(57)【要約】  無線ネットワークシステム及び該無線ネットワーク上でのデータの送受信方法に係り、スーパーフレームの区間のうち、ネットワーク上の帯域割当に対する要請及び承認のためのパケットが送受信される区間を別途に設定し、これにより、割当てられた帯域を通じてデータを送受信する無線ネットワークシステム、及び前記無線ネットワーク上でデータの送受信方法である。無線ネットワーク調整子は、少なくとも一つ以上のチャンネルタイムブロックを含むスーパーフレームを構成するためのビーコンフレームを生成するＭＡＣユニットと、チャンネルタイムブロックのうち、特定チャンネルタイムブロックをネットワーク上の帯域割当のための帯域割当パケットが送受信される区間に設定する帯域管理部と、所定の通信チャンネルを通じて帯域管理部の設定のための情報が含まれたビーコンフレームを送信する物理ユニットとを備える。
2009534908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチャンネルタイムブロックを含むスーパーフレームを構成するためのビーコンフレームを生成するＭＡＣユニットと、
前記チャンネルタイムブロックのうち一つをネットワーク上の帯域割当のための帯域割当パケットが送受信される区間に設定する帯域管理部と、
所定の通信チャンネルを通じて、前記帯域管理部の設定のための予約情報が含まれた前記ビーコンフレームを送信する物理ユニットと、を備える無線ネットワーク調整子。
【請求項２】
前記チャンネルタイムブロックは、ネットワーク上に存在するステーションの間でデータが送受信される一定の時間区間であることを特徴とする請求項１に記載の無線ネットワーク調整子。
【請求項３】
前記チャンネルタイムブロックは、前記ネットワーク上の特定ステーションに帯域が割当てられるように予約された時間区間である予約チャンネルタイムブロックと、
前記ネットワーク上のステーションのうち、競争を通じて選択された一つのステーションに帯域が割当てられた時間区間である非予約チャンネルタイムブロックと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の無線ネットワーク調整子。
【請求項４】
前記特定チャンネルタイムブロックは、前記予約チャンネルタイムブロックであることを特徴とする請求項３に記載の無線ネットワーク調整子。
【請求項５】
前記帯域割当パケットは、前記帯域割当を要請する帯域割当要請パケット及び前記帯域割当を承認する帯域割当承認パケットのうち、少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１に記載の無線ネットワーク調整子。
【請求項６】
前記ネットワーク上に存在するステーションのうち、前記帯域割当承認パケットを受信したステーションは、前記チャンネルタイムブロックのうち、前記帯域割当承認パケットに指定されたチャンネルタイムブロックでデータを送信するように許容されることを特徴とする請求項５に記載の無線ネットワーク調整子。
【請求項７】
前記データは、非圧縮データを含むことを特徴とする請求項６に記載の無線ネットワーク調整子。
【請求項８】
前記帯域管理部は、前記ビーコンフレームの情報要素に前記設定のための予約情報を挿入して、前記設定を行うことを特徴とする請求項１に記載の無線ネットワーク調整子。
【請求項９】
前記情報要素は、前記チャンネルタイムブロックでデータを送信するステーションを表す発信地識別子フィールドと、
前記データを受信するステーションを表す目的地識別子フィールドと、
前記チャンネルタイムブロックで送受信されるように指定された前記データの種類を表すストリームインデックスフィールドと、
前記スーパーフレーム上でのチャンネルタイムブロックの開始時間を表す開始時間フィールドと、
前記チャンネルタイムブロックのサイズを表すブロックのサイズフィールドと、
連続された前記チャンネルタイムブロック間の間隔を表すスケジュール区間フィールドと、
前記スーパーフレームに含まれた前記チャンネルタイムブロックの数を表すブロックの数フィールドと、のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項８に記載の無線ネットワーク調整子。
【請求項１０】
前記帯域管理部は、前記帯域割当を要請するための帯域割当パケットを送信するステーションを表す発信地識別子フィールドと、
前記帯域割当を要請するための帯域割当パケットに対する応答パケットを送信するステーションを表す目的地識別子フィールドと、
前記帯域割当パケットが送受信されるように、前記特定チャンネルタイムブロックが指定されたことを表すストリームインデックスフィールドと、
前記スーパーフレーム上で前記特定チャンネルタイムブロックの開始時間を表す開始時間フィールドと、
前記特定チャンネルタイムブロックのサイズを表すブロックのサイズフィールドと、
前記スーパーフレームに含まれた前記特定チャンネルタイムブロックの数を表すブロックの数フィールドと、のうち少なくとも一つを含む前記予約情報を前記情報要素に挿入して前記設定を行うことを特徴とする請求項８に記載の無線ネットワーク調整子。
【請求項１１】
前記帯域管理部は、前記ネットワーク上に存在する全てのステーションが前記特定チャンネルタイムブロックで前記帯域割当パケットを送受信するように許容するために、前記発信地識別子をブロードキャストに設定することを特徴とする請求項１０に記載の無線ネットワーク調整子。
【請求項１２】
前記ネットワーク上に存在する前記複数のステーションは、前記特定チャンネルタイムブロックで相互競争して、前記帯域割当パケットを送受信することを特徴とする請求項１に記載の無線ネットワーク調整子。
【請求項１３】
前記競争する方式は、搬送波感知多重接近／衝突回避方式またはスロットアロハ方式を含むことを特徴とする請求項１２に記載の無線ネットワーク調整子。
【請求項１４】
前記通信チャンネルは、６０ＧＨｚ帯域の通信チャンネルを有することを特徴とする請求項１に記載の無線ネットワーク調整子。
【請求項１５】
受信されたビーコンフレームを参照して、ネットワーク上の帯域割当のための帯域割当パケットが送受信される区間がスーパーフレームに含まれているか否かを判断する判断部と、
前記判断結果によって、前記帯域割当を要請するための帯域割当要請パケットを生成するＭＡＣユニットと、
所定の通信チャンネルを通じて前記帯域割当要請パケットを送信する物理ユニットと、を備えるステーション。
【請求項１６】
前記帯域割当要請パケットに対する応答として前記帯域割当に対する承認パケットが受信された場合、前記物理ユニットは、前記スーパーフレームに含まれたチャンネルタイムブロックでデータを送信することを特徴とする請求項１５に記載のステーション。
【請求項１７】
前記チャンネルタイムブロックは、ネットワーク上に存在するステーションの間でデータが送受信される一定の時間区間であることを特徴とする請求項１６に記載のステーション。
【請求項１８】
前記データは、非圧縮データを含むことを特徴とする請求項１６に記載のステーション。
【請求項１９】
物理ユニットは、前記ネットワーク上に存在する他のステーションと競争して、前記帯域割当要請パケットを送信することを特徴とする請求項１５に記載のステーション。
【請求項２０】
前記競争方式は、搬送波感知多重接近／衝突回避方式またはスロットアロハ方式を含むことを特徴とする請求項１９に記載のステーション。
【請求項２１】
前記通信チャンネルは、６０ＧＨｚ帯域の通信チャンネルを有することを特徴とする請求項１５に記載のステーション。
【請求項２２】
複数のチャンネルタイムブロックを含むスーパーフレームを構成するためのビーコンフレームを生成するステップと、
前記チャンネルタイムブロックのうち、特定チャンネルタイムブロックをネットワーク上の帯域割当のための帯域割当パケットが送受信される区間に設定するステップと、
所定の通信チャンネルを通じて、前記設定のための予約情報が含まれた前記ビーコンフレームを送信するステップと、を含むネットワークの構成方法。
【請求項２３】
前記チャンネルタイムブロックは、ネットワーク上に存在するステーションの間でデータが送受信される一定の時間区間であることを特徴とする請求項２２に記載のネットワークの構成方法。
【請求項２４】
前記チャンネルタイムブロックは、ネットワーク上の特定ステーションに帯域が割当されるように予約された時間区間である予約チャンネルタイムブロックと、
前記ネットワーク上のステーションのうち、競争を通じて選択された一つのステーションに帯域が割当された時間区間である非予約チャンネルタイムブロックと、を備えることを特徴とする請求項２２に記載のネットワークの構成方法。
【請求項２５】
前記特定チャンネルタイムブロックは、前記予約チャンネルタイムブロックであることを特徴とする請求項２４に記載のネットワークの構成方法。
【請求項２６】
前記帯域割当パケットは、前記帯域割当を要請する帯域割当要請パケット及び前記帯域割当を承認する帯域割当承認パケットのうち、少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項２２に記載のネットワークの構成方法。
【請求項２７】
ネットワーク上に存在するステーションのうち、前記帯域割当承認パケットを受信したステーションは、前記チャンネルタイムブロックのうち、前記帯域割当承認パケットに指定されたチャンネルタイムブロックでデータを送信するように許容されることを特徴とする請求項２６に記載のネットワークの構成方法。
【請求項２８】
前記データは、非圧縮データを含むことを特徴とする請求項２７に記載のネットワークの構成方法。
【請求項２９】
前記設定するステップは、前記ビーコンフレームに含まれた情報要素に前記予約情報を挿入するステップを含むことを特徴とする請求項２２に記載のネットワークの構成方法。
【請求項３０】
前記情報要素は、前記チャンネルタイムブロックでデータを送信するステーションを表す発信地識別子フィールドと、
前記データを受信するステーションを表す目的地識別子フィールドと、
前記チャンネルタイムブロックで送受信されるように指定された前記データの種類を表すストリームインデックスフィールドと、
前記スーパーフレーム上での前記チャンネルタイムブロックの開始時間を表す開始時間フィールドと、
前記チャンネルタイムブロックのサイズを表すブロックのサイズフィールドと、
前記チャンネルタイムブロック間の間隔を表すスケジュール区間フィールドと、
前記スーパーフレームに含まれた前記チャンネルタイムブロックの数を表すブロックの数フィールドと、のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項２９に記載のネットワークの構成方法。
【請求項３１】
前記予約情報は、
前記設定するステップは、帯域割当を要請するための前記帯域割当パケットを送信するステーションを表す発信地識別子フィールドと、
前記帯域割当を要請するための帯域割当パケットに対する応答パケットを送信するステーションを表す目的地識別子フィールドと、
前記帯域割当パケットが送受信されるように、前記特定チャンネルタイムブロックが指定されたことを表すストリームインデックスフィールドと、
前記スーパーフレーム上で前記特定チャンネルタイムブロックの開始時間を表す開始時間フィールドと、
前記特定チャンネルタイムブロックのサイズを表すブロックのサイズフィールドと、
前記スーパーフレームに含まれた前記特定チャンネルタイムブロックの数を表すブロックの数フィールドと、のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項２９に記載のネットワークの構成方法。
【請求項３２】
前記設定するステップは、ネットワーク上に存在する全てのステーションが前記特定チャンネルタイムブロックで前記帯域割当パケットを送受信するように許容するために、前記発信地識別子をブロードキャストに設定するステップを含むことを特徴とする請求項３１に記載のネットワークの構成方法。
【請求項３３】
前記ネットワーク上に存在する複数のステーションは、前記特定チャンネルタイムブロックで相互競争して、前記帯域割当パケットを送受信することを特徴とする請求項２２に記載のネットワークの構成方法。
【請求項３４】
前記競争する方式は、搬送波感知多重接近／衝突回避方式またはスロットアロハ方式を含むことを特徴とする請求項３３に記載のネットワークの構成方法。
【請求項３５】
前記通信チャンネルは、６０ＧＨｚ帯域の通信チャンネルを有することを特徴とする請求項２２に記載のネットワークの構成方法。
【請求項３６】
受信されたビーコンフレームを参照して、ネットワーク上の帯域割当のための帯域割当パケットが送受信される区間がスーパーフレームに含まれているか否かを判断するステップと、
前記判断結果によって、前記帯域割当を要請するための帯域割当要請パケットを生成するステップと、
所定の通信チャンネルを通じて前記帯域割当要請パケットを送信するステップと、を含むデータの送受信方法。
【請求項３７】
前記帯域割当要請パケットに対する応答として前記帯域割当に対する承認パケットが受信された場合、前記スーパーフレームに含まれたチャンネルタイムブロックでデータを送信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３６に記載のデータの送受信方法。
【請求項３８】
前記チャンネルタイムブロックは、前記ネットワーク上に存在するステーションの間でデータが送受信される一定の時間区間であることを特徴とする請求項３７に記載のデータの送受信方法。
【請求項３９】
前記データは、非圧縮データを含むことを特徴とする請求項３７に記載のデータの送受信方法。
【請求項４０】
前記送信するステップは、前記ネットワーク上に存在する他のステーションと競争して、前記帯域割当要請パケットを送信するステップを含むことを特徴とする請求項３６に記載のデータの送受信方法。
【請求項４１】
前記競争方式は、搬送波感知多重接近／衝突回避方式またはスロットアロハ方式に基づくことを特徴とする請求項４０に記載のデータの送受信方法。
【請求項４２】
前記通信チャンネルは、６０ＧＨｚ帯域の通信チャンネルを有することを特徴とする請求項３６に記載のデータの送受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ネットワークシステム及び該無線ネットワーク上でのデータの送受信方法に係り、さらに詳細には、スーパーフレームの区間のうち、ネットワーク上の帯域割当に対する要請及び承認のためのパケットが送受信される区間を別途に設定し、これにより、割当てられた帯域を通じてデータを送受信する無線ネットワークシステム及び該無線ネットワーク上でのデータの送受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来の伝送要求及び伝送クリアを利用した半二重的無線ネットワークを示す図である。
【０００３】
一般的に、無線ネットワークは、送信と受信とを同時に行えない半二重方式を利用するが、半二重方式を利用して無線媒体に接近する時に、媒体占有に対する衝突を防止するために、伝送要求（ＲＴＳ：Ｒｅｑｕｅｓｔ  Ｔｏ  Ｓｅｎｄ）信号１１１及び伝送クリア（ＣＴＳ：Ｃｌｅａｒ  Ｔｏ  Ｓｅｎｄ）信号１２１が利用される。
【０００４】
伝送するフレームを有している送信ステーション１１０はまず、伝送要求信号１１１を送信することによって伝送手順を開始するが、これを受信した周辺の全てのステーションは、電波発生を中止する。そして、受信ステーション１２０が伝送要求信号１１１を受信すれば、伝送クリア信号１２１で応答するが、伝送クリア信号１２１も周辺の全てのステーションの電波発生を中止させる。伝送クリア信号１２１を受信した送信ステーション１１０は、フレーム１１２を送信し、これを受信した受信ステーション１２０から確認応答信号１２２を受信する。
【０００５】
無線ＬＡＮ環境で一般的に使われるＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）アルゴリズムの搬送波感知多重接近／衝突回避（ＣＳＭＡ／ＣＡ：Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）は、分散調整関数（ＤＣＦ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）によって提供されるが、ＤＣＦは、エサーネットと同様に、送信ステーション１１０がフレーム１１２を伝送する前に無線リンクがあいているか否かを検査し、他のステーションとの衝突を避けるために、各フレーム１１２の終了時点で任意の遅延を使用する。
【０００６】
搬送波感知は、媒体が利用可能であるか否かを決定するために使われるが、物理的搬送波感知と仮想搬送波感知との機能に分類される。物理的搬送波感知機能は、物理階層で提供し、使われる媒体と変調方式とに依存する。そして、仮想搬送波感知は、ネットワーク割当ベクトル（ＮＡＶ：Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｖｅｃｔｏｒ）が提供するが、ＮＡＶは、媒体が予約された場合の時間情報を意味するタイマーである。ここで、ＮＡＶは、伝送要求信号１１１及び伝送クリア信号１２１のフレームヘッダに含まれて伝送され、送信ステーション１１０及び受信ステーション１２０は、動作完了に必要な時間をＮＡＶに設定して、他のステーションの媒体使用を防止する。
【０００７】
一方、無線ＰＡＮ環境でタイミングは、スーパーフレームを基盤とする。
【０００８】
図２は、従来のスーパーフレームを示す図であって、スーパーフレーム２００は、ビーコン区間２１０、競争接近区間２２０、チャンネルタイム割当区間２３０で構成される。競争接近区間２２０を通じては、非同期データまたは制御命令が送受信される。チャンネルタイム割当区間２３０は、ＣＴＡ（Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｔｉｍｅ  Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）２３２、ＭＣＴＡ（Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ＣＴＡ）２３１で構成され、ＣＴＡ
２３２を通じては、制御命令、等時性データまたは非同期データが送受信される。
【０００９】
競争接近区間２２０の長さは、アクセスポイントが決定し、ビーコン区間２１０に配布されたビーコンフレームを通じてネットワークに参与しているステーションに伝えられる。
【００１０】
競争接近区間２２０では、媒体接近方式として前述したＣＳＭＡ／ＣＡを使用する。一方、チャンネルタイム割当区間２３０は、ステーションごとに特定のタイムウィンドーを有する時分割多重接近（ＴＤＭＡ：Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式を使用するが、アクセスポイントは、媒体接近を要請する装置のためにチャンネルタイムを割り当て、その期間の間に該当ステーションとデータ送受信を行う。ここで、ＭＣＴＡ  ２３１は、データを相互送受信しようとする一対のステーションに割当てられてＴＤＭＡに接近するか、またはスロットアロハプロトコルを使用する共有ＣＴＡとして使われる。
【００１１】
一方、データ伝送時、数ギガ帯域を通じて圧縮されたデータを伝送する方式と共に、数十ギガ帯域を通じて非圧縮データを伝送する方式が試みられている。非圧縮データは、圧縮されたデータに比べて高容量であるので、数十ギガ帯域を通じてのみ伝送が可能であり、伝送中にパケットの損失が発生しても、データ出力において、圧縮されたデータに比べて影響が小さい。
【００１２】
ここで、送信ステーションがデータを伝送するためには、帯域割当を要請し、帯域割当が承認されたという応答を受信せねばならないが、これは、競争接近区間２２０を通じてなされる。すなわち、送信ステーションは、ネットワーク上に存在する他のステーションと共に媒体接近に対する競争を行わねばならないが、このとき、競争を通じて帯域割当が承認されていない場合、送信ステーションは、次の競争区間まで待たねばならないか、または次のスーパーフレームまで待たねばならない。
【００１３】
送信ステーションからマルチメディアコンテンツを受信してリアルタイムで再生しようとする受信ステーションのユーザは、前記のような理由によって発生するデータ受信の遅延に対して不都合を感じることがある。したがって、競争方式をさらに合理的に運用してデータを送受信させる方法の登場が要求される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の実施形態は、前記問題点及び前述されていない他の問題点を克服する。また、本発明は、必ずしも前記問題点のみを克服するものではなく、本発明の一実施形態は、前記問題点のうち何れのものも克服できないこともある。
【００１５】
本発明は、スーパーフレームの区間のうち、ネットワーク上の帯域割当に対する要請及び承認のためのパケットが送受信される時間区間を別途に設定し、これにより、割当てられた帯域を通じてデータを送受信するシステム及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記目的を達成するために、本発明の一実施形態による無線ネットワーク調整子は、少なくとも一つ以上のチャンネルタイムブロックを含むスーパーフレームを構成するためのビーコンフレームを生成するＭＡＣユニットと、前記チャンネルタイムブロックのうち、特定チャンネルタイムブロックをネットワーク上の帯域割当のための帯域割当パケットが送受信される区間に設定する帯域管理部と、所定の通信チャンネルを通じて、前記設定のための情報が含まれた前記ビーコンフレームを送信する物理ユニットとを備える。
【００１７】
本発明の一実施形態によるステーションは、受信されたビーコンフレームを参照して、ネットワーク上の帯域割当のための帯域割当パケットが送受信される区間がスーパーフレームに含まれているか否かを判断する判断部と、前記判断結果によって、前記帯域割当を要請するための帯域割当要請パケットを生成するＭＡＣユニットと、所定の通信チャンネルを通じて前記帯域割当要請パケットを送信する物理ユニットと、を備える。
【００１８】
本発明の一実施形態による無線ネットワークの構成方法は、少なくとも一つ以上のチャンネルタイムブロックを含むスーパーフレームを構成するためのビーコンフレームを生成するステップと、前記チャンネルタイムブロックのうち、特定チャンネルタイムブロックをネットワーク上の帯域割当のための帯域割当パケットが送受信される区間に設定するステップと、所定の通信チャンネルを通じて、前記設定のための情報が含まれた前記ビーコンフレームを送信するステップとを含む。
【００１９】
本発明の一実施形態によるデータの送受信方法は、受信されたビーコンフレームを参照して、ネットワーク上の帯域割当のための帯域割当パケットが送受信される区間がスーパーフレームに含まれているか否かを判断するステップと、前記判断結果によって、前記帯域割当を要請するための帯域割当要請パケットを生成するステップと、所定の通信チャンネルを通じて前記帯域割当要請パケットを送信するステップとを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付される図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照するに、明確になるであろう。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、異なる多様な形態に具現され、但し、本実施形態は、本発明の開示を完全にし、当業者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、請求項の範囲によって定義されるだけである。明細書全体にわたって、同じ参照符号は、同一構成要素を表す。
【００２１】
以下、添付された図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
【００２２】
図３は、本発明の一実施形態による無線ネットワークシステムを示す図である。無線ネットワークシステムは、無線ネットワーク調整子３１０及びステーション３２１，３２２，３２３，３２４を備えて構成される。
【００２３】
無線ネットワーク調整子３１０は、ビーコンフレームを送信してネットワーク上に存在するステーション３２１，３２２，３２３，３２４の帯域割当を調整する役割を行う。すなわち、ネットワークを構成する少なくとも一つ以上のステーション３２１，３２２，３２３，３２４は、受信されたビーコンフレームを参照して帯域を割当されるために待機するか、または帯域が自身に割当てられた場合、割当てられた帯域を通じて他のステーションに送信しようとするデータを送信しうる。
【００２４】
本発明の一実施形態によるネットワークは、少なくとも一つ以上のチャンネルタイムブロックを含むスーパーフレームによって構成されるが、チャンネルタイムブロックは、ネットワーク上の特定ステーションに帯域が割当てられるように予約された時間区間である予約チャンネルタイムブロックと、ネットワーク上のステーションのうち、競争を通じて選択された一つのステーションに帯域が割当てられた時間区間である非予約チャンネルタイムブロックとに分類される。ここで、チャンネルタイムブロックは、ネットワーク上に存在するステーションの間でデータが送受信される一定の時間区間を意味するものであって、予約チャンネルタイムブロック及び非予約チャンネルタイムブロックは、それぞれチャンネルタイム割当区間及び競争接近区間に対応する。
【００２５】
送信しようとするデータを有しているステーションは、非予約チャンネルタイムブロックで他のステーションと競争してデータを送信するか、または自身に割当てられた予約チャンネルタイムブロックでデータを送信しうる。
【００２６】
ここで、予約チャンネルタイムブロックは、一つのスーパーフレーム内に少なくとも一つ以上が含まれるが、そのうち、特定予約チャンネルタイムブロックは、さらに他の予約チャンネルタイムブロックでの帯域割当のためのパケット（以下、帯域割当パケットという）が送受信される区間（以下、予約区間という）に設定されうる。これにより、非予約チャンネルタイムブロックで競争を通じて帯域を割当てられないか、または予約チャンネルタイムブロックの帯域が割当てられていないステーションは、予約区間で他のステーションと再び競争して帯域を割当てられる。
【００２７】
予約区間で割当てられた帯域は、周波数帯域は、６０ＧＨｚの高周波帯域でありうる。
【００２８】
図４は、本発明の一実施形態による通信階層を示す図である。
【００２９】
一般的に、通信階層４００は、最下位に無線信号が伝播される所定周波数帯域の物理的媒体を意味するチャンネル層４４０から始まって、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）層４３２及び基底帯域層４３１を備えるＰＨＹ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ）層４３０、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）層４２０、及び上位層４１０で構成される。ここで、上位層４１０は、ＭＡＣ層４２０以上の層であって、ＬＬＣ（Ｌｏｇｉｃａｌ  Ｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）層、ネットワーク層、伝送層及びアプリケーション層を備えうる。
【００３０】
本発明の一実施形態による無線チャンネルは、２.４ＧＨｚまたは５ＧＨｚのような低周波帯域だけでなく、６０ＧＨｚのような高周波帯域を含みうる。これにより、チャンネル層４４０は、方向性のない通信だけでなく、方向性のある単方向通信を行うこともできる。
【００３１】
図５は、本発明の一実施形態によるスーパーフレームを示す図である。スーパーフレーム５００は、ビーコン区間５１０、非予約チャンネルタイムブロック５２１，５２２，５２３，５２４及び予約チャンネルタイムブロック５３１，５３２を備えて構成される。
【００３２】
ビーコン区間５１０の間には、無線ネットワーク調整子によるビーコンフレームが配布されるが、これにより、ビーコンフレームを受信したステーションは、ビーコンフレームに含まれた予約情報を参照して、ネットワーク上の帯域を割当されるために相互競争してデータを送受信する。
【００３３】
非予約チャンネルタイムブロック５２１，５２２，５２３，５２４は、データを送信しようとする二つ以上のステーションが相互競争する区間であって、競争で選択されたステーションのみが割当てられた帯域を通じてデータを送信しうる。
【００３４】
予約チャンネルタイムブロック５３１，５３２は、特定ステーションに対して帯域が割当てられた区間であって、帯域を割当てられた特定ステーションのみが割当てられた帯域を通じて自身が送信しようとするデータを送信しうる。
【００３５】
図５に示したように、一つのスーパーフレーム５００には、少なくとも一つ以上の非予約チャンネルタイムブロック５２１，５２２，５２３，５２４及び予約チャンネルタイムブロック５３１，５３２が含まれるが、そのうち、特定予約チャンネルタイムブロック５３１は、予約区間に設定されうる。すなわち、ネットワーク上に存在するステーションは、他の予約チャンネルタイムブロックでの帯域を割当されるために相互競争する。このような競争は、ステーションが無線ネットワーク調整子と帯域割当パケットを送受信することによって行われる。
【００３６】
このために、ビーコンフレームには、少なくとも一つ以上のスケジュールブロック６３０を備えるスケジュール情報６００が含まれるが、各スケジュールブロック６３１，６３２，６３３には、ネットワークの帯域割当またはその他のネットワークの運用に必要な情報が含まれてステーションに配布される。
【００３７】
図６は、本発明の一実施形態によるスケジュール情報を示す図である。スケジュール情報６００には、スケジュール情報の識別子フィールド６１０、スケジュール情報のサイズフィールド６２０及び少なくとも一つ以上のスケジュールブロック６３０が備えられうる。
【００３８】
スケジュール情報の識別子フィールド６１０には、該当情報がスケジュール情報であることを表すフラグまたは固有識別子が明示されており、スケジュール情報のサイズフィールド６２０には、スケジュール情報の全体サイズが明示されている。
【００３９】
一方、スケジュール情報の識別子フィールド６１０には、帯域割当に対する静的または動的な割当如何を表す情報が含まれるが、例えば、等時性データが送受信される場合、スケジュール情報の識別子フィールド６１０には、該当するチャンネルタイムブロックが静的に割当てられたことを表すフラグが明示される。
【００４０】
そして、それぞれのスケジュールブロック６３１，６３２，６３３には、少なくとも一つ以上の情報要素が含まれるが、情報要素としては、発信地識別子フィールド６５１、目的地識別子フィールド６５２、ストリームインデックスフィールド６５３、開始時間フィールド６５４、ブロックのサイズフィールド６５５、スケジュール区間フィールド６５６及びブロックの数フィールド６５７のうち少なくとも一つが含まれる。
【００４１】
発信地識別子フィールド６５１には、所定データを送信する発信ステーションが明示され、目的地識別子フィールド６５２には、所定データを受信する目的ステーションが明示され、ストリームインデックスフィールド６５３には、チャンネルタイムブロックで送受信されるように指定されたデータの種類が明示され、開始時間フィールド６５４には、スーパーフレーム上でのチャンネルタイムブロックの開始時間が明示され、ブロックのサイズフィールド６５５には、チャンネルタイムブロックのサイズが明示され、スケジュール区間フィールド６５６には、連続されたチャンネルタイムブロック間の間隔が明示され、そして、ブロックの数フィールド６５７には、スーパーフレームに含まれたチャンネルタイムブロックの数が明示される。
【００４２】
情報要素のうち、ストリームインデックスフィールド６５３に明示されるデータの種類としては、非同期データ、管理トラフィック、未指定ストリーム及び帯域予約トラフィックを表す値が明示されうる。すなわち、ストリームインデックスフィールド６５３が帯域予約トラフィックを表す値が明示された場合、該当スケジュールブロックによって指定されたチャンネルタイムブロックは、予約区間に設定されたことを意味する。
【００４３】
また、チャンネルタイムブロックを予約区間に設定させるために、発信地識別子フィールドには、帯域割当要請パケットを送信するステーションが明示され、目的地識別子フィールドには、帯域割当要請パケットに対する帯域割当応答パケットを送信するステーションが明示され、開始時間フィールドには、スーパーフレーム上で予約区間の開始時間を表す値が明示され、ブロックのサイズフィールドには、予約区間のサイズが明示され、そして、ブロックの数フィールドには、スーパーフレームに含まれた予約区間の数が含まれる。ここで、一つのスーパーフレームには、一つの予約区間が含まれるので、ブロックの数フィールドには、１が入力される。
【００４４】
以下、チャンネルタイムブロックを予約区間に設定するために各情報要素に挿入される情報を予約情報という。
【００４５】
図７は、本発明の一実施形態による無線ネットワーク調整子を示す図であって、無線ネットワーク調整子７００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  ＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）７１０、メモリ７２０、ＭＡＣユニット７４０、帯域管理部７５０及びＰＨＹユニット７６０を備えて構成される。
【００４６】
ＣＰＵ  ７１０は、バス７３０に連結されている他の構成要素を制御し、図４に示された上位層の作業を担当する。したがって、ＣＰＵ  ７１０は、ＭＡＣユニット７４０から提供される受信データ（受信ＭＳＤＵ（ＭＡＣ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｄａｔａ  Ｕｎｉｔ））を処理するか、または送信データ（送信ＭＳＤＵ）を生成してＭＡＣユニットに提供する。
【００４７】
メモリ７２０は、データを保存する役割を行う。メモリ７２０は、ハードディスク、光ディスク、フラッシュメモリ、ＣＦ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｆｌａｓｈ）カード、ＳＤ（Ｓｅｃｕｒｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ）カード、ＳＭ（Ｓｍａｒｔ  Ｍｅｄｉａ（登録商標））カード、ＭＭＣ（Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ
Ｃａｒｄ）またはメモリスチックなど情報の入出力の可能なモジュールであって、無線ネットワーク調整子７００の内部に備えられていてもよく、別途の装置に備えられていてもよい。
【００４８】
ＭＡＣユニット７４０は、少なくとも一つ以上のチャンネルタイムブロックを含むスーパーフレームを構成するためのビーコンフレームを生成する役割を行う。ここで、帯域管理部７５０は、チャンネルタイムブロックのうち、特定チャンネルタイムブロックをネットワーク上の帯域割当のためのパケットが送受信される区間、すなわち、予約区間に設定しうる。このために、帯域管理部７５０は、スケジュール情報のスケジュールブロックのうち一つの情報要素に予約情報を挿入しうる。これについての詳細な説明は、図６を通じて前述したので、ここでは省略する。
【００４９】
ＰＨＹユニット７６０は、ＭＡＣユニット７４０によって生成されたビーコンフレームを無線信号に変換した後、所定の通信チャンネルを通じて送信する役割を行うが、特定チャンネルタイムブロックを予約区間に設定するために、予約情報の含まれたビーコンフレームを送信しうる。このために、ＰＨＹユニット７６０は、基底帯域プロセッサ７６１及びＲＦユニット７６２を備えて構成され、アンテナ７７０と連結される。アンテナ７７０は、高周波帯域の方向性のある無線信号を送受信しうる。ここで、ＲＦユニット７６２によって形成される通信チャンネルは、６０ＧＨｚ帯域の通信チャンネルを含む。
【００５０】
帯域割当パケットは、帯域割当を要請する帯域割当要請パケット及び帯域割当を承認する帯域割当承認パケットのうち少なくとも一つを含む。すなわち、ネットワーク上に存在するステーションは、予約区間の間に無線ネットワーク調整子に帯域割当要請パケットを送信し、これに対する応答として、無線ネットワーク調整子は、帯域割当承認パケットを送信する。
【００５１】
予約区間で帯域割当パケットを送受信するために、ステーションは相互競争するが、この時の競争方式は、搬送波感知多重接近／衝突回避（ＣＳＭＡ／ＣＡ：Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式またはスロットアロハ方式を含む。
【００５２】
ここで、帯域割当承認パケットを受信したステーションは、割当てられた帯域を通じて自身が送信しようとするデータを送信しうるが、このとき、データは、圧縮データだけではなく、非圧縮データを含む。
【００５３】
帯域管理部７５０は、スケジュールブロックの情報要素のうち、発信地識別子６５１をブロードキャストに設定することによって、ネットワーク上に存在する全てのステーションにとって予約区間での競争を許容でき、発信地識別子６５１を特定ステーションに設定することによって、ネットワーク上に存在する特定ステーションにのみ予約区間での競争を許容することもできる。
【００５４】
図８は、本発明の一実施形態によるステーションを示すブロック図であって、ステーション８００は、ＣＰＵ
８１０、メモリ８２０、ＭＡＣユニット８４０、判断部８５０及びＰＨＹユニット８６０を備えて構成される。
【００５５】
ＣＰＵ  ８１０は、バス８３０に連結されている他の構成要素を制御し、図４に示された上位層の作業を担当する。したがって、ＣＰＵ  ８１０は、ＭＡＣユニット８４０から提供される受信データ（受信ＭＳＤＵ（ＭＡＣ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｄａｔａ  Ｕｎｉｔ））を処理するか、または送信データ（送信ＭＳＤＵ）を生成してＭＡＣユニット８４０に提供する。
【００５６】
メモリ８２０は、データを保存する役割を行う。メモリ８２０は、ハードディスク、光ディスク、フラッシュメモリ、ＣＦカード、ＳＤカード、ＳＭカード、ＭＭＣまたはメモリスチックなど情報の入出力の可能なモジュールであって、ステーション８００の内部に備えられていてもよく、別途の装置に備えられていてもよい。
【００５７】
ＭＡＣユニット８４０は、ＣＰＵ  ８１０から提供されたＭＳＤＵ、すなわち、送信するデータにＭＡＣヘッダを付加してＭＰＤＵ（ＭＡＣ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  Ｄａｔａ  Ｕｎｉｔ）を生成する。
【００５８】
ＰＨＹユニット８６０は、ＭＡＣユニット８４０によって生成されたＭＰＤＵを無線信号に変換した後、通信チャンネルを通じて送信する役割を行う。このために、ＰＨＹユニット８６０は、基底帯域プロセッサ８６１及びＲＦユニット８６２を備えて構成され、アンテナ８７０と連結される。アンテナ８７０は、高周波帯域の方向性のある無線信号を送受信しうる。
【００５９】
基底帯域プロセッサ８６１は、ＭＡＣユニット８４０で生成されたＭＰＤＵを提供されてシグナルフィールド及びプリアンブルを付加してＰＰＤＵを生成する。それにより、ＲＦユニット８６２は、生成されたＰＰＤＵを無線信号に変換した後、アンテナ８７０を通じて送信する。
【００６０】
ステーション８００は、スーパーフレームに含まれた予約チャンネルタイムブロックの帯域を割当てられるか、または非予約チャンネルタイムブロックに他のステーションと競争してデータを送信しうるが、これと別個に、帯域割当を受けるために予約区間に他のステーションと競争しうる。
【００６１】
このために、ＰＨＹユニット８６０は、無線ネットワーク調整子が送信したビーコンフレームを受信しうるが、受信されたビーコンフレームは、判断部８５０に伝えられる。
【００６２】
そして、判断部８５０は、受信されたビーコンフレームを参照して、ネットワーク上の帯域割当のためのパケットが送受信される区間、すなわち、予約区間がスーパーフレームに含まれているか否かを判断する。これは、ビーコンフレームのスケジュールブロックの情報要素のうち、ブロックの数フィールドを参照するか、またはストリームインデックスフィールドを参照して行われる。すなわち、ブロックの数フィールドに１が入力されているか、またはストリームインデックスフィールドが帯域予約トラフィックに設定されている場合、判断部８５０は、該当スケジュールブロックによるチャンネルタイムブロックが予約区間に設定されていることを確認しうる。
【００６３】
判断部８５０の判断結果によって、ＭＡＣユニット８４０は、帯域割当要請パケットを生成し、ＰＨＹユニット８６０は、所定の通信チャンネルを通じて生成された帯域割当要請パケットを無線ネットワーク調整子７００に送信する。そして、これを受信した無線ネットワーク調整子７００は、その応答として帯域割当承認パケットを送信する。
【００６４】
ネットワーク上には、複数のステーションが存在しうるが、各ステーションは、予約区間の間に相互競争して帯域割当要請パケットを送信する。このとき、使われる媒体への接近方式は、搬送波感知多重接近／衝突回避方式またはスロットアロハ方式を含む。
【００６５】
帯域割当承認パケットが受信された場合、ステーション８００のＭＡＣユニット８４０は、前述したような過程を通じてデータを生成し、生成されたデータは、帯域割当承認パケットに指定されたチャンネルタイムブロックでＰＨＹユニット８６０を通じて送信される。この時の通信チャンネルは、６０ＧＨｚ帯域の通信チャンネルを含み、送信されるデータは、非圧縮データでありうる。
【００６６】
一方、ネットワーク上に存在するステーションのうち、帯域管理部７５０を備えたステーションは、無線ネットワーク調整子の役割を行うこともできる。すなわち、この時のステーションは、ビーコンフレームを生成して配布することによって、他のステーションに予約区間を提供し、帯域割当承認パケットを生成して送信することによって、競争で選択された他のステーションに帯域を割り当てる役割を行う。
【００６７】
添付されたブロック図の各ブロックとフローチャートとの各ステップの組合わせは、コンピュータプログラムインストラクションによって行われることが理解できる。これらのコンピュータプログラムインストラクションは、汎用コンピュータ、特殊用コンピュータまたはその他のプログラム可能なデータプロセシング装備のプロセッサに搭載されるので、コンピュータまたはその他のプログラム可能なデータプロセシング装備のプロセッサを通じて行われるそのインストラクションがブロック図の各ブロックまたはフローチャートの各ステップで説明された機能を行う手段を生成する。これらのコンピュータプログラムインストラクションは、特定方式で機能を具現するために、コンピュータまたはその他のプログラム可能なデータプロセシング装備を指向できるコンピュータ利用可能またはコンピュータ判読可能メモリに保存されることも可能であるので、そのコンピュータ利用可能またはコンピュータ判読可能メモリに保存されたインストラクションは、ブロック図の各ブロックまたはフローチャートの各ステップで説明された機能を行うインストラクション手段を内包する製造品目を生産することも可能である。コンピュータプログラムインストラクションは、コンピュータまたはその他のプログラム可能なデータプロセシング装備上に搭載されることも可能であるので、コンピュータまたはその他のプログラム可能なデータプロセシング装備上で一連の動作ステップが行われてコンピュータで実行されるプロセスを生成して、コンピュータまたはその他のプログラム可能なデータプロセシング装備を行うインストラクションは、ブロック図の各ブロック及びフローチャートの各ステップで説明された機能を実行するためのステップを提供することもできる。
【００６８】
また、各ブロックまたは各ステップは、特定された論理的機能を実行するための一つ以上の実行可能なインストラクションを含むモジュール、セグメントまたはコードの一部を表すことができる。また、いくつかの代替実行例では、ブロックまたはステップで述べられた機能が順序を逸脱して発生することもあるということを注目せねばならない。例えば、相次いで図示されている二つのブロックまたはステップは、事実実質的に同時に行われることも可能であり、またはそのブロックまたはステップが時々該当する機能によって逆順に行われることも可能である。
【００６９】
図９は、本発明の一実施形態による無線ネットワーク調整子の動作を示すフローチャートである。
【００７０】
予約区間を設定してネットワークに参与したステーションに他の競争機会を付与するために、無線ネットワーク調整子のＭＡＣユニット７４０は、少なくとも一つ以上のチャンネルタイムブロックを含むスーパーフレームを構成するためのビーコンフレームを生成する（Ｓ９１０）。
【００７１】
このとき、帯域管理部７５０は、スーパーフレームに含まれた少なくとも一つ以上のチャンネルタイムブロックのうち、特定チャンネルタイムブロックを予約区間に設定しうる（Ｓ９２０）。
【００７２】
ビーコンフレームは、スーパーフレームのビーコン区間のうち、送信されてネットワークに参与中であるステーションに配布され（Ｓ９３０）、これにより、ステーションは、帯域を割当されるために相互競争する。
【００７３】
そして、ＰＨＹユニット７６０は、ステーションから帯域割当要請パケットを受信するが（Ｓ９４０）、これにより、ＭＡＣユニット７４０は、帯域割当承認パケットを生成する。このとき、帯域管理部７５０は、帯域割当承認パケットに送信ステーション、受信ステーション、データの種類及び該当チャンネルタイムブロックなどの情報を挿入しうる。生成された帯域割当承認パケットは、ＰＨＹユニット７６０を通じて送信される（Ｓ９５０）。
【００７４】
図１０は、本発明の実施形態によるステーションがデータを送受信する過程を示すフローチャートである。
【００７５】
無線ネットワーク調整子７００によって提供された予約区間を通じて帯域を割当されるために、ステーション８００のＰＨＹユニット８６０は、ネットワーク上に配布されたビーコンフレームを受信する（Ｓ１０１０）。
【００７６】
受信されたビーコンフレームは、判断部８５０に伝えられ、判断部８５０は、受信されたビーコンフレームを参照して、予約区間がスーパーフレームに含まれているか否かを判断する（Ｓ１０２０）。判断部８５０による判断は、スケジュールブロックの情報要素に含まれたブロックの数フィールドまたはストリームインデックスフィールドを通じて行われる。
【００７７】
判断結果は、ＭＡＣユニット８４０に伝えられ、ＭＡＣユニット８４０は、帯域割当要請パケットを生成する（Ｓ１０３０）。そして、生成された帯域割当要請パケットは、ＰＨＹユニット８６０によって送信され（Ｓ１０４０）、それに対する応答として帯域割当承認パケットが受信されうる（Ｓ１０５０）。
【００７８】
帯域割当承認パケットには、スーパーフレームに含まれたチャンネルタイムブロックのうち一つが指定されて明示されうるが、ステーション８００は、指定されたチャンネルタイムブロックでデータを送信しうる（Ｓ１０６０）。
【００７９】
以上、添付された図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、当業者は、本発明がその技術的思想や必須的な特徴を変更せずに他の具体的な形態で実施されうるということが分かるであろう。したがって、前述した実施形態は、全ての面で例示的なものであり、限定的ではないと理解せねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明の無線ネットワークシステム及び前記無線ネットワーク上でのデータの送受信方法によれば、スーパーフレームの区間のうち、ネットワーク上の帯域割当に対する要請及び承認のためのパケットが送受信される時間区間を別途に設定し、これにより、割当てられた帯域を通じてデータを送受信することによって、帯域割当のための競争をさらに合理的に運用しうる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】従来の伝送要求及び伝送クリアを利用した半二重的無線ネットワークを示す図である。
【図２】従来のスーパーフレームを示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による無線ネットワークシステムを示す概念図である。
【図４】本発明の一実施形態による通信階層を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態によるスーパーフレームを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態によるスケジュール情報を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態による無線ネットワーク調整子を示すブロック図である。
【図８】本発明の一実施形態によるステーションを示すブロック図である。
【図９】本発明の一実施形態による無線ネットワーク調整子の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施形態によるステーションがデータを送受信する過程を示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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