(57)【要約】無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）における基本サービスセット（ＢＳＳ）のカバーエリア内に配置された移動端末（ＭＴ）の一式と中央コントローラとの間の通信サービス品質（ＱｏＳ）を維持する方法及び装置を説明する。ＭＴによって接続要求を検出した上で、十分なリソースが利用できるか否かを決定し、十分なリソースが利用できるか他のリソースが割り当てられるかの一方である場合に、スループット要求を満たす十分に大きいパケットセットを持つ最も強固な物理層（ＰＨＹ）モードを用いて、ＭＴで接続を確立する。十分なリソースが利用できない場合、他のリソースを割り当てることを試みる。さらに、接続におけるクリティカルパケットとして信頼性のある送信を提供する方法であって、クリティカルパケットを第一のＰＨＹモードで送信するステップと、その接続における十分なリソースが利用できるか否かを決定するステップと、十分なリソースが利用できる場合に、重複パケットを第ニのＰＨＹモードで送信するステップとを具える方法について説明する。
2005536942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）における基本サービスセット（ＢＳＳ）のカバーエリア内に配置された移動端末（ＭＴ）の一式と中央コントローラとの間の通信サービス品質（ＱｏＳ）を維持する方法であって、
ＭＴによって接続要求を検出するステップと、
十分なリソースが利用できるか否かを決定するステップと、
十分なリソースが利用できない場合に、他のリソースを割り当てることを試みるステップと、
十分なリソースが利用できるか他のリソースが割り当てられるかの一方である場合に、スループット要求を満たす十分に大きいパケットセットを持つ最も強固な物理層（ＰＨＹ）モードを用いて、前記ＭＴで接続を確立するステップとを具えることを特徴とする方法。
【請求項２】
任意の接続のリンク品質が劣化したか否かを決定するステップと、
劣化したリンク品質の全ての接続に適合するステップとを更に具えることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記十分なリソースが利用できるか否かを決定するステップが、前記ＢＳＳの利用が能力限界より下であるかどうかを決定するステップを具えることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記他のリソースを割り当てるステップが、
任意の接続が上位ＰＨＹモードに適合しないかどうかを決定するステップと、
上位の実現可能なＰＨＹモードでない少なくとも一つの接続がある場合に、少なくとも一つの接続を上位ＰＨＹモードに適合させるステップとを具えることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記上位の実現可能なＰＨＹモードでない少なくとも一つの接続がある場合に、少なくとも一つの接続を前記上位ＰＨＹモードに適合させるステップが、
スループット要求及び前記上位ＰＨＹモードでない前記接続のＰＨＹモードを決定するステップと、
前記接続を新しい上位ＰＨＹモードに上げるステップと、
前記接続に対するスループット要求を満足するのに十分な数のパケットを割り当てるステップとを具えることを特徴とする、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記上位ＰＨＹモードでない接続の前記ＰＨＹモードと、前記新しいＰＨＹモードとが、共に対応する伝送速度を有し、かつ、前記十分な数のパケットを割り当てるステップが、
(i)前記上位ＰＨＹモードでない前記接続の前記ＰＨＹモードの伝送速度を、(ii)前記新しいＰＨＹモードの伝送速度で割って、調整比を作成するステップと、
前記調整比を用いて、前記十分な数のパケットを決定するステップとを具えることを特徴とする、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記劣化したリンク品質の全ての接続を適合するステップが、
劣化したリンク品質の接続のスループット要求及びＰＨＹモードを決定するステップと、
前記接続を新しい下位ＰＨＹモードに下げるステップと、
前記接続に対するスループット要求を満足するのに十分な数のパケットを割り当てるステップとを具えることを特徴とする、請求項２記載の方法。
【請求項８】
前記劣化したリンク品質の接続の前記ＰＨＹモードと、前記新しい下位ＰＨＹモードとが、共に対応する伝送速度を有し、前記十分な数のパケットを割り当てるステップが、
(i)劣化したリンク品質の前記接続の前記ＰＨＹモードの前記伝送速度を、(ii)前記新しいＰＨＹモードの前記伝送速度で割って、調整比を作成するステップと、
前記調整比を用いて、前記十分な数のパケットを決定するステップとを具えることを特徴とする、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記能力限界が、８０〜１００％の範囲内であることを特徴とする、請求項３記載の方法。
【請求項１０】
無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）における基本サービスセット（ＢＳＳ）のカバーエリア内に配置された移動端末（ＭＴ）の一式と中央コントローラとの間の通信サービス品質（ＱｏＳ）を維持する装置であって、
受信回路と、
送信回路と、
前記受信回路と前記送信回路とに結合されたプロセッサと、
前記プロセッサに結合されたメモリとを具え、
前記受信回路によってＭＴによる接続要求を検出し、十分なリソースが利用できるどうか否かを決定し、十分なリソースが利用できない場合に、他のリソースを割り当てることを試み、十分なリソースが利用できるか他のリソースが割り当てられるかの一方である場合に、スループット要求を満たす十分に大きいパケットセットを持つ最も強固な物理層（ＰＨＹ）モードを用いて、前記ＭＴで接続を確立することを、前記プロセッサに許容するように、前記メモリを構成することを特徴とする装置。
【請求項１１】
任意の接続のリンク品質が劣化したか否かを決定し、劣化したリンク品質の全ての接続を適合することを、前記プロセッサに許容するように、前記メモリを構成することを特徴とする、請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
十分なリソースが利用できるか否かを決定するに際し、
前記ＢＳＳの利用が能力限界より下であるかどうかを決定することを、前記プロセッサに許容するように、前記メモリを更に構成することを特徴とする、請求項１０記載の装置。
【請求項１３】
他のリソースを割り当てるに際し、
任意の接続が、上位ＰＨＹモードに適合しないかどうかを決定し、上位の実現可能なＰＨＹモードでない少なくとも一つの接続がある場合に、少なくとも一つの接続を上位ＰＨＹモードに適合させることを、前記プロセッサに許容するように、前記メモリを更に構成することを特徴とする、請求項１０記載の装置。
【請求項１４】
前記上位の実現可能なＰＨＹモードでない少なくとも一つの接続がある場合に、少なくとも一つの接続を前記上位ＰＨＹモードに適合させるに際し、
スループット要求及び前記上位ＰＨＹモードでない前記接続のＰＨＹモードを決定し、前記接続を新しい上位ＰＨＹモードに上げ、前記接続に対するスループット要求を満足するのに十分な数のパケットを割り当てることを、前記プロセッサに許容するように、前記メモリを更に構成することを特徴とする、請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
前記上位ＰＨＹモードでない接続の前記ＰＨＹモードと、前記新しいＰＨＹモードとが、共に対応する伝送速度を有し、かつ、前記十分な数のパケットを割り当てるようにするに際し、
(i)前記上位ＰＨＹモードでない前記接続の前記ＰＨＹモードの伝送速度を、(ii)前記新しいＰＨＹモードの伝送速度で割って、調整比を作成し、
前記調整比を用いて、前記十分な数のパケットを決定することを、前記プロセッサに許容するように、前記メモリを更に構成することを特徴とする、請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
前記劣化したリンク品質の全ての接続を適合するに際し、
劣化したリンク品質の接続のスループット要求及びＰＨＹモードを決定し、前記接続を新しい下位ＰＨＹモードに下げ、
前記接続に対する前記スループット要求を満足するのに十分な数のパケットを割り当てることを、前記プロセッサに許容するように、前記メモリを更に構成することを特徴とする、請求項１１記載の装置。
【請求項１７】
前記劣化したリンク品質の前記接続の前記ＰＨＹモードと、前記新しいＰＨＹモードとが、共に対応する伝送速度を有し、前記十分な数のパケットを割り当てるに際し、
(i)劣化したリンク品質の前記接続の前記ＰＨＹモードの伝送速度を、(ii)前記新しいＰＨＹモードの伝送速度で割って、調整比を作成し、
前記調整比を用いて、前記十分な数のパケットを決定することを、前記プロセッサに許容するように、前記メモリを更に構成することを特徴とする、請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
前記能力限界が、８０〜１００％の範囲内であることを特徴とする、請求項１２記載の装置。
【請求項１９】
無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）における基本サービスセット（ＢＳＳ）のカバーエリア内に配置された移動端末（ＭＴ）の一式と中央コントローラとの間の通信サービス品質（ＱｏＳ）を維持する装置であって、
ＭＴによって接続要求を検出する手段と、
十分なリソースが利用できるか否かを決定する手段と、
十分なリソースが利用できない場合に、他のリソースを割り当てることを試みる手段と、
十分なリソースが利用できるか他のリソースが割り当てられるかの一方である場合に、スループット要求を満たす十分に大きいパケットセットを持つ最も強固な物理層（ＰＨＹ）モードを用いて、前記ＭＴで接続を確立する手段とを具えることを特徴とする装置。
【請求項２０】
任意の接続のリンク品質が劣化したか否かを決定する手段と、
劣化したリンク品質の全ての接続に適合する手段とを更に具えることを特徴とする、請求項１９記載の装置。
【請求項２１】
前記十分なリソースが利用できるか否かを決定する手段が、前記ＢＳＳの利用が能力限界より下であるかどうかを決定する手段を具えることを特徴とする、請求項１９記載の装置。
【請求項２２】
前記他のリソースを割り当てる手段が、
任意の接続が上位ＰＨＹモードに適合しないかどうかを決定する手段と、
上位の実現可能なＰＨＹモードでない少なくとも一つの接続がある場合に、少なくとも一つの接続を上位ＰＨＹモードに適合させる手段とを具えることを特徴とする、請求項１９記載の装置。
【請求項２３】
前記上位の実現可能なＰＨＹモードでない少なくとも一つの接続がある場合に、少なくとも一つの接続を前記上位ＰＨＹモードに適合させる手段が、
スループット要求及び前記上位ＰＨＹモードでない前記接続のＰＨＹモードを決定する手段と、
前記接続を新しい上位ＰＨＹモードに上げる手段と、
前記接続に対するスループット要求を満足するのに十分な数のパケットを割り当てる手段とを具えることを特徴とする、請求項２２記載の装置。
【請求項２４】
前記上位ＰＨＹモードでない接続の前記ＰＨＹモードと、前記新しいＰＨＹモードとが、共に対応する伝送速度を有し、かつ、前記十分な数のパケットを割り当てる手段が、
(i)前記上位ＰＨＹモードでない前記接続の前記ＰＨＹモードの伝送速度を、(ii)前記新しいＰＨＹモードの伝送速度で割って、調整比を作成する手段と、
前記調整比を用いて、前記十分な数のパケットを決定する手段とを具えることを特徴とする、請求項２３記載の装置。
【請求項２５】
前記劣化したリンク品質の全ての接続を適合する手段が、
劣化したリンク品質の接続のスループット要求及びＰＨＹモードを決定する手段と、
前記接続を新しい下位ＰＨＹモードに下げる手段と、
前記接続に対するスループット要求を満足するのに十分な数のパケットを割り当てる手段とを具えることを特徴とする、請求項２０記載の装置。
【請求項２６】
前記劣化したリンク品質の前記接続の前記ＰＨＹモードと、前記新しい下位ＰＨＹモードとが、共に対応する伝送速度を有し、前記十分な数のパケットを割り当てる手段が、
(i)劣化したリンク品質の前記接続の前記ＰＨＹモードの伝送速度を、(ii)前記新しいＰＨＹモードの前記伝送速度で割って、調整比を作成する手段と、
前記調整比を用いて、前記十分な数のパケットを決定する手段とを具えることを特徴とする、請求項２５記載の装置。
【請求項２７】
前記能力限界が、８０〜１００％の範囲内であることを特徴とする、請求項２１記載の装置。
【請求項２８】
接続におけるクリティカルパケットに対して信頼性のある送信を提供する方法であって、
前記クリティカルパケットを第一のＰＨＹモードで送信するステップと、
前記接続における十分なリソースが利用できるか否かを決定するステップと、
十分なリソースが利用できる場合に、重複パケットを第二のＰＨＹモードで送信するステップとを具えることを特徴とする方法。
【請求項２９】
十分なリソースが利用できないかどうかを決定する場合、
前記接続の再交渉が可能であるか否かを決定するステップと、
前記接続を再交渉するステップとを更に具えることを特徴とする、請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
前記クリティカルパケットが、再送信が必要とされる場合に使われなくなるデータを有することを特徴とする、請求項２８記載の方法。
【請求項３１】
前記第一のＰＨＹモードが前記第ニのＰＨＹモードよりも上位であることを特徴とする、請求項２８記載の方法。
【請求項３２】
前記接続における十分なリソースが利用できるか否かを決定する前記ステップが、
チャネルの利用できる帯域幅を検出するステップと、
前記利用できる帯域幅が、前記クリティカルパケットにおけるデータ量に等しいデータ量を送信するのに十分であるか否かを決定するステップとを具えることを特徴とする、請求項２８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信システムに関する。特に、本発明は、無線ローカルエリアネットワークにおける通信サービス品質（quality of service）を保証する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで、米国電気電子学会（ＩＥＥＥ：the Institute of Electrical and Electronics Engineers）及び欧州電気通信標準化協会（ＥＴＳＩ：the European Telecommunications Standards Institute）の双方が、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）の規格を公表している。ＥＴＳＩによってサポートされるＷＬＡＮ規格は、ブロードバンド・ラジオ・アクセス・ネットワーク（ＢＲＡＮ）企画から出たものであって、High Performance Radio Local Area NetworkType ２（ＨＩＰＥＲＬＡＮ２）規格に含められ、http//www.etsi.org/にあるその協会のワールド・ワイド・ウェブ・サイトから利用できる。ＩＥＥＥによって提案されたＷＬＡＮ規格は、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズの規格に含められ、http//www.ieee.org/にある、学会のワールド・ワイド・ウェブ・サイトから利用できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般的に、ＷＬＡＮの二つの異なる表記：インフラベース（infrastrcture-based）形態とアドホック（ad-hoc）形態とがある。以前のネットワーク形態では、通信は、移動端末（ＭＴ）又はステーションといわれる無線ノードと、アクセスポイント（ＡＰ）との間だけで典型的に行われている。ＡＰは、無線セルで資源の集中的管理を担うデバイスであるとともに、一般的に、固定（すなわち、無線でない）ネットワークに接続される。アドホック形態のネットワークでは、通信が、中央コントローラ（ＣＣ）といわれる、複数のＭＴの一つを持つ、複数の無線ノード間で行われ、ＡＰと等価の制御機能性を備える。複数のＭＴ及びＡＰ／ＣＣは、同一無線カバーエリア内にあり、それらは、基本サービスセット（ＢＳＳ：Basic Service Set）として知られている。
【０００４】
ＩＥＥＥ８０２．１１ａ及びＥＴＳＩ／ＢＲＡＮ ＨＩＰＥＲＬＡＮ２規格の両方の特徴の一つは、コーディング及び変調スキームを通して成立する、ＡＰ／ＣＣと複数のＭＴとの間の種々の物理転送方式（physical transmission modes）が使用できることである。これら物理転送方式は、ＰＨＹモードと言われる。８０２．１１ａ及びＨＩＰＥＲＬＡＮ２ではそれぞれ、８及び７モードある。これまで、各ＭＴは、それぞれのＰＨＹモードで各ＭＴをサポートするＡＰ／ＣＣを持ち、そのＭＴに最適なＰＨＹモードで動作する。様々なＰＨＹモードを取り入れることによって、ＷＬＡＮのＡＰ／ＣＣは、様々な混信及び伝搬環境を扱うことができる。これは、通信のサービス品質（ＱｏＳ）を維持するのに役立つ。これまで、一つのＰＨＹモードから他のＰＨＹモードへの切替決定は、大抵の場合、信号対雑音比とパケット／ビット・誤りレートとの少なくとも一方に基づく。通常、切替は、単一ステップ処理（すなわち、あるモードから次の高／低モードまで）である。
【０００５】
さらに、信頼性はもう一つの重要な問題である。リアルタイムアプリケーションの中には、システムは、時間制限に起因してエラーパケットの十分な再送信を有しない。現在のところ、信頼性は、リアルタイムパケットのような種類の更なる保護を規定する媒体アクセス制御（MAC：Medium Access Control）／データリンク制御（DLC：Data Link Control）で前方向誤り訂正（FEC:Forward Error Correction）コードの他の層を使用することによって得られる。この他の層は、復号処理を更に複雑にする。
【０００６】
したがって、ＱｏＳを保証できるとともに、同じスループットを維持しながら信頼性を得ることができる、他の方法を提供することが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、リンク適合及びスケジューリングを用いた、無線ローカルエリアネットワーク（複数ＷＬＡＮ）における通信サービス品質を保証する、方法及び装置を対象とする。
【０００８】
本発明の一態様によれば、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）における基本サービスセット（ＢＳＳ）のカバーエリア内に配置された移動端末（ＭＴ）の一式と中央コントローラとの間の通信サービス品質（ＱｏＳ）を維持する方法を提供する。方法は、ＭＴによって接続要求を検出するステップと、十分なリソースが利用できるか否かを決定するステップと、十分なリソースが利用できない場合に、他のリソースを割り当てることを試みるステップと、十分なリソースが利用できるか他のリソースが割り当てられるかの一方である場合に、スループット要求を満たす十分に大きいパケットセットを持つ最も強固な物理層（ＰＨＹ）モードを用いて、前記ＭＴで接続を確立するステップとを具える。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）における基本サービスセット（ＢＳＳ）のカバーエリア内に配置された移動端末（ＭＴ）の一式と中央コントローラとの間の通信サービス品質（ＱｏＳ）を維持する装置を提供する。装置は、受信回路と、送信回路と、前記受信回路と前記送信回路とに結合されたプロセッサと、前記プロセッサに結合されたメモリとを具える。前記受信回路によってＭＴによる接続要求を検出し、十分なリソースが利用できるどうか否かを決定し、十分なリソースが利用できない場合に、他のリソースを割り当てることを試み、十分なリソースが利用できるか他のリソースが割り当てられるかの一方である場合に、スループット要求を満たす十分に大きいパケットセットを持つ最も強固な物理層（ＰＨＹ）モードを用いて、前記ＭＴで接続を確立することを、前記プロセッサに許容するように、前記メモリを構成する。
【００１０】
さらに、本発明の他の態様によれば、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）における基本サービスセット（ＢＳＳ）のカバーエリア内に配置された移動端末（ＭＴ）の一式と中央コントローラとの間の通信サービス品質（ＱｏＳ）を維持する装置を提供する。装置は、ＭＴによって接続要求を検出する手段と、十分なリソースが利用できるか否かを決定する手段と、十分なリソースが利用できない場合に、他のリソースを割り当てることを試みる手段と、十分なリソースが利用できるか他のリソースが割り当てられるかの一方である場合に、スループット要求を満たす十分に大きいパケットセットを持つ最も強固な物理層（ＰＨＹ）モードを用いて、前記ＭＴで接続を確立する手段とを具える。
【００１１】
本発明の更に別の態様によれば、接続におけるクリティカルパケットに対して信頼性のある送信を提供する方法であって、前記クリティカルパケットを第一のＰＨＹモードで送信するステップと、前記接続における十分なリソースが利用できるか否かを決定するステップと、十分なリソースが利用できる場合に、重複パケットを第二のＰＨＹモードで送信するステップとを具える方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の、上述したもの、他の特徴及び利点は、以下から明らかであり、様々な図面を通して、参照記号は同じ部分を引用して添付図面に示すような好適な実施の形態をより詳細に説明する。
【００１３】
以下の説明では、限定ではなく説明のために、本発明の十分な理解を得るように、具体的な詳細は、例えば、特定のアーキテクチャ、インターフェース、テクニック等のようなものが説明される。しかしながら、本発明の当業者であれば、これら具体的な詳細を変更した他の実施の形態で実施できることは明らかである。さらに、この発明は、図示の例としてＨＩＰＥＲＬＡＮ２を用いているが、発明そのものは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａも同様に適用できることに言及する。
【００１４】
図１は、本発明の複数の実施の形態が適用される代表的なネットワークを示す。図１に示すように、基本サービスセット（ＢＳＳ）１０２は、複数の移動端末、ＭＴ１０６，ＭＴ１０８及びＭＴ１１０に結合され、アクセスポイント／中央コントローラ（ＡＰ／ＣＣ）１０４を有する。無線を通じて互いに通信する複数ＭＴとＡＰ／ＣＣとが複数の無線チャネルを持つように連結する。さらに、図１は、非ＭＴ装置１１２を有する。非ＭＴ装置１１２は、ＢＳＳの一部でないが、ＢＳＳ内の、複数ＭＴ及びＡＰ／ＣＣと同じ周波数で動作するとともに、ＢＳＳの装置にインターフェースをもたらす。これは、騒々しい環境を引き起こすとともに、ネットワーク内の通信を混乱させることがある。図１に示すネットワークは、図示のために小さい。実際には、大抵のネットワークは、大多数の移動局及び非ＭＴ装置を有する。
【００１５】
ＨＩＰＥＲＬＡＮ２で規定される物理層（ＰＨＹ）は、様々な変調及びスキームをコーディングするチャネルに基づく複数の伝送速度を有し、それゆえ、フレームの送信器は、特定時間で、受信器そのものの間の無線チャネル条件に基づくシステムで規定される複数データレートのうちの一つを選択できる。ＢＳＳの各装置は、同一チャネルを使用するが、各ＭＴは、異なるＰＨＹモードを用いたＡＰ／ＣＣと通信することができる。さらに、各装置は、それ自身によって又はＡＰ／ＣＣによる要求に応じて、送信しているＰＨＹモードを更に変えることができる。６〜５４Mbit/sで変動する様々なデータレートは、直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）サブキャリアを変調する様々なアルファベット信号を用いるとともに、マザー畳み込みコーディングレート（mother convolutional coding rate）に対して様々な穴あきパタン（puncturing patterns）を適用することによって達成される。この特徴によって、システムは、変化するインターフェース状況及び距離考慮を計上するためのリンク適合スキームを用いて、無線リンク品質を向上させることができる。２位相偏移変調（ＢＰＳＫ：Binary Phase Shift Keying）、４位相偏移変調（QＰＳＫ：Quaternary Phase Shift Keying）、16-直交振幅変調（ＱＡＭ：Quadrature Amplitude Modulation）は、６４ＱＡＭが選択的であるのに対して、必須の変調フォーマットとして用いられる。説明目的のため、以下の表に示す七つのＰＨＹモードに関する例としてＨＩＰＥＲＬＡＮ２を用いる。
【００１６】
【表１】
2005536942.tif 000003
【００１７】
典型的には、用いられる伝送速度を低くするに従って、送信の信頼性が更に向上する。しかしながら、更に低い伝送速度は、更に低い帯域幅と同等に扱う。したがって、上位ＰＨＹモードから下位モードまで変更することによって、リンク品質（パケット／ビットエラーレートについて）を向上することができるが、システムは、その接続のスループット要求に持ちこたえられないであろう。
【００１８】
攻撃されやすい無線通信環境の下での通信サービス品質（ＱｏＳ）の保証は、重要であるが難しい問題である。本発明の重要な原理は、各ＭＴとＡＰ／ＣＣとの間のリンクの通信サービス品質（ＱｏＳ）を維持するための手段を提供することである。特に、無線接続のスループットは、リンク適合及びスケジューリングを用いることによって、本発明ので維持される。その上、無線接続の信頼性は、様々な伝送速度を用いて冗長データパケットを送信することによって増加させる。
【００１９】
また、ＨＩＰＥＲＬＡＮ２は、ＰＨＹ層に接続する、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルを規定する。図２は、ＭＡＣフレーム２０４，２０６，２０８，２１０を具える、代表的なＭＡＣフレームの一式である。ＨＩＰＥＲＬＡＮ２における全てのＭＡＣフレームは、２msの長さであるとともに同一フォーマットを有する。全てのＭＡＣフレームの一般的な内容は、ＭＡＣフレーム２０６に示されるとともに、次の五つのフェーズ：ブロードキャスト／制御フェーズ、ダウンリンク（ＤＬ）フェーズ２５６、ダイレクトモード／ダイレクトリンク（ＤＭ）フェーズ２５８、アップリンク（ＵＬ）フェーズ２６０及びランダムフェーズを具える。
【００２０】
ブロードキャスト／制御フェーズは、同期化情報、各装置用パケット割当て及び各装置が動作するＰＨＹモードの制御を有するブロードキャスト制御情報を具える。ブロードキャストが情報を制御することは、ブロードキャストチャネル（ＢＣＨ：Broadcast CHannel）２５０に含められ、これは、論理チャネルを伝えるトランスポートチャネルである。また、ブロードキャスト／制御フェーズは、フレームチャネル（ＦＣＨ：Frame Channel）２５２を含み、これは、現在のＭＡＣフレームでリソースがどのように割り当てられるかを規定する情報を含む論理チャネル、フレーム制御チャネルを伝えるトランスポートチャネルであって、各接続に割り当てられたパケット数だけでなく、タイミング及びＰＨＹモード情報を含む。一般的に、フレーム制御チャネルの内容は、フレームからフレームへと動的に変化する。最後に、ブロードキャスト／制御フェーズは、アクセスフィードバック制御（ＡＣＨ：Access feedback CHannel）２５４を含み、これは、アクセスの結果がＭＴによってランダムチャネルを作ろうと試みる論理チャネル、ランダムアクセスフィードバックチャネルのためのトランスポートチャネルである。さらに、以下で説明するように、複数ＭＴは、ランダムフェーズを使ってシステムへのアクセスをめぐって競う。
【００２１】
ダウンリンク（ＤＬ）フェーズ２５６は、ユーザ及び制御データがＡＰ／ＣＣ「ダウンリンク」からＭＴまで送信される間のＭＡＣフレームのダウンリンク送信の一部である。送信されるデータは、ユニキャストモード、ブロードキャストモード及びマルチキャストモードの制御データ同様にユーザになることができる。ダイレクトモード（ＤＭ）フェーズ２５８は、アクセスポイント又は中央コントローラの制御下以外を通ることなしに行われる、同じＡＰ又はＣＣと結び付けられるＭＴ間でデータ交換が生じる区切りである。アップリンク（ＵＬ）フェーズ２６０は、データがＭＴからＡＰ／ＣＣまで送信される、ＭＡＣフレームの一部である。ランダムフェーズ、すなわち、ランダムアクセスフェーズは、任意のＭＴがシステムにアクセスを試みることができるＭＡＣフレームの区切りである。コンテンションスキームは、全ての複数ＭＴによってランダムチャネルに公平なアクセスを確実にするためのランダムフェーズのアクセスに適用される。ランダムフェーズは、ランダムチャネル（ＲＣＨ：Random CHannel）を含み、これは、次の論理チャネル：ランダムアクセスチャネル及びアソシエーション制御チャネルを持つ（carry）ＭＡＣフレームのアップリンクの送信チャネルである。
【００２２】
図３は、ＤＬフェーズ３１０を具えるＭＡＣフレーム３０２の一例のブロック図である。ＭＡＣフレーム３０２は、ＤＬフェーズ３１０に含まれるＭＡＣパケット３５０を有する。ＭＡＣパケット３５０用制御情報、例えば、パケットのＰＨＹモード情報及びタイミング等は、既にＦＣＨフェーズに送信されている。ＭＡＣパケット３５０は、ＰＨＹモード７のとき、ＡＰ／ＣＣ１０４からＭＴ１ １０６まで送信される。この例では、ＡＰ／ＣＣ１０４からＭＴ1 １０６まで送信されるデータ量は、送信されるフレームに対して１パケット（すなわち、５４Mbps）を要する。しかしながら、非ＭＴ装置１１２などのインターフェースからの妨害に起因して、送信は、下位ＰＨＹモードに下げることを要する。特定の接続のためのスループットを維持するため、本発明は、その接続用のＭＡＣフレームに対するパケット配分を増加する。例えば、ＰＨＹモード７（すなわち、５４Mbps）で送信する接続に関し、送信されるデータ量は、１パケットがフレームごとに割り当てられることを要する。しかしながら、送信がＰＨＹモード５（すなわち、２７Mbps）に下げることを要する場合には、ＰＨＹモード７の下での接続と同様のスループットを維持するため、１フレームにつき２パケットがこの接続に割り当てられることを要する。
【００２３】
図４は、ＤＬフェーズ４１０を具えるＭＡＣフレーム４０２の一例のブロック図である。ＭＡＣフレーム４０２は、ＤＬフェーズ４１０に含まれる、第１ＭＡＣパケット２ａ ４５０及び第２ＭＡＣパケット２ｂ ４６０を有する。第１ＭＡＣパケット２ａ ４５０及び第２ＭＡＣパケット２ｂ ４６０用制御情報、例えば、パケットのＰＨＹモード情報及びタイミング等は、既にＦＣＨフェーズに送信されている。ＭＡＣパケット２ａ ４５０は、ＭＡＣヘッダ４５４及びデータ部４５２を有し、ＭＡＣパケット２ｂ ４６０は、ＭＡＣヘッダ４６４及びデータ部４６２を有する。ＭＡＣパケット２ａ ４５０及び第２ＭＡＣパケット２ｂ ４６０は、ＰＨＹモード５のとき、ＡＰ／ＣＣ１０４からＭＴ1 １０６まで送信される。このやり方において、システムは、下位ＰＨＹモードで大多数のパケットを送信することによって、接続用の同様なスループットを維持することができる。
【００２４】
図５は、本発明を実施するためのＡＰ／ＣＣ１０４の動作方法となり得る一例を示す流れ図である。動作方法は、次のステップを具える。ステップ５０２において、ＡＰ／ＣＣがリセットされ、ネットワークを初期化する。初期化処理は、規定の実行であるとともに技術的に周知である。例えば、ＡＰ／ＣＣ１０４は、通信するチャネルを決定するとともに、複数ＭＴによって要求される接続に従うこと及び受け入れを開始するために全ての割り当てをリセットする。ステップ５０４において、ＡＰ／ＣＣ１０４は、ＭＴがネットワークへの受け入れを要求するのを検出する。この例において、ＭＴ１ １０６は、ネットワークへの受け入れを要求する第１ＭＴである。一旦ネットワークへの受け入れが検出されると、ステップはステップ５０６に進み、ここで、ＡＰ／ＣＣ１０４はネットワーク容量を使い果たしたかどうかを決定する。その時点でネットワーク上にＭＴの容量（MT’ｓ）が無い場合、容量が使用されていないのでステップはステップ５０８に進む。ステップ５０８において、ＡＰ／ＣＣ１０４は、要求するスループット条件を満たすのに必要とされる、最も強力なモードで、ＭＴ１ １０６によって接続を認める。この例において、ＡＰ／ＣＣ１０４は、ＰＨＹモード１のときにＭＴ１ １０６で接続を確立する。一実施の形態では、接続は、大抵、最も強固なＰＨＹモード、ＰＨＹモード１で確立され、アプリケーションのスループット要求を満足するために必要な最大パケット数を送信するのを許可する。上位ＰＨＹモードが、ＰＨＹモード１によって満足させることができないということを要求する場合、上位ＰＨＹモードを使用する。他の実施の形態において、接続は、ＡＰ／ＣＣ１０４とＭＴとの間で取り決められる他のＰＨＹモードで確立することができる。接続が確立した後、ＡＰ／ＣＣ１０４は次に通常のステップに戻る。
【００２５】
ＡＰ／ＣＣ１０４は、ステップ５０４においてＭＴによってネットワーク受け入れが要求されていることを検出した場合、ステップ５０６においてネットワーク容量が使い果たされているのを除き、ステップ５１０において、ＡＰ／ＣＣ１０４は、全ての接続が、その時点で最上位の実行可能なＰＨＹモードであるかどうかを決定する。全ての接続が最上位の実行可能なＰＨＹモードでない場合、ＡＰ／ＣＣ１０４は、ネットワークを再構成するとともに、可能な限りＭＴを許可する。一実施の形態では、ＡＰ／ＣＣ１０４は、それら最上位の実行可能なＰＨＹモードでの全ての接続について、ネットワークが約８０％を満たすまで接続を認めるのみである。他の実施の形態では、ＡＰ／ＣＣ１０４は、特定要素を実行するのに基づくパーセンテージを増加又は減少させる。
【００２６】
ステップ５１２において、新しい接続を許可しようとするに際し、十分なリソースを割り当てるＭＴと通信することによって、上位ＰＨＹモードに一以上の接続を適合させる。一実施の形態において、ＡＰ／ＣＣ１０４は、先ず、最初に最下位ＰＨＹモードであるように全ての接続を適合させ、そして次に、上位ＰＨＹモードであるように全ての接続を適合させる。他の実施の形態において、ＡＰ／ＣＣ１０４は、指定された優先順位又は他の因子、例えば、受信信号強度表示信号（RSSI：Received Signal Strength Indicator）レベルなどに基づき、接続を選択的に適合させる。
【００２７】
全ての接続が、それら最上位の実現可能なＰＨＹモードである場合、これは、ネットワークが最大容量であるとともに、一以上の接続が、リンク適合アルゴリズムに従う上位ＰＨＹモードに適合することができるまで、又は一以上の接続が終了するまで、任意に将来の複数ＭＴの承認を拒否する。ステップ５１４において、ネットワーク承認要求を拒否する。
【００２８】
ステップ５０４において、ＡＰ／ＣＣ１０４が、要求されたネットワーク承認を検出しないとき、ＡＰ／ＣＣ１０４は、ステップ５１６において、リンク品質に劣化があるか否かを見るためにチェックを行う。ＭＴ１  １０６との接続のような接続のリンク品質が非ＭＴ装置１１２のような装置から又はＭＴのロケーションの変化からの干渉によって劣化したことが検出された場合、動作がステップ５１８で継続する。ステップ５１８において、ＡＰ／ＣＣ１０４は、十分な数のパケットを割り当てることによってスループットを維持しながら接続を下位ＰＨＹモードに適合する。一実施の形態において、接続を次の下位ＰＨＹモードに適合することができる。他の実施の形態において、接続は下位ＰＨＹモードに切り替えられる。更に別の実施の形態において、接続を最下位ＰＨＹモードのＰＨＹモード１（６Ｍｂｐｓ）に切り替えることができる。他の無線リソース（帯域幅）が利用できる場合、単一ステップのＰＨＹモード調整に対する制約がない。極端な場合において、ＰＨＹモード７からＰＨＹモード１への切替を考える。この場合において、接続のスループットを維持するために９パケット／フレーム（９×６Ｍｂｐｓ＝５４Ｍｂｐｓ）が必要である。下位ＰＨＹモードから上位ＰＨＹモードに切り替える際に同様な論拠を適用する。例えば、５４Ｍｂｐｓで伝送される１パケット／フレームの接続を有する場合、接続を、利用できるリソースの応じて６Ｍｂｐｓで９パケット／フレーム、２７Ｍｂｐｓで２パケット／フレーム等々に適合することができる。スループットを維持するために十分なリソースで最下位の実現可能なＰＨＹモードに戻る方法がない場合、その接続の再交渉が必要となる。さらに、接続が既に最下位ＰＨＹモデムにある場合、接続は、たとえあるとしても再送信回数が使い果たされるまでこのモードのままである。この場合、リソース要求が受け取られるまでリソースがこの接続に割り当てられない。
【００２９】
図６は、十分な再送信を有しない接続に対するパケットの送信の信頼性を増大する本発明の一実施の形態によるシステムの動作を示す流れ図である。この動作は、ステップ６０２で開始し、この場合、パケットは、現在の接続が行われているＰＨＹモードで送信される。その後、ステップ６０４において、ついさっき送信されたパケットがクリティカルパケットであるか否か、すなわち、再送信が必要である場合には使われなくなる又は役に立たなくなるパケットであるか否か決定される。一実施の形態において、クリティカルパケットを、重大であるとアプリケーションによってタグ付けされる任意のパケットとする。パケットがクリティカルパケットである場合、動作がステップ６０６で継続し、この場合、ＡＰ／ＣＣ１０４は、重複パケットの送信に利用できる十分なリソースが存在するか否か決定する。十分なリソースが存在しない場合、動作がステップ６１０で継続し、この場合、接続の再交渉が利用できるか否か決定される。接続の再交渉が可能である場合、ステップ６１２で接続が再交渉され、再びステップ６０６において、重複パケットを送信するために十分なリソースが利用できるか否か決定される。そうである場合、ステップ６０８において接続の再交渉が完了した後に重複パケットが下位ＰＨＹモードで送信される。
【００３０】
送信中に誤りが生じた場合、無線リンク品質の欠落に起因して誤りパケットとなる。接続の信頼性を向上するために、本発明は、その接続のパケットの送信に対する更なる冗長を提供する。無線装置の物理層がＭＡＣフレーム内であるＰＨＹモードから他のＰＨＹモードに切り替えることができるので、無線リソースが利用できる場合には、同一パケットを、互いに相違するＰＨＹモードで複数回送信することができる。例えば、パケットが５４Ｍｂｐｓで送信される場合、パケットを、２７Ｍｂｐｓのような他のＰＨＹモードで送信することができる。これは、十分な再送信がないときにのみ行われる。当然、オーバヘッドと信頼性との間にトレードオフが存在する。しかしながら、オーバヘッドの帯域幅の使用と信頼性との間の正確な決定が特別に行われ、かかる決定を動的に変更することができる。
【００３１】
図７を参照すると、ＡＰ／ＣＣ１０４を、図７のブロック図に示すようなアーキテクチャを有するシステム７００として構成することができる。システム７００は、受信器７０２と、復調器７０４と、メモリ７０８と、制御処理ユニット（プロセッサ）７１０と、スケジューラ７１２と、変調器７１４と、送信器７１６と、無線リソースコントローラ７１８とを有する。図７のシステム７００の例は、説明のためのものである。説明が、特定のアクセスポイント又は移動局を説明する際に通常用いられている項目を言及することができるとしても、説明及び概念は、図７に示すのと異なるアーキテクチャを有するシステムを含む他の処理システムにも同様に適用される。さらに、スケジューラ７１２のような構成要素が典型的にはＡＰ／ＣＣ１０４のような装置にのみ配置されるとしても、システム７００の記載されたアーキテクチャの種々の構成要素を、図１のＢＳＳ１０２内の各ＭＴのアーキテクチャに適用することができる。
【００３２】
動作中、受信器７０２及び送信器７１６は、受信信号を復調器７０４を通じて対応するデジタルデータに変換するとともに所望のデータを変調器７１４を通じて送信するために（図示しない）アンテナに結合される。スケジューラ７１２は、本発明の新規の態様を用いたＨＩＰＥＲＬＡＮ２規格によるＭＡＣフレーム合成を決定するためにプロセッサ７１０の制御の下で動作する。さらに、スケジューラ７１２に対する入力は、無線リソースコントローラ７１８からの情報を有することができ、無線リソースコントローラ７１８は、リンク適合、電力制御、承認制御、輻輳制御、動的な周波数選択、ハンドオーバ開始等の無線リソース管理機能を実行する。
【００３３】
既に説明したように、ＭＡＣフレームの種々のパーツは、ＦＣＨにおけるフレーム合成（ＭＴに対するＡＰ／ＣＣ）や、コンテンションチャネルに対する帰還（ＭＴに対するＡＰ／ＣＣ）や、リソース要求（ＡＰ／ＣＣに対するＭＴ）のような制御（信号送信）情報を特別なトランスポートチャネルを通じて交換するのに用いられる。これは、UpLinkフェーズ、DownLinkフェーズ及びDirectLinkフェーズにおけるユーザ及び制御データの送信に対するリソースの割当て及びＭＡＣフレームごとのランダムチャネルの適切な数の割当てを有する。スケジューラが、ランダムフェーズ中にリソース要求を通じてＭＴから取得した情報及びＭＡＣフレーム合成の際にそれ自体のダウンリンク送信バッファの状態を用いる、と仮定する。さらに、スケジューラ７１２は、スケジューラ７１２によって規定されたＭＡＣフレームに従って物理層に供給され及び物理層から受信したトランスポートチャネルのシーケンスを送受信し、論理チャネルをトランスポートチャネルにマッピングする。スケジューラ７１２の既に説明した機能のうちの一つ以上を、メモリ７０８に格納されたプログラムコードを用いて達成するとともにプロセッサ７１０によって実行することができる。メモリ７０８は、プロセッサ７１０に結合され、システム７００の動作に必要な全てのプログラムコード及びデータを有する。
【００３４】
本発明の好適な実施の形態を図示し及び説明したが、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形及び変更が可能であるとともにその構成要素を等価物に置換できることは、当業者によって理解することができる。さらに、範囲の中心から逸脱することなく特定の状況及び本発明の教示に適合するように幾多の変更を行うことができる。したがって、本発明は、本発明を実施するために意図したベストモードとして特定の開示した実施の形態に制約されることを意図するものではなく、本発明は、添付した請求の範囲内にある全ての実施の形態を含む。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施の形態を適用した無線通信システムのアーキテクチャを示す、簡略ブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態によるステーション間の情報を送信するために用いられるＨＩＰＥＲＬＡＮ２ ＭＡＣフレームの構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態によるステーション間の情報を送信しているダウンリンク（ＤＬ）フェーズの詳細を含む、代表的なＨＩＰＥＲＬＡＮ２ ＭＡＣフレームを示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態によるステーション間の情報を送信しているダウンリンク（ＤＬ）フェーズの詳細を含む、第ニの代表的なＨＩＰＥＲＬＡＮ２ ＭＡＣフレームを示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態によるリンク適合を用いた、通信サービス品質（ＱｏＳ）を提供する動作手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施の形態によるクリティカルパケットに対する重複送信を用いてＱｏＳを提供する動作ステップを示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施の形態により設定される、アクセスポイント又は中央コントローラの簡略ブロック図を示す。
【図１】
2005536942.tif 000004
【図２】
2005536942.tif 000005
【図３】
2005536942.tif 000006
【図４】
2005536942.tif 000007
【図５】
2005536942.tif 000008
【図６】
2005536942.tif 000009
【図７】
2005536942.tif 000010
【国際調査報告】
2005536942.tif 000011
2005536942.tif 000012
2005536942.tif 000013