶して(484)処理は終了する。
ブロック470に戻り、RTA制御フィールド内の通知要求フィールドが「0」に設定されている場合、受信側STAは通知を送信せずに、RTA制御フィールド内のさらなる再送フィールドをチェックする(486)。さらなる再送が存在すると判定された場合にはブロック484に到達して、パケットを将来的に復号できるようにバッファに記憶する。一方で、さらなる再送が存在しない場合、実行は上述したようにブロック482に到達し、パケット有効期限をチェックして、バッファからパケットを破棄するか、それともパケットをバッファに記憶するかを決定する。
4.6.1.2.実施例
本節では、シングルユーザモードにおけるRTAパケットの再送スキームのプロセスについて説明する複数の実施例を示す。これらの全ての実施例は、図17に示すネットワークトポロジを使用する。RTAパケットは、図26に示すようなHE-SU-RTAパケットフォーマットを利用することができる。通知パケットは、図27に示すようなRTA-ACK/NACKパケットフォーマットを使用することができる。
図35に、初期送信後に競合を伴わずに実行されるRTA再送プロセスの実施形態例490を示す。従って、この図には、初期送信がシングルユーザモードで実行された後のRTAパケットの即時再送を示す。この図には、STA5(AP)である送信側492と、STA6である受信側494との間の通信を示す。
このシナリオは、図32A及び図32Bの384、386、400、392及び394に示すようにSTAがRTAパケットを複数回再送すると決定した時に発生する。送信側STAは、各再送パケットのPLCPヘッダ内のRTA制御フィールドのパラメータをリセットし、この結果、最後の送信まで通知を待つことなくパケットを再送する。最後のパケット再送後に通知が要求され、RTA-ACKを受け取った後に送信が終了する。なお、STAが複数回連続してRTAパケットを送信する場合には、初期RTA送信と第1のRTA再送との間などの2つの連続するパケット送信間にSIFSなどのフレーム間隔を追加することができると理解されたい。
送信側STAは、RTAパケットを送信するために、図26に示すようなHE-SU-RTAフォーマットを使用する。RTAパケットのPLCPヘッダには、再送スキームを制御するRTA制御フィールド情報が埋め込まれる。
図35の例では、初期RTA送信496及び第1のRTA送信498が、現在の送信後にさらなる再送が続いて通知が要求されていないことを示すために、RTA制御フィールド内で通知要求フィールドを「0」に設定してさらなる再送フィールドを「1」に設定する。第2のRTA送信500は、これ以上さらなる再送が後続せずに通知が要求されていることを示すために、通知要求フィールドを「1」に設定してさらなる再送フィールドを「0」に設定する。受信側STAは、これらのフィールドの情報に従って、第2のRTA送信500の終了502まで送信側STAに通知を返送しない。
受信側STAは、RTA制御フィールド内の発信元アドレス及び宛先アドレスに従って、自機が対象の受信側であるかどうかを判定してパケット送信信号をバッファに記憶する。なお、RTA制御フィールド内の有効期限が満了している場合、これらのパケット送信信号はバッファから除去される。
受信側STAは、パケットPLCPヘッダのRTA制御フィールドに埋め込まれたHARQタイプフィールドに従って、RTA制御フィールド内のパケットIDが同じである3つのパケット送信の受信信号を使用してパケットを復号することができる。
次に、この例に示すように、受信側STAは、短フレーム間隔(SIFS)G1 506後に時点504においてRTA-ACKフレームを送信して(508)、第2のRTA送信500によって要求されたパケット送信の正確性を報告する。パケットがエラーを有する場合、受信側STAは代わりにRTA-NACKフレームを送信する。
図36に、初期送信が失敗した後の競合を伴わないシングルユーザモードでの即時RTA再送の実施形態例510を示す。この例では、STA5(AP)として例示する送信側512と、STA6として例示する受信側514との間で、通知フィードバックに従ってRTAパケット再送がどのように動的にスケジュールされるかについて説明する。
RTAパケットは、RTAパケット送信のために、図26に示すようなHE-SU-RTAパケットフォーマットを使用する。RTAパケットのPLCPヘッダには、再送スキームを制御するRTA制御フィールド情報が埋め込まれる。初期RTA送信は、図32A及び図32Bの(390、392、394、396及び402)に示すフローチャートに従う。
再び図36を参照すると、送信側STAが初期送信を送信して(516)終了する(518)。受信側は、遅延G1 522の後に通知を送信し始める(520)が、RTA-ACKの代わりにRTA-NACKを送信して(523)送信を終えている(524)。送信側STAは、パケットの有効期限をチェックする。パケットの有効期限が満了していないので、送信側STAは、SIFS遅延G1 528の後にパケットの第1のRTA再送530を送信し始めて(526)完了する(532)。
次に、送信側STAは、図33のブロック414、418、420、428及び430に示すような再送スキームを使用する。再び図36を参照すると、送信側STAは、受信側STAから初期RTA送信のRTA-NACKを受け取ったので、チャネルは占有されたままである。
第1の送信が終了し(532)、G1遅延(536)が発生した後に、受信側は、別のRTA-NACK537を送信して(534)終了する(538)。この第1のRTA再送も初期RTA送信と同様に失敗したことを示すRTA-NACKが送信側によって受け取られる。
送信側STAは、SIFS遅延G1 542の後に直ちに第2のRTA再送544を開始する(540)。送信側STAは、今回は図33のブロック418、420、422及び424において説明したように通知を待つことなく複数回(この例では2回)再送544、546を行うと決定する。
再び図36を参照すると、第3のRTA再送においてRTA制御フィールド内の通知要求フィールドが「0」に設定されている場合、最後のRTA再送(この例では第3の再送)後に送信が終了する(548)。
受信側STAは、パケットのPLCPヘッダ内にタイプが示されるHARQを使用してパケットを復号する。少なくとも1つの実施形態では、受信側STAが、HARQを使用して復号する全ての受信パケット送信をバッファに記憶する。受信側STAは、RTAパケットを受け取る度に、バッファに記憶されている以前の送信に関連してパケットの復号に進むことができる。
図37に、競合ウィンドウのサイズ(継続時間)を増加させないRTA再送の実施形態例550を示す。この例には、予想通りに通知が受け取られなかった場合のRTA再送を示す。AP STA5として例示する送信側552と、STA6として例示する受信側554との間の通信を示す。図5に示すように、そもそも従来の802.11では、送信側STAが再送を実行するためにチャネルアクセスを求めて競合する場合、競合ウィンドウが増加してチャネル競合のバックオフ時間を引き延ばす。この開示する再送スキームの事例では、RTAパケット再送であるという理由で送信側STAが競合ウィンドウを増加させず、実際に本開示は、より迅速にチャネルアクセス権を獲得するために競合ウィンドウを減少できるように構成される。
図37の例では、RTAパケットが、図26に示すようなHE-SU-RTAパケットフォーマットを使用する。図37を参照すると、送信側STAは、初期RTAパケットを送信する(556)際に、PLCPヘッダ内で通知要求フィールドを「1」に設定する。次に、送信終了558後に、送信側STAは、パケット送信後の受信側STAからの通知を予想する。
図33のブロック414及び416に示すように、送信側STAがパケットのPLCPヘッダ内で通知要求フィールドを「1」に設定している間に通知を受け取らなかった場合、RTAパケット再送のためのチャネル競合が発生する。
従って、図37では、初期送信556の時点後558に、G2(DIFS)+G3(ACKタイムアウト)の組み合わせ期間562にわたって応答がなく終了する(560)。バックオフ564が実行された後に第1のRTA再送566が続き、終了する(568)。この場合も期間G2+G3 572にわたって応答がなく、送信側はこの期間の最後570で直ちに別のバックオフ574を実行し、第2のRTA再送576を実行して終了する(578)。従って、この例では、チャネル競合と共に2つの再送がスケジュールされる。第2のRTA再送の競合ウィンドウは、第1の再送の競合ウィンドウ以下とすることができる。この例では、受信側が第2のRTA再送576を受け取ったので、G1(SIFS)遅延582の後にRTA-ACK584の送信を開始する(580)。
RTA再送のための競合ウィンドウのサイズは、4.4.1.節に示すような事前ネゴシエーションによって予め設定(事前ネゴシエーションに応答して予め決定)することができる。これらのパラメータは、チャネル状態、パケット有効期限及び同様の状態メトリックに従って動的に計算することもできる。
図38に、ネットワークが送信すべきRTAパケット及び非RTAパケットを両方とも有している場合のシングルユーザモードにおける混合トラフィックのための再送スキームの実施形態例590を示す。この例では、送信側STA7 592、送信側STA6 594及び受信側STA5 596として例示する複数のSTAがRTAパケット及び非RTAパケットの再送スキームにどのように対応するかについて説明する。
図32A及び図32Bのブロック378、380、388及び382について説明したように、STAは、RTAトラフィックと非RTAトラフィックとを区別して、RTAパケット及び非RTAパケットをそれぞれ生成する。STAは、RTAパケットを送信する際に、図26に示すようなHE-SU-RTAパケットフォーマットを使用してそのPLCPヘッダにRTA制御情報を埋め込む。受信側STAも、受信パケット内のRTA制御フィールドの存在に基づいて、このパケットがRTAパケットであると認識することができる。
送信側STAは、RTA又は非RTAパケットを送信する際にチャネルを求めて競合する。図38に示すように、送信側STA6 594及びSTA7 592は、RTAパケット及び非RTAパケットの初期送信のためにそれぞれチャネルアクセスを求めて競合する(598、599に見られるバックオフ)。
1つの送信側STAが送信を行っている場合、他のSTAは、チャネル状態を検知してCCAを使用中に設定する。この例では、バックオフ598(nスロットに設定されたCW)の後に、送信側STA7がチャネルアクセス権を獲得して初期非RTA送信600を送信し、送信側STA6がチャネルを検知してCCAを使用中に設定する(602)。受信側は、間隔G2+G3にわたって応答しておらず(606)、STA7及びSTA6は、それぞれバックオフ608a(2×nスロットに設定されたCW)、608b(mスロットに設定されたCW)を実行してチャネルのために競合する。従って、送信側STA7 592は、非RTAパケット600の再送が必要である時に、その競合ウィンドウを2倍(2×nスロットに設定されたCW)にしてチャネルのために再競合する。この再送は、通常のCSMA/CA再送スキームに従う。
この事例では、STA6がRTAパケットを送信しようと試みたことに基づいてSTA6のバックオフの方が短く設定されているため、STA6がチャネルを取得して初期RTA送信612を開始し、その後に送信側STA7がチャネルを検知してCCAを使用中に設定する(610)。G1(SIFS)期間616が見られ、その後に受信側STA5(AP)596によってRTA-NACK618が送信される。遅延G1間隔622の後に、送信側STA6 594は、RTA-NACK618を受け取って競合を伴わずに直ちに第1のRTA再送624を開始するのに対し、送信側STA7 592は、依然としてCCA使用中の状態610にある。遅延628後に、受信側STA5 596は、送信を受け取ったことを示すRTA-ACK630を送信する。従って、送信側STA6 594は、RTAパケット612を送信した時に、第1のRTA再送624を送信する際に即時再送スキームに従っていたことになる。
再送スキームはパケット毎に切り替わり、従ってSTA7 592及びSTA6 594は、RTA-ACK630後にそれぞれ非RTAパケット634、648を送信しようと試みることでチャネルアクセス権を獲得しようとすることが分かる。従って、送信側STA6は、RTAパケットを送信していた時には即時再送スキームを使用したが、非RTAパケットを送信する際にはCSMA/CAスキームを使用するように切り替える。従って、STA7 592及びSTA6 594はいずれもバックオフ632a、632b(nスロットに設定されたCW)を実行し、この事例ではSTA7がアクセス権を獲得して第1の非RTA再送634を送信し、チャネル使用中を検知したSTA6がCCA使用中状態635を設定する。受信側STA5 596は、G1(SIFS)遅延638の後にACK640を送信する。その後、STA6 594は、バックオフ642でチャネルのために競合し始めるが、STA7及びSTA6は、いずれも他の局からの送信によって現在チャネルが使用中であることを検知してCCA使用中状態644a、644bに入り、その後にSTA6は、バックオフ646で競合した後にその初期非RTA送信648を送信する。
4.6.2.マルチユーザモード
本節では、開示する技術をマルチユーザ送信に適用することについて説明する。なお、本技術をマルチユーザ送信に適用することは、以下を含むいくつかの理由によってシングルユーザ送信よりも複雑であると理解されたい。マルチユーザ送信は、アップリンク及びダウンリンクにおける複数のユーザの同時送信をサポートする。1つのマルチユーザ送信パケットは、RTAトラフィック及び非RTAトラフィックの両方を含むことができる。例えばIEEE802.11axにおけるアップリンクマルチユーザ送信は、受信側STA(すなわち、AP)によってトリガされる。従って、開示するプロトコルは、チャネル帯域幅割り当てが柔軟であって動的に調整されるという事実から生じる状態に対処するように構成される。
開示する技術は、マルチユーザ送信に従うように以下の特徴を含み、マルチユーザ送信の利点を活用する。再送スキームは、マルチユーザ再送パケットによって伝えられるトラフィックタイプ(例えば、RTA又は非RTA)によって選択される。この決定は、通知からのフィードバックに基づいて行われる。
マルチユーザ送信パケットは、複数のユーザのRTAパケット及び非RTAパケットの両方を搬送することができる。マルチユーザ送信パケットは、RTAトラフィックを搬送する際にはRTAパケットである。RTAマルチユーザ送信パケットによって搬送される非RTAトラフィックも即時再送スキームに従う。APは、マルチユーザ送信パケットを再送する際に、より多くのダイバーシティ効果を獲得するように個別リソースブロックを再割り当てすることができる。開示する技術は、OFDMA及びMIMOを含むあらゆるタイプのマルチユーザ送信に適用することができる。
4.6.2.1.マルチユーザダウンリンクモード
マルチユーザダウンリンクシナリオでは、APが送信側であり、このAPに関連するSTAが受信側である。
4.6.2.1.1.MUダウンリンクモードでパケットを送信するフローチャート
図39A及び図39Bに、MUダウンリンクモードでRTAパケット及び非RTAパケットを送信する実施形態例650を示し、マルチユーザダウンリンク送信に即時再送スキームが適用された時に送信側STAが行う動作の詳細について説明する。
APがマルチユーザダウンリンクモードでパケットを送信する(図39Aの652)予定である場合、最初にそのMAC層が上位層からトラフィックを受け取る(654)。次に、APは、その送信のチャネルアクセス権を獲得するためにクリアチャネル評価(CCA)656を実行(起動)する。APのMAC層は、(図20に示すように)上位層からのヘッダ情報と事前ネゴシエーションによって作成されたRTAセッション記録とを比較することによってRTAトラフィックと非RTAトラフィックとを識別することができる(658)。APは、次回のマルチユーザ送信において次回のパケットがRTAトラフィックを含む予定であるかどうかを判定する(660)。
次回のマルチユーザ送信が非RTAトラフィックのみを搬送する場合、実行はブロック668に進み、APは、パケット送信及び再送に通常のCSMA/CAスキームを使用してプロセスは終了する(図39Bの684)。
図39Aのブロック660において次回のマルチユーザ送信におけるトラフィックの一部がRTAであると判定された場合、実行はブロック662に進み、STAは、トラフィックの各RTA及び非RTA要素のためのRTA制御フィールドを作成する。APは、非RTAトラフィックのためのRTA制御フィールドを作成する際に、RTA制御フィールドのトラフィックタイプフィールド内でこのRTAが非RTAであることを示す。次に、APは、次回のマルチユーザ送信における各トラフィックにリソースユニット(RU)、変調及びコード化スキーム(MCS)などの個別リソースブロックを割り当てる(664)。次に、APは、(図28に示す)HE-MU-RTAパケットフォーマットを使用してマルチユーザ送信パケットを生成する(666)。RTA制御フィールド及び個別リソースブロック割り当て情報は、HE-MU-RTAパケットのPLCPヘッダに埋め込まれる。パケットのデータフレームは、HARQを使用して符号化することができる。
APは、HE-MU-RTAパケットのPLCPヘッダ内の割り当てられたリソースブロックを使用してマルチユーザモードでパケットを送信する(図39Bの670)。各RTAパケット及び非RTAパケットは、HE-MU-RTAパケット内のデータフレームフィールドによって搬送され、割り当てられた個別リソースブロックを使用して送信される。
少なくとも1つの実施形態では、APが、マルチユーザ送信パケットを送信し終えた後に、パケットのRTA制御フィールド内の通知要求フィールドに従って通知を待つことができる(672)。通知要求フィールドを「1」に設定することなどによって通知要求が実行されている場合、APは、受信側から通知(例えば、BA)を受け取ることを期待しており、実行はブロック674に到達して、受信側への通知要求のためにMU-BARを送信する。
APは、通知(例えば、BA)を待っている(676)にもかかわらずタイムアウト前に受け取らなかった場合、実行はブロック678に到達し、チャネルアクセスのために競合することによってパケットを再送する。この場合、競合ウィンドウは増加せずに減少することができる。
APは、ブロック676において通知を受け取ったと判定された場合、再送が必要であるかどうかをチェックする(680)。RTA制御内のさらなる再送フィールドが「1」に設定されている場合、又はBAによってパケットが正しく受け取られなかったことが報告された場合には、再送が必要である。再送が必要でない場合、プロセスは終了する(684)。一方で、再送が必要な場合には、パケットによって搬送されるトラフィックの有効期限をチェックする(682)。有効期限が満了している場合、RTAトラフィックは破棄されてプロセスは終了する(684)。一方で、トラフィックの有効期限が満了していなければ、実行が図39Aのブロック660に戻ることで示すように、再送のための再スケジューリングが実行される。非RTAトラフィックは、その再送回数が再試行制限を上回っていない場合に再送に含まれるようになる。ブロック660において、APは、再送がRTAトラフィックを搬送しているかどうかをチェックし、別のマルチユーザ送信がスケジュールされ、以下同様である。
図40A及び図40Bに、MUダウンリンクモードでRTAパケット及び非RTAパケットを受け取る実施形態例690を示し、STAがマルチユーザダウンリンクモードでどのようにRTAパケット及び非RTAパケットを受け取るかの詳細について説明する。受信側STAは、マルチユーザダウンリンクモードでパケットを受け取ると(692)、最初にPHY層においてパケットのPLCPヘッダを検出する(694)。受信側STAは、PLCPヘッダを解析して、PLCPヘッダにRTA制御フィールドが含まれているかどうかを判定する(696)。次に、受信側STAにおいて、(図23に関して説明した)パケットがRTAであるか、それとも非RTAであるかのチェック698が行われる。
PLCPヘッダ内にRTA制御フィールドが存在しない場合、このマルチユーザパケットはRTAトラフィックを含んでおらず、実行はブロック708に進み、受信側STAが通常のCSMA/CAスキームに従ってパケットを受け取るように構成されて実行は終了する(図40Bの718)。
一方で、PLCPヘッダ内でRTA制御フィールドが検出された場合、このマルチユーザパケットはRTAトラフィックを含むと判定され(698)、受信側STAは、RTA制御フィールドを解析して(700)、自機に属するいずれかのRTA制御フィールドを発見する。STAは、発信元アドレスと宛先アドレスとの比較に応答して、RTA制御フィールドが自機に属するかどうか、及び自機がパケットの対象の受信側であるかどうかを判定する(702)。受信側STAに属するRTA制御フィールドが存在しない場合、受信側STAは対象の受信側ではなく、従ってパケットを破棄してプロセスは終了する(図40Bの718)。
一方で、少なくとも1つのRTA制御フィールドが受信側STAに属する場合、受信側STAは対象の受信側であり、実行はブロック704に到達する。次に、このRTA制御フィールドから全てのRTA制御情報が抽出される。受信側STAは、PLCPヘッダ内で割り当てられた個別リソースブロックを使用してパケットを受信し続ける(704)。受信側STAは、パケット全体を受け取ると、RTA制御フィールド内のHARQタイプフィールドに従って以前の送信(バッファ内に存在する場合)を使用してパケットを復号する(706)。HARQは、HARQタイプフィールドの情報に従って無効にすることもできる。
実行は図40Bの判定ブロック710に到達し、パケットがエラーを伴わずに受け取られたかどうかを判定する。エラーを伴わずに受け取られていた場合、もはやHARQ復号は不要であるため、受信側STAは、このパケットの全ての受信信号をバッファから廃棄する(712)。次に、受信側STAは、RTA制御フィールド内の通知要求フィールドをチェックする(714)。
一方で、判定ブロック710においてエラーを含むパケットが受け取られたと判明した場合、受信側STAは、パケット有効期限をチェックする(720)。パケット有効期限が満了している場合、実行はブロック712に進み、現在受け取られているパケット送信がバッファ及びこのパケットのあらゆる以前の送信から廃棄される。一方で、パケット有効期限が満了していない場合、実行はブロック722に到達し、局が現在のパケット送信の受信信号をバッファに記憶して、RTA制御フィールド内のさらなる再送フィールドをチェックする(724)。さらなる再送が存在する場合、現在の送信は終了し(718)、受信側STAは、このパケットの次の送信を受け取る準備を整えるべきである。
一方で、ブロック724において後続のさらなる再送が存在しないと判定された場合、受信側STAは、ブロック714においてRTA制御フィールド内の通知要求フィールドをチェックする。このフィールドの指示ビットが「0」に設定されている場合、通知は要求されておらず、プロセスは終了する(718)。そうでなければ、受信側STAは、APからMU-BARを受け取った後にブロックACK(BA)を送信(716)してプロセスは終了する(718)。
4.6.2.1.2.混合RTA及び非RTAトラフィックの複数の例
本節では、マルチユーザダウンリンクOFDMAを使用した混合RTA及び非RTAトラフィック送信の3つの例を示す。これらの例では、1つのマルチユーザ送信パケットがRTAトラフィック及び非RTAトラフィックの両方を含む。しかしながら、再送スケジュールは、マルチユーザ送信パケット内のRTA制御フィールド情報に基づいて異なることができる。
これらの全ての例は、限定ではなく一例として図17に示すネットワークトポロジ例に基づく。RTAトラフィックを含むマルチユーザ送信パケットは、図28に示すHE-MU-RTAパケットフォーマットを利用することができる。非RTAトラフィックのみを含むマルチユーザ送信パケットは、図7に示すような通常のHE-MUパケットフォーマットを利用できるのに対し、他の全てのパケットは、通常のパケットフォーマットを使用することができる。
図41に、マルチユーザダウンリンクモードでのRTAトラフィックのパケット再送が必要な場合に即時再送スキームが適用されることを実証する、MUダウンリンクOFDMAにおけるRTAパケットの再送スキームの実施形態例730を示す。この図には、第1の送信側STA0(AP)732と、受信側STA1 734と、受信側STA2 736と、受信側STA3 738と、受信側STA4 740との間の通信を示す。
AP732によって、図示の局を含むそのSTA(非AP)に初期送信742が送信される。このプロセスは、図39A及び図39Bのフローチャートのロジックに従う。マルチユーザ送信パケットは、図28に示すようなHE-MU-RTAパケットフォーマットを使用することができる。HE-MU-RTAパケットのPLCPヘッダは、個別リソースブロック割り当て情報及びRTA制御フィールド情報を含む。
初期送信742の図に示すように、リソースユニット(RU)1、3、4はRTAトラフィックを送信するために利用され、RU2は非RTAトラフィックを送信するために使用される。受信側STAは、HE-MU-RTAパケットのPLCPヘッダ内のRTA制御フィールドを検出する。次に、トラフィックを受け取った受信側STAは、PLCPヘッダ内に示される割り当てられたリソースブロックを使用して、RTA制御フィールド内のHARQタイプに従ってトラフィックを復号する。APは、HE-MU-RTAパケット送信を終了した後にマルチユーザBAR746を送信し、受信側STAは、BA748a、748b、748c及び748dをそれぞれ送信して初期送信の正確性を報告する。STA0 732は、これらのブロック肯定応答(BA)から、STA2へのパケットが正しく受け取られたと判定する(750)一方で、受信側1、3及び4のための再送をスケジュールしなければならない。
図39Bのブロック680に関して説明したように、APは、受信側から受け取られたBAに従って受信側1、3及び4のためのRTAパケットを再送する必要があると認識する。再び図41を参照すると、STA0 732のAPは、各RTAトラフィックのパケットの有効期限をチェックして、チャネル競合を伴わずに直ちにパケットを再送する。この事例では、送信側APが通知を待つことなく2回再送を行う。この再送は、図41に示す第1の再送752においてRTA制御フィールド内のさらなる再送フィールドを「1」に設定し、送信終了756の前の第2の再送754において「0」に設定することによって、図39Bのフローチャートブロック672、680及び682のロジックに従う。これらの2回の再送における通知フィールドは、APと受信側STAとの間にMU-BAR及びBA交換が存在しないように「0」に設定される。
各再送では、送信側APが、より多くのダイバーシティを獲得するように個別リソースブロックを割り当てる。各再送は、ユーザに異なるRUを割り当てる。また、第2の再送に示すように、再送中にMCSを調整することもできる。第1の再送は、受信側4のためのRTAトラフィックを含むRU1と、受信側1のためのRTAトラフィックを有するRU2と、受信側3のためのRTAトラフィックを含むRU4とを有することが分かる。第2の再送は、受信側3のためのRTAトラフィックを含むRU1と、受信側4のためのRTAトラフィックを含むRU2と、異なるMCSを有する受信側1のためのRTAトラフィックを含むRU3及びRU4とを有するように例示される。
図42に、マルチユーザダウンリンクモードにおいてAPと受信側STAとの間のMU-BAR及びBAの交換が失敗した場合にAPがRTAパケット再送を実行するためにチャネルを求めて再競合する必要があることを実証する、ダウンリンクマルチユーザOFDMAにおけるMU-BARの失敗に対処する実施形態例770を示す。前の図と同様に、図42には、第1の送信側STA0(AP)772と、受信側STA1 774と、受信側STA2 776と、受信側STA3 778と、受信側STA4 780との間の通信を示す。
AP STA0 772によって、そのSTA(非AP)に初期送信782が送信される。このプロセスは、図39Bのフローチャートブロック672、674、676及び678のロジックに従う。APは、図28に示すHE-MU-RTAパケットフォーマットを使用してマルチユーザ送信パケットを送信する。HE-MU-RTAパケットのPLCPヘッダは、チャネルリソースブロック割り当て情報及びRTA制御フィールド情報を含む。前回の図41に限定ではなく一例として示すように、RU1、3、4はRTAトラフィックを送信するために使用され、RU2は非RTAトラフィックを送信するために使用されることが分かる。受信側は、HE-MU-RTAパケットのPLCPヘッダ内のRTA制御フィールドを検出し、PLCPヘッダ内に示される割り当てられたリソースブロックを使用してパケットを受け取り、RTA制御フィールド内のHARQタイプに従ってこれらのパケットを復号する。図42では、APが、HE-MU-RTAパケット送信を終了した後にMU-BAR784を送信するが、受信側2 778からのBA 786のみを受け取る。
STA0は、BAを待った後に、受信側1、3及び4からBAが受け取られていないと判定すると同時に、受信側2から受け取られたBAに従って、その非RTAトラフィックは正しく送信されたが他のRTAトラフィックは正しく送信されなかったと判定する(787)。APは、これに応答してRTAトラフィックの再送をスケジュールする必要がある。図39Bのブロック676の説明によれば、図42の例におけるAPは、n個のスロットのために設定されたCWを使用してバックオフ時間788にわたって待つことによってチャネルアクセスを求めて再び競合(再競合)しなければならず、第1の再送790のためにチャネルにアクセスした後にMU-BAR792が続く。
STA0は、第1の再送を終了した後に、初期送信の場合と同じ通信障害が発生したと判定する(794)。今回は、RTAパケット再送のための競合ウィンドウを減少させることはできるが、バックオフ時間のための競合ウィンドウは増加しない。STA0 772は、CWがn以下のバックオフ796でチャネルを求めて競合し、チャネルにアクセスして第2の再送798を送信する。通知は不要であり、さらなる再送はスケジュールされないので、この第2の再送の後に送信は終了する(800)。
図43に、MUダウンリンクOFDMAにおける非RTAパケットの即時再送なし(no immediate retransmission)の実施形態例810を示す。前の図と同様に、図43には、第1の送信側STA0(AP)812と、受信側STA1 814と、受信側STA2 816と、受信側STA3 818と、受信側STA4 820との間の通信を示す。
この図では、再送が非RTAトラフィックのみを含む例を実証する。このシナリオは、図39Aのブロック660、668で説明したものである。再び図43を参照すると、AP812によってAPのSTA(非AP)に初期送信822が送信された後にMU-BAR824が続く。図示のように、RU1、3は非RTAトラフィックを送信(822)するために利用され、RU2、4はRTAトラフィックを送信するために利用される。APは、受信側から戻って来た通知(すなわち、BA)826a、826b、826c及び826dに従って、全てのRTAトラフィックが正常に受け取られたと認識する(828)。しかしながら、受信側1のための非RTAトラフィックは再送を必要とする。図39Aのブロック668によれば、図43の例におけるAPは、CSMA/CAスキームを使用するように切り替え、バックオフ時間830で再びチャネルを求めて競合し、チャネルアクセス時に受信側1 814のための非RTAトラフィックの再送832に進む。
4.6.2.2.マルチユーザアップリンクモード
マルチユーザップリンクモードでは、APが複数のSTAから同時にパケットを受け取ることができる。特に、アップリンクにおける受信側としてのAPは、全ての送信側STAにトリガフレームを送信することによってSTAとAPとの間の送信を開始する。送信側STAは、トリガフレームを受け取った後にパケットを送信する。
4.6.2.2.1.MUアップリンクモードにおけるパケットのフローチャート
図44A及び図44Bに、マルチユーザップリンク送信に即時再送スキームが適用された時に送信側STAが行う動作の詳細を示す、MUアップリンクモードにおいてRTAパケット及び非RTAパケットを送信する実施形態例850を示す。
STAがマルチユーザップリンクモードでパケットを送信する(852)場合、最初にこれらのSTAのMAC層が上位層からトラフィックを受け取る(854)。図20で説明したように、送信側STAのMAC層は、上位層からのヘッダ情報と事前ネゴシエーションによって作成されたRTAセッション記録とを比較することによってRTAと非RTAトラフィックとを識別する(856)ことができ、この送信側におけるRTAトラフィックの識別をブロック858に示す。
STAは、これらのパケットを送信する前にAPからトリガフレームを受け取る(858)。860において、トリガフレームがいずれかのRTA制御フィールドを含むかどうかをチェックする。トリガフレームがRTA制御フィールドを含んでいない場合、このトリガフレームは図9に示すような通常のトリガフレームであり、送信側STAは、通常のCSMA/CAスキームに従ってパケットを送信し(図44の864)、実行はプロセスの終了に到達する(図44Bの880)。ブロック860においてトリガフレームがRTA制御フィールドを含むと判定された場合、このマルチユーザ送信はRTAトラフィックを含んでおり、トリガフレームは既に図29に示したRTA-TFフォーマットである。
次に、送信側STAは、初期送信のためにRTA制御フィールド情報を抽出する。RTA制御フィールドに従うRTA再送スケジュールフィールドが存在する場合、APによって複数の再送がスケジュールされる。RTA再送フィールドの再送回数+1(すなわち、初期送信)に等しいNによって表される総再送回数が設定される(862)。
次に、送信側STAは、初期送信とRTA-TFに示される再送スケジュールとに従ってパケットを複数回送信する。このプロセス部分では、さらなる送信が必要であるか(例えば、依然としてNが0よりも大きいか)どうかを判定するチェックが行われる(866)。さらなる送信が残っている場合、実行はブロック868に到達し、送信側STAは、RTA-TFに従って送信すべきトラフィックを検索する。トラフィックがRTAである場合、送信側STAは、RTA-TFに示されるRTAセッションIDを有するRTAセッションからトラフィックを検索する。次に、送信側STAは、RTA-TFに示されるHARQタイプを使用してパケットを符号化する(870)。マルチユーザパケットは、図8に示すような通常のHE-TBフォーマットを使用して、HE-TBフォーマットを使用するMUパケットを生成する(図44Bの872)。HE-TBパケット内のRTAトラフィックは、RTA-TFに示されるRTAセッションのトラフィックを伝える。送信側STAは、RTA-TFによって割り当てられた個別リソースブロックを使用してHE-TBパケットを送信する(874)。パケットの再送は、RTA-TF内のRTA再送スケジュールフィールドに埋め込まれた同じタイプの情報を利用して複数回の送信を終了し、再送カウンタを減分した上で(876)、ブロック866に戻って別の再送を実行すべきかどうかを判定する。
送信側STAは、RTA-TFによってスケジュールされた全ての送信及び再送を終了した後にAPからRTA-BAパケットを受け取ることができる。ブロック866のチェックでさらなる再送が存在しないことが示された場合、実行はブロック878に到達し、RTA再送スケジュールフィールドを含むRTA-BAが受け取られたかどうかを判定する。再送スケジュールフィールドを含むRTA-BAが受け取られた場合、実行は図44Aのブロック862に進み、送信側STAは、ブロック868、870及び872におけるRTA-BA内の再送スケジュールに従ってパケットを再送することができる。RTA-BAパケット内には初期送信情報が存在しないので、再送回数Nは、RTA再送フィールド内の再送回数に等しい。ブロック866において必要な再送回数がゼロに到達したと判定された場合、及びブロック878において再送スケジュールを含むRTA-BAが未だ受け取られていないと判定された場合、プロセスは終了する(880)。
図45A及び図45Bに、MUアップリンクモードでRTAパケット及び非RTAパケットを受け取る実施形態例890を示し、アップリンクモードでRTAトラフィック及び非RTAトラフィックを搬送するマルチユーザパケットをAPがどのように受け取るかの詳細について説明する。APは、マルチユーザップリンクモードでパケットを受け取ると決定した(892)場合、事前ネゴシエーションによって作成されたRTAセッション記録をチェックする(894)。APは、事前ネゴシエーション記録に従って、RTAセッションのためのトラフィックを受け取るべきであるかどうかを判定する(894)。
受け取るべきRTAトラフィックが存在しない場合にはブロック896に到達し、APは、チャネルアクセス権を獲得するためにクリアチャネル評価を実行し、通常のトリガフレームを送信し(898)、CSMA/CAスキームに従って非RTAトラフィックを搬送するパケットを受け取った(900)上でプロセスは終了する(図45Bの934)。
図45Aのチェック894によってAPが受け取るべきRTAトラフィックを有していると判定された場合、APは、ブロック902において、個別リソースブロック割り当て情報、RTA制御フィールド及び再送スケジュールをRTA-TFパケットに埋め込む。次に、APは、チャネル状態を評価して(904)送信側STAにRTA-TFパケットを送信する(906)。APが、送信側STAからのマルチユーザ送信パケットのPLCPヘッダをタイムアウト前に検出しなかった(908)場合、ブロック910に示すようにRTA-TF送信は失敗してAPはバックオフ時間にわたって待機する必要があり、実行はブロック904に進み、APはチャネルアクセスを求めて再競合してRTA-TFパケットを再送する。なお、ブロック910において、バックオフ時間の競合ウィンドウは減少することはできるが増加しない。
一方で、APは、ブロック908においてマルチユーザアップリンク送信が開始することをタイムアウト前に検出した場合、RTA-TFパケット内の割り当てられた個別リソースブロックを使用してトラフィックを受け取る(912)。ブロック914のチェックによってRTA-TF内にさらなる再送が存在することが示された場合、APはブロック912においてパケットを受信し続ける。
APが送信側STAから全てのパケットの送信及び再送を受け取った後に、実行はブロック912、914のループから図45Bのブロック916に進み、APは、RTA-TFパケットに示されるHARQのタイプを使用してパケットの復号を開始する。チェック918において、APが全てのRTAパケットを正しく受け取ったかどうかを判定する。全てのパケットが正しく受け取られた場合、実行はブロックに到達してこのパケットの受信信号をバッファから廃棄し(920)、RTA-TFパケットに埋め込まれた最後の再送スケジュール内の通知要求フィールドをチェックする(922)。ブロック922において通知要求が存在しないと判定された場合、プロセスは終了する(934)。そうでなければ、STAは、再送スケジュールを含まないRTA-BAを送信した(924)上で終了する(934)。
チェック918に戻り、全てのパケットが正しく受け取られたわけではない場合、実行はブロック926に到達し、APは、パケットの受信信号をバッファに記憶し、有効期限が満了しているRTAトラフィックの部分をバッファ内のパケットから除去する(928)。APは、これらのバッファ内のパケットのさらなる再送をスケジュールすべきであるかどうかを判定する(930)。さらなる再送が必要である場合、APは、再送スケジュールが埋め込まれたRTA-BAパケットを全ての送信側STAに送信し(932)、実行は図45Aのブロック908に戻って再送の受信を開始することができる。ブロック930においてスケジュールされたさらなる再送が存在しないと判定された場合、実行はブロック922に到達し、APは、RTA-TFパケットに埋め込まれた最後の再送スケジュール内の通知要求フィールドをチェックする。
APが、RTA-TFパケットに埋め込まれた最後の再送スケジュール内の通知要求フィールドをチェックした(922)時に、通知要求フィールドが「0」に設定されている場合には送信が終了し(934)、そうでなければ、APは、埋め込まれた再送スケジュールを含まないRTA-BAパケットを送信側STAに送信する(924)。
4.6.2.2.2.MUアップリンクOFDMAのための混合RTA/非RTAの例
限定ではなく一例として、本節では、マルチユーザップリンクOFDMAを使用した混合RTA及び非RTAトラフィック送信の3つの例について説明する。なお、これらの例では、図17に示すネットワークトポロジ例に基づいて、1つのマルチユーザ送信パケットがRTAトラフィック及び非RTAトラフィックの両方を含むことができる。マルチユーザ送信パケットは、図8に示すような通常のHE-TBパケットフォーマットを使用する。再送スケジュールは、受信側APが図29に示すようなRTA-TFパケット又は図31に示すようなRTA-BAパケットを使用して送信側STAに送信することができる。
図46に、OFDMAを使用するマルチユーザアップリンクシナリオにおいて即時再送がどのようにスケジュールされるかについての例として、MUアップリンクOFDMAにおけるRTAトラフィックの即時再送スキームの実施形態例950を示す。この図には、第1の送信側STA0(AP)592と、受信側STA1 954と、受信側STA2 956と、受信側STA3 958と、受信側STA4 960との間の通信を示す。
上述した図45A及び図45Bによれば、この例は、APが、受け取るべきRTAトラフィックを有していて(894)、送信側STAにRTA-TFパケットを送信し(906)、送信側STAからパケットを受け取り(912)、パケットを再送するための再送スケジュールを含むRTA-BAパケットを送信する(932)際に発生する。
再び図46を参照すると、APは、事前ネゴシエーションによって作成されたRTAセッション記録から、受け取るべきRTAトラフィックを有していると判定する。APは、初期送信をトリガするためにRTA-TFパケットを送信する(962)。RTA-TFは、送信及び再送スケジュール情報、並びにRTAセッションIDなどを含むRTAセッション識別情報を含む。
送信側STAは、APからRTA-TFパケットを受け取り、RTA-TF内のトラフィックタイプ情報及びRTAセッションIDに従って、RTAトラフィックを搬送するパケットを送信すべきであるか、それとも非RTAトラフィックを搬送するパケットを送信すべきであるかを決定する。このRTAトラフィックは、RTA-TFパケットに埋め込まれたセッションIDを有するRTAセッションからのものである。送信側STAは、パケットを送信するためにどのリソースブロックを使用すべきであるかも決定する。この例では、送信側STA1、2及び4がそれぞれRU1、2及び4を使用してRTAトラフィックを送信するのに対し、送信側STA3は、RU3を使用して非RTAトラフィックを送信する。これらのAPへの初期送信964a、964b、964c及び964dを、そのヘッダと共に示す。マルチユーザ送信パケットは、HE-TBパケットフォーマットを使用する。
APは、初期送信が終了した後に、送信側2からのRTAトラフィックは正しく受け取られたが、他の送信側からのトラフィックは失敗したと判定し(966)、これらの失敗したトラフィックは、送信側STA1、4によって送信されたトラフィックであるRTA、及び送信側STA3によって送信されたトラフィックである非RTAである。再送すべきRTAトラフィックが存在するので、APは、再送スケジュールを含むRTA-BAパケット968を送信する。この事例では、RTA-BA内に2回の再送がスケジュールされているが、プログラムはあらゆる所望の数の再送に設定することができる。APは、より多くのダイバーシティを獲得するように各再送のためのリソースブロックを再割り当てする。送信側STAは、RTA-BAを受け取る。
次に、STA1 954、STA3 958及びSTA4 960は、RTA-BAパケットに埋め込まれた再送スケジュールに従って再送を実行し、これらの送信側STAは、図44Bのブロック866、870、872、874及び876に示すロジックを使用してパケットを2回再送する。再び図46を参照すると、第1の再送970a、970b及び970cの後に第2の再送972a、972b及び972cが続いて送信が終了する(974)ことが分かる。
APは、RTA-BAパケット内の再送スケジュールに従う第1及び第2の再送を受け取り、これについては図45Aの912、914に示す。APは、図46の3回の再送から受け取られたパケット信号を使用して、RTA-BAに示されるHARQタイプに従ってパケットを復号する。通知は不要であるため、送信は終了する(974)。
図47に、MUアップリンクOFDMAにおけるRTA-TF及びRTA-BAの失敗に対処する実施形態例990を示しており、従ってOFDMAを使用するマルチユーザップリンクモードにおいてRTA-TF又はRTA-BAパケットが正常に送信されなかった場合にAPがどのように対応するかについて示す。この図には、第1の受信側STA0(AP)992と、送信側STA1 994、送信側STA2 996、送信側STA3 998及び送信側STA4 1000を含む一連の送信側との間の通信を示す。
このシナリオは、図45Aのフロー図のブロック908、910に従う。RTA-TF又はRTA-BAパケットが正常に送信されなかった場合、APは、チャネルを求めて再競合してRTA-TFパケットを再送する必要がある。
APは、送信側1、2及び4からのRTAパケットの有効期限を設定する(1002)。APは、事前ネゴシエーションによって作成されたRTAセッション記録に従って、受け取るべきRTAトラフィックを有しており、初期送信1006a、1006b、1006c及び1006dをトリガするためにRTA-TFパケット1004を送信する。RTA-TFは、送信及び再送スケジュール情報を含む。このスケジュールには、RTAセッションIDなどのRTAセッション情報も埋め込まれる。
送信側STAは、APからRTA-TFパケットを受け取る。送信側STAは、RTA-TF内のトラフィックタイプ情報及びRTAセッション識別情報に従って、RTAトラフィック又は非RTAトラフィックのどちらを送信すべきであるかを決定する。RTAトラフィックは、RTA-TFパケットに埋め込まれたセッションIDを有するRTAセッションからのものである。RTA-TFは、送信側STAに、トラフィックを送信するためにどのリソースブロックを使用すべきであるかについても通知する。この例では、送信側STA1、2及び4が、それぞれRU1、2及び4を使用してRTAトラフィックを送信する。送信側STA3は、RU3を使用して非RTAトラフィックを送信する。マルチユーザ送信パケットは、HE-TBパケットフォーマットを使用する。
APは、初期送信が終了した後に、送信側2からのRTAトラフィックは正しく受け取られたが、他の送信側からのトラフィックは失敗したと判定する(1008)。失敗した送信は、STA1 994及びSTA4 1000から送信されたRTAトラフィックと、送信側STA3 998によって送信された非RTAトラフィックとを含む。一方で、送信側STA4からのトラフィックの有効期限は満了しており、受信側APは、バッファ内のパケットからこのトラフィックを廃棄し、このトラフィックの再送はスケジュールされない。再送すべきRTAトラフィックが依然として存在するので、APは、再送スケジュールを含むRTA-BAパケット1010を送信する。
しかしながら、APは、RTA-BAパケットを送信した後に送信側STAからパケットを受け取っていないと判定し(1012)、従ってチャネルを求めて再競合してバックオフ時間1014(CWはmスロットに設定される)にわたって待機する必要がある。APは、再びチャネルアクセス権を獲得した後に、再び送信側STAにRTA-TFパケット1016を送信する。
APは、RTA-TFを再送した後にパケットを受け取っていないと判定し(1018)、これによりバックオフ時間1020の競合ウィンドウ(CWはmスロット以下に設定される)を増加させることなくチャネルを求めて再競合する。APは、再び個別リソースブロックを割り当て、再送するRTF-TFパケットにこの情報を埋め込む(1022)。今回は、送信側STAがRTA-TFを受け取り、RTA-TFパケット内で再割り当てされた個別リソースブロックを使用してパケットの第1の再送1024a、1024bを送信する。APは、送信側STAから正常にパケットを受け取り、送信側STAに送信が成功したことを通知するために再送スケジュールを含まないRTA-BAパケット1026を送信する。
図48に、OFDMAシステムのアップリンクマルチユーザモードにおいて非RTAトラフィックのみを再送する必要がある時にマルチユーザ送信パケットがどのように再送されるかについて説明する例を示す、MUアップリンクOFDMAにおける非RTAパケットの再送スキームの実施形態例1030を示す。この図には、第1の受信側STA0(AP)1032と、送信側STA1 1034、送信側STA2 1036、送信側STA3 1038及び送信側STA4 1040を含む一連の送信側との間の通信を示す。
図45Aのブロック894、896、898及び900に示すように、APは、通常のCSMA/CAスキームに従ってマルチユーザップリンク送信を開始する。
APは、事前ネゴシエーションによって作成されたRTAセッション記録に従って、受け取るべきRTAトラフィックを有しており、従って図48では、初期送信をトリガするためにRTA-TFパケット1042を送信することが分かる。RTA-TFは、埋め込まれたRTAセッションIDを含む送信及び再送スケジュール情報を含む。
送信側STAは、APからRTA-TFパケットを受け取ってその情報を復号する。送信側STAは、RTA-TF内の情報に従って、RTAトラフィックを搬送するパケット又は非RTAトラフィックを搬送するパケットのどちらを送信すべきであるかを決定する。RTAトラフィックは、RTA-TFパケットに埋め込まれたセッションIDを有するRTAセッションによって生成されたデータである。これらのSTAは、パケットを送信するためにどのリソースを使用すべきであるかも識別する。この例では、送信側STA2 1036及びSTA4 1040が、それぞれRU2及びRU4を使用してRTAトラフィックを搬送するパケットを送信し、送信側STA1 1034及びSTA3 1038が、それぞれRU1及びRU3を使用して非RTAトラフィックを搬送するパケットを送信する。マルチユーザ送信パケットは、HE-TBパケットフォーマットを使用する。
APは、初期送信1042a、1042b、1042c及び1042dが終了した後に、STA2及びSTA4の送信側からのトラフィックは正しく受け取られたが、他の送信側からのトラフィックは失敗したと判定する(1044)。送信側STA2及びSTA4によって送信されたトラフィックはRTAであり、送信側STA1及びSTA3によって送信されたトラフィックは非RTAである。再送する必要があるRTAトラフィックが存在しないので、APは、再送スケジュールを含まないRTA-BAパケット1046を送信する。APは、非RTAトラフィックの再送をスケジュールする必要がある場合、バックオフ時間1048(CWはnスロットに設定される)でチャネルを求めて再競合し、チャネルへのアクセス時に、非RTAトラフィックを再送するための通常のトリガフレーム1050を送信する。
送信側STA1及びSTA3は、トリガフレームを受け取り、非RTAトラフィックを搬送するパケットを第1の再送1052a、1052bとして再送する。APは、非RTAパケットを受け取り、受け取ったパケットの正確性を報告するBA1054を返送する。
5.実施形態の一般的範囲
提示した技術の説明した強化は、様々な無線通信局回路内に容易に実装することができる。また、無線通信局が、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、とりわけ通信プロトコルを実行することに関して無線通信局の動作及び制御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リアルタイムアプリケーション(RTA)パケット及び非リアルタイムパケットの通信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)事前ネゴシエーション、又はパケットヘッダ情報、又は事前ネゴシエーションとパケットヘッダ情報との組み合わせによって、リアルタイムアプリケーション(RTA)パケットと非リアルタイムアプリケーション(非RTA)パケットとを区別することと、(d)(iii)キャリア検知多重アクセス/衝突回避(CSMA/CA)を使用して非リアルタイムアプリケーション(非RTA)パケットの再送を実行することと、(d)(iv)チャネルアクセスのために競合するプロセスを迂回することに応答して、及び/又はチャネルアクセス前に受信側から戻される通知を待つことなく、リアルタイムアプリケーション(RTA)パケットの少なくとも一部の再送を実行することと、を含む1又は2以上のステップを実行する、装置。
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リアルタイムアプリケーション(RTA)パケット及び非リアルタイムパケットの通信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)受信側にパケットを送信し、受信側からパケット成功又はパケットエラーの通知を受け取ることと、(d)(iii)事前ネゴシエーション、又はパケットヘッダ情報、又は事前ネゴシエーションとパケットヘッダ情報との組み合わせによって、リアルタイムアプリケーション(RTA)パケットと非リアルタイムアプリケーション(非RTA)パケットとを区別することと、(d)(iv)キャリア検知多重アクセス/衝突回避(CSMA/CA)を使用して非リアルタイムアプリケーション(非RTA)パケットの再送を実行することと、(d)(v)チャネルアクセスのために競合するプロセスを迂回することに応答して、及び/又はチャネルアクセス前に受信側から戻される通知を待つことなく、リアルタイムアプリケーション(RTA)パケットの少なくとも一部の再送を実行することと、(d)(vi)パケット有効期限が満了している時に、リアルタイムアプリケーション(RTA)パケットの再送を終了することと、を含む1又は2以上のステップを実行する、装置。
3.無線通信の実行方法であって、(a)通信遅延の影響を受けやすいリアルタイムアプリケーション(RTA)パケット及び非リアルタイムパケットの通信をサポートするように構成されたWLAN局として無線通信回路を動作させることと、(b)事前ネゴシエーション、又はパケットヘッダ情報、又は事前ネゴシエーションとパケットヘッダ情報との組み合わせによって、リアルタイムアプリケーション(RTA)パケットと非リアルタイムアプリケーション(非RTA)パケットとを区別することと、(c)キャリア検知多重アクセス/衝突回避(CSMA/CA)を使用して非リアルタイムアプリケーション(非RTA)パケットの再送を実行することと、(d)チャネルアクセスのために競合するプロセスを迂回することに応答して、及び/又はチャネルアクセス前に受信側から戻される通知を待つことなく、リアルタイムアプリケーション(RTA)パケットの少なくとも一部の再送を実行することと、を含む方法。
3.無線通信の実行方法であって、(a)無線局(STA)においてRTAパケット及び非RTAパケットを識別することと、(b)指定送信有効期限を有するRTAトラフィックの適時性を考慮して、RTAパケットの有効期限に基づいてRTAパケットの再送をスケジュールすることと、(c)CSMA/CAに規定される通常の再送スキームを含むいずれかの所望のスキームを使用して依然として非RTAパケットを送信できる間に、RTAパケットの再送スキームと非RTAパケットの再送スキームとを分離することと、(d)チャネル競合時間を最小化又は排除するようにRTAトラフィックの即時再送スキームを定めることによって、RTAパケット遅延を低減することと、を含み、(e)前記方法はOFDMAシステムとの互換性があり、レート制御を含む他の適応的機械を使用してリソースユニット割り当てを操作することによって、送信がより多くのダイバーシティ効果を獲得してパケット配信レートを改善する、方法。
5.前記命令は、プロセッサによって実行された時に、受信側から戻されるパケット成功又はパケットエラーについての通知を受け取ることを含む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、前記プロセッサによって実行された時に、受信側からリアルタイムアプリケーション(RTA)パケットの通知を受け取った時に競合を伴わずにリアルタイムアプリケーション(RTA)パケットを直ちに再送することに応答して、前記チャネルアクセスのために競合するプロセスを迂回することを実行する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。
7.局が、ネットワーク上のアクセスポイントとして動作し、前記命令は、プロセッサによって実行された時に、複数の個々のユーザにサブキャリアのサブセットを割り当てることを含む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、直交周波数分割多重アクセス(OFDMA)を利用することによって前記サブキャリアのサブセットを割り当てることを実行する、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、直交周波数分割多重アクセス(OFDMA)を実行して、通知に再送スケジューリング情報を埋め込む、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、APによって割り当てられた個別リソースブロックを利用して直交周波数分割多重アクセス(OFDMA)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.前記命令は、プロセッサによって実行された時に、パケット有効期限が満了している時にリアルタイムアプリケーション(RTA)パケットの再送を終了することを含む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。
12.前記通知は、パケットが正しく受け取られたことを示す肯定応答(ACK)、及びパケットがエラーを伴って受け取られたことを示す否定応答(NACK)を含む、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、受信側から戻される通知を待つことなくリアルタイムアプリケーション(RTA)パケットを複数回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。
14.前記命令は、プロセッサによって実行された時に、RTAパケットの初期送信後にリアルタイムアプリケーション(RTA)パケットの再送をスケジュールすることを含む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、最初の送信時よりも低いビットレートの変調及びコード化スキーム(MCS)を使用してリアルタイムアプリケーション(RTA)パケットを再送することをさらに含む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、競合時間ウィンドウ長を増加させることなく衝突回避を実行することに応答してリアルタイムアプリケーション(RTA)パケットの第2の部分の再送を実行することをさらに含む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.前記命令は、プロセッサによって実行された時に、受信側からリアルタイムアプリケーション(RTA)パケットエラーの通知を受け取った時に競合を伴わずにリアルタイムアプリケーション(RTA)パケットを直ちに再送することに応答して、前記チャネルアクセスのために競合するプロセスを迂回することを実行する、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。
18.局が、ネットワーク上のアクセスポイントとして動作し、前記命令は、プロセッサによって実行された時に、複数の個々のユーザにサブキャリアのサブセットを割り当てることを含む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。
19.前記命令は、プロセッサによって実行された時に、直交周波数分割多重アクセス(OFDMA)を利用することによって前記サブキャリアのサブセットを割り当てることを実行する、請求項16に記載の装置。
20.前記命令は、プロセッサによって実行された時に、直交周波数分割多重アクセス(OFDMA)を実行して、通知に再送スケジューリング情報を埋め込む、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。
21.前記命令は、プロセッサによって実行された時に、APによって割り当てられた個別リソースブロックを利用して直交周波数分割多重アクセス(OFDMA)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。
22.前記通知は、パケットが正しく受け取られたことを示す肯定応答(ACK)、及びパケットがエラーを伴って受け取られたことを示す否定応答(NACK)を含む、いずれかの先行する実施形態の装置又は方法。
23.前記命令は、プロセッサによって実行された時に、受信側から戻される通知を待つことなくリアルタイムアプリケーション(RTA)パケットを複数回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。
24.前記命令は、プロセッサによって実行された時に、RTAパケットの初期送信後にリアルタイムアプリケーション(RTA)パケットの再送をスケジュールすることを含む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。
25.前記命令は、プロセッサによって実行された時に、最初の送信時よりも低いビットレートの変調及びコード化スキーム(MCS)を使用してリアルタイムアプリケーション(RTA)パケットを再送することをさらに含む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。
26.前記命令は、プロセッサによって実行された時に、競合時間ウィンドウ長を増加させることなく衝突回避を実行することに応答してリアルタイムアプリケーション(RTA)パケットの第2の部分の再送を実行することをさらに含む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。
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。
370 実施形態例
372 シングルユーザモードでパケットを送信
374 MAC層が上位層からトラフィックを受信
376 クリアチャネル評価
378 送信側においてRTAトラフィックを識別
380 RTAトラフィック?
382 PLCPヘッダのRTA制御フィールド内のパラメータを設定することによってHE-SU-パケットを生成
384 複数回再送?
386 各再送パケットのPLCPヘッダのRTA制御フィールド内のパラメータをリセット
388 HE-SUパケットを生成し、通常のCSMA/CAスキームに従って送信
390 初期送信を送信
400 最後の送信まで通知を待たずに複数回再送
392 通知を待つか?
394 RTA-ACKを受信?
396 パケット有効期限が満了?
398 終了
402 決定によってHE-SU-RTAパケットを再送


テーブル1
送信側においてRTAトラフィックを識別するためのヘッダ情報

Figure 0007334804000001

Claims (21)

  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(STA)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、キャリア検知多重アクセス/衝突回避(CSMA/CA)の下での即時再送スキームの1又は2以上のステップを実行し、前記ステップは、
    (i)通信遅延の影響を受けやすいリアルタイムアプリケーション(RTA)パケット及び非リアルタイムパケットの通信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であって、リアルタイムアプリケーション(RTA)パケット及び非リアルタイムアプリケーション(非RTA)パケットの両方が、前記STAのメディアアクセスコントロール(MAC)に対してアプリケーション層から通信される、WLAN局として前記無線通信回路を動作させることと、
    (ii)事前ネゴシエーション、又はパケットヘッダ情報、又は事前ネゴシエーションとパケットヘッダ情報との組み合わせによって、リアルタイムアプリケーション(RTA)パケットと非リアルタイムアプリケーション(非RTA)パケットとを区別することと、
    (iii)RTFトラフィックを送信する前に接続を確立するために受信側として動作する別のSTAとのネゴシエーションを実行することであって、前記ネゴシエーション中に、送信側として動作するSTAの動作及び前記受信側として動作する他のSTAは、RTAパケットと非RTAパケットの間の識別において利用するために、送信側のMAC層におけるRTAトラフィックと受信側のMAC層におけるRTAパケットとを識別するのに使用できるRTAセッション識別情報と共にRTAセッションを記録する、ネゴシエーションを実行することと、
    (iv)チャネルアクセスために競合した後に、RTA及び非RTAの初期送信を実行することと、
    (v)通信の適時性を考慮せず、パケットが受け取られるまで又は再送が再試行制限を上回るまでパケットを再送するキャリア検知多重アクセス/衝突回避(CSMA/CA)の規定の再送スキームを使用して非リアルタイムアプリケーション(非RTA)パケットの再送を実行することと、
    vi)チャネルアクセスのために競合するプロセスを迂回することに応答して、及び/又はチャネルアクセス前に受信側から戻される通知を待つことなく、リアルタイムアプリケーション(RTA)パケットの少なくとも一部の再送を実行することであって、前記再送中に、RTAセッション識別情報を備えたヘッダフィールドを含むRTAパケットが送信され、含まれるRTAセッション識別情報によって、受信側がそのMAC層でRTAパケットと非RTAパケットを区別することができるようにする、リアルタイムアプリケーション(RTA)パケットの少なくとも一部の再送を実行することと、
    含む
    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、受信側から戻されるパケット成功又はパケットエラーについての通知を受け取ることを含む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、受信側から前記リアルタイムアプリケーション(RTA)パケットの通知を受け取った時にチャネルアクセスのために競合することなく前記リアルタイムアプリケーション(RTA)パケットを直ちに再送することに応答して、前記チャネルアクセスのために競合するプロセスを迂回することを実行する、
    請求項2に記載の装置。
  4. 局が、前記ネットワーク上のアクセスポイントとして動作し、
    前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、複数の個々のユーザにサブキャリアのサブセットを割り当てることを含む1又は2以上のステップを実行する、
    請求項2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、直交周波数分割多重アクセス(OFDMA)を利用することによって前記サブキャリアのサブセットを割り当てることを実行する、
    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、直交周波数分割多重アクセス(OFDMA)を実行して、通知に再送スケジューリング情報を埋め込む、
    請求項5に記載の装置。
  7. 前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、パケット有効期限が満了している時にリアルタイムアプリケーション(RTA)パケットの再送を終了することを含む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。
  8. 前記通知は、前記パケットが正しく受け取られたことを示す肯定応答(ACK)、及び前記パケットがエラーを伴って受け取られたことを示す否定応答(NACK)を含む、
    請求項1に記載の装置。
  9. 前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記受信側から戻される通知を待つことなくリアルタイムアプリケーション(RTA)パケットを複数回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。
  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RTAパケットの初期送信後にリアルタイムアプリケーション(RTA)パケットの再送をスケジュールすることを含む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。
  11. 前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、最初の送信時よりも低いビットレートの変調及びコード化スキーム(MCS)を使用してリアルタイムアプリケーション(RTA)パケットを再送することをさらに含むステップを実行する、
    請求項1に記載の装置。
  12. 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(STA)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、キャリア検知多重アクセス/衝突回避(CSMA/CA)の下での即時再送スキームの1又は2以上のステップを実行し、前記ステップは、
    (i)通信遅延の影響を受けやすいリアルタイムアプリケーション(RTA)パケット及び非リアルタイムパケットの通信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であって、リアルタイムアプリケーション(RTA)パケット及び非リアルタイムアプリケーション(非RTA)パケットの両方が、前記STAのメディアアクセスコントロール(MAC)に対してアプリケーション層から通信される、WLAN局として前記無線通信回路を動作させることと、
    (ii)受信側にパケットを送信し、前記受信側からパケット成功又はパケットエラーの通知を受け取ることと、
    (iii)事前ネゴシエーション、又はパケットヘッダ情報、又は事前ネゴシエーションとパケットヘッダ情報との組み合わせによって、リアルタイムアプリケーション(RTA)パケットと非リアルタイムアプリケーション(非RTA)パケットとを区別することと、
    ivRTFトラフィックを送信する前に接続を確立するために受信側として動作する別のSTAとのネゴシエーションを実行することであって、前記ネゴシエーション中に、送信側として動作するSTAの動作及び前記受信側として動作する他のSTAは、RTAパケットと非RTAパケットの間の識別において利用するために、送信側のMAC層におけるRTAトラフィックと受信側のMAC層におけるRTAパケットとを識別するのに使用できるRTAセッション識別情報と共にRTAセッションを記録する、ネゴシエーションを実行することと、
    チャネルアクセスために競合した後に、RTA及び非RTAの初期送信を実行することと、
    (vi)通信の適時性を考慮せず、パケットが受け取られるまで又は再送が再試行制限を上回るまでパケットを再送するキャリア検知多重アクセス/衝突回避(CSMA/CA)の規定の再送スキームを使用して非リアルタイムアプリケーション(非RTA)パケットの再送を実行することと、
    vii)チャネルアクセスのために競合するプロセスを迂回することに応答して、及び/又はチャネルアクセス前に受信側から戻される通知を待つことなく、リアルタイムアプリケーション(RTA)パケットの少なくとも一部の再送を実行することであって、前記再送中に、RTAセッション識別情報を備えたヘッダフィールドを含むRTAパケットが送信され、含まれるRTAセッション識別情報によって、受信側がそのMAC層でRTAパケットと非RTAパケットを区別することができるようにする、リアルタイムアプリケーション(RTA)パケットの少なくとも一部の再送を実行することと、
    viii)パケット有効期限が満了している時に、リアルタイムアプリケーション(RTA)パケットの再送を終了することと、
    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。
  13. 前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、受信側からリアルタイムアプリケーション(RTA)パケットエラーの通知を受け取った時に競合を伴わずに前記リアルタイムアプリケーション(RTA)パケットを直ちに再送することに応答して、前記チャネルアクセスのために競合するプロセスを迂回することを実行する、
    請求項12に記載の装置。
  14. 局が、前記ネットワーク上のアクセスポイントとして動作し、
    前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、複数の個々のユーザにサブキャリアのサブセットを割り当てることを含む1又は2以上のステップを実行する、
    請求項13に記載の装置。
  15. 前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、直交周波数分割多重アクセス(OFDMA)を利用することによって前記サブキャリアのサブセットを割り当てることを実行する、
    請求項14に記載の装置。
  16. 前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、直交周波数分割多重アクセス(OFDMA)を実行して、通知に再送スケジューリング情報を埋め込む、
    請求項15に記載の装置。
  17. 前記通知は、前記パケットが正しく受け取られたことを示す肯定応答(ACK)、及び前記パケットがエラーを伴って受け取られたことを示す否定応答(NACK)を含む、
    請求項12に記載の装置。
  18. 前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、前記受信側から戻される通知を待つことなくリアルタイムアプリケーション(RTA)パケットを複数回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12に記載の装置。
  19. 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RTAパケットの初期送信後にリアルタイムアプリケーション(RTA)パケットの再送をスケジュールすることを含む1又は2以上のステップを実行する、
    請求項12に記載の装置。
  20. 前記命令は、前記プロセッサによって実行された時に、最初の送信時よりも低いビットレートの変調及びコード化スキーム(MCS)を使用してリアルタイムアプリケーション(RTA)パケットを再送することをさらに含むステップを実行する、
    請求項12に記載の装置。
  21. 無線通信の実行方法であって、
    (a)通信遅延の影響を受けやすいリアルタイムアプリケーション(RTA)パケット及び非リアルタイムパケットの通信をサポートするように構成されたWLAN局として無線通信回路を動作させることであって、キャリア検知多重アクセス/衝突回避(CSMA/CA)の下での即時再送スキームを提供し、リアルタイムアプリケーション(RTA)パケット及び非リアルタイムアプリケーション(非RTA)パケットの両方が、前記STAのメディアアクセスコントロール(MAC)に対してアプリケーション層から通信される、無線通信回路を動作させることと
    (b)事前ネゴシエーション、又はパケットヘッダ情報、又は事前ネゴシエーションとパケットヘッダ情報との組み合わせによって、リアルタイムアプリケーション(RTA)パケットと非リアルタイムアプリケーション(非RTA)パケットとを区別することと、
    RTFトラフィックを送信する前に接続を確立するために受信側として動作する別のSTAとのネゴシエーションを実行することであって、前記ネゴシエーション中に、送信側として動作するSTAの動作及び前記受信側として動作する他のSTAは、RTAパケットと非RTAパケットの間の識別において利用するために、送信側のMAC層におけるRTAトラフィックと受信側のMAC層におけるRTAパケットとを識別するのに使用できるRTAセッション識別情報と共にRTAセッションを記録する、ネゴシエーションを実行することと、
    チャネルアクセスために競合した後に、RTA及び非RTAの初期送信を実行することと、
    通信の適時性を考慮せず、パケットが受け取られるまで又は再送が再試行制限を上回るまでパケットを再送するキャリア検知多重アクセス/衝突回避(CSMA/CA)の規定の再送スキームを使用して非リアルタイムアプリケーション(非RTA)パケットの再送を実行することと、
    )チャネルアクセスのために競合するプロセスを迂回することに応答して、及び/又はチャネルアクセス前に受信側から戻される通知を待つことなく、リアルタイムアプリケーション(RTA)パケットの少なくとも一部の再送を実行することであって、前記再送中に、RTAセッション識別情報を備えたヘッダフィールドを含むRTAパケットが送信され、含まれるRTAセッション識別情報によって、受信側がそのMAC層でRTAパケットと非RTAパケットを区別することができるようにする、リアルタイムアプリケーション(RTA)パケットの少なくとも一部の再送を実行することと、
    を含むことを特徴とする方法。
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