(57)【要約】  本発明は、無線ローカルエリアネットワーク（無線ＬＡＮ）における順方向誤り訂正（ＦＥＣ）方式の性能を向上させる方法及びシステムに関する。第１変調方式を利用して送信エラーが所定の回数以上発生した場合、第１変調方式のデータ送信レートが所定のデータレートと比較され、第１変調方式のデータ送信レートの方が大きい場合、第２偏重方式を利用してエラーデータが再送される。
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【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（無線ＬＡＮ）においてデータを通信するシステムであって、
第１変調方式により変調されたデータを送受信することができる少なくとも１つの第１ステーションと、
前記第１変調方式を利用して変調されたデータを送受信することができる少なくとも１つの第２ステーションを有し、前記第１及び第２ステーションは、送信エラーが所定回数より多く発生した場合、第２変調方式に従ってデータを再送することを特徴とするシステム。
【請求項２】
請求項１記載のシステムであって、前記第１変調方式はＯＦＤＭ変調方式であることを特徴とするシステム。
【請求項３】
請求項１記載のシステムであって、前記第１ステーションは前記無線ローカルエリアネットワーク（無線ＬＡＮ）のアクセスポイントであることを特徴とするシステム。
【請求項４】
請求項１記載のシステムであって、前記第２変調方式は送信レートが前記第１変調方式のものより低いということを表す情報フィールドを有することを特徴とするシステム。
【請求項５】
請求項１記載のシステムであって、前記第２変調方式はＯＦＤＭ変調方式であることを特徴とするシステム。
【請求項６】
請求項１記載のシステムであって、該システムはＩＥＥＥ８０２．１１仕様の下で動作することを特徴とするシステム。
【請求項７】
第１変調方式に従って変調されたデータの送受信が可能な第１ステーションと、前記第１変調方式を利用して変調されたデータの送受信が可能な第２ステーションを有するローカルエリアネットワーク上の通信のためのアクセスポイントであって、前記第１及び第２ステーションは、送信エラーが所定の回数より多く発生した場合、第２変調方式に従ってデータを再送することを特徴とするアクセスポイント。
【請求項８】
第１ステーションと第２ステーションとを有する無線ローカルエリアネットワーク（無線ＬＡＮ）における送信エラーを低減する方法であって、
前記第１及び第２ステーションの１つが第１変調方式を利用してデータを送信するとき、送信エラーが所定の回数より多く発生したか検出するステップと、
前記送信エラーが前記所定の回数より多く発生した場合、前記第１変調方式による前記データの送信レートを検出するステップと、
前記第１変調方式に従う前記データの送信レートが所定のデータレートより大きいか判断するステップと、
前記データの送信レートが前記所定のデータレートより大きい場合、前記データを第２変調方式を使って再送するステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８記載の方法であって、前記第１変調方式はＯＦＤＭ変調方式であることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項８記載の方法であって、前記第２変調方式は前記送信レートが前記第１変調方式のものより低いということを表す情報フィールドを有することを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項８記載の方法であって、前記第２変調方式はＯＦＤＭ変調方式であることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項８記載の方法であって、前記第１及び第２ステーションはＩＥＥＥ８０２．１１仕様の下で動作することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）に関し、より詳細には次期のＩＥＥＥ８０２．１１ｅＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ−Ａｃｃｅｓｓ−Ｃｏｎｔｒｏｌ）プロトコルに定義される順方向誤り訂正（ＦＥＣ）方式の性能向上に関する。
【０００２】
ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮ規格は、データ速度、変調タイプ及び拡散スペクトル技術に関して、多数の物理層オプションを提供する。ＩＥＥＥ８０２．１１規格を拡張したもの、すなわち、ＩＥＥＥ８０２．１１ａは、５ＧＨｚ  Ｕ−ＮＩＩ周波数で動作する直交波周波数多重分割（ＯＦＤＭ）と、異なる変調及び６〜５４Ｍｂｐｓのデータ速度を有する８つのＰＨＹモードに基づく物理層を定義している。順方向誤り訂正は、ビットインタリーブ及びレート１/２畳み込み符号化（ｂｉｔ  ｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇ  ａｎｄ  ｒａｔｅ  １/２−ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ  ｃｏｄｉｎｇ）により実行される。
【０００３】
最近、ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）要求によるＬＡＮアプリケーションのサポートを拡張することにより現在の８０２．１１ＭＡＣを向上させるため、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ規格が提案された。アプリケーションの例としては、８０２．１１無線ネットワークを介した音声、音楽及び映像の送信、メディアストリーム配信、向上したセキュリティアプリケーション、携帯及び可動アクセスアプリケーションがあげられる。ＩＥＥＥ８０２．１１ｅＭＡＣは、データフレームのより確実な送信のため、周知のリードソロモン（ＲＳ）コードに基づくＭＡＣレベル順方向誤り訂正（ＦＥＣ）を選択的に定義している。この規格によると、エラーフレームが所定の回数まで再送される。本発明は、ＭＡＣレイヤにおけるＩＥＥＥ８０２．１１規格に含まれるフレーム送信の信頼性を向上させる新規な機構を提案する。
【０００４】
本発明は、無線ＬＡＮ上の通信の新しいフレーム構成に関する。
【０００５】
本発明の一特徴によると、無線ローカルエリアネットワーク（無線ＬＡＮ）においてデータを通信するシステムが提供され、本システムは、第１変調方式により変調されたデータを送受信することができる少なくとも１つの第１ステーションと、前記第１変調方式を利用して変調されたデータを送受信することができる少なくとも１つの第２ステーションを有し、前記第１及び第２ステーションは、送信エラーが所定回数より多く発生した場合、第２変調方式に従ってデータを再送することを特徴とする。第１変調方式はＯＦＤＭ変調方式であって、第２変調方式はＯＦＤＭ変調方式である。
【０００６】
本発明の他の特徴によると、第１ステーションと第２ステーションとを有する無線ローカルエリアネットワーク（無線ＬＡＮ）における送信エラーを低減する方法が提供される。本方法は、前記第１及び第２ステーションの１つが第１変調方式を利用してデータを送信するとき、送信エラーが所定の回数より多く発生したか検出するステップと、前記送信エラーが前記所定の回数より多く発生した場合、前記第１変調方式による前記データの送信レートを検出するステップと、前記第１変調方式に従う前記データの送信レートが所定のデータレートより大きいか判断するステップと、前記データの送信レートが前記所定のデータレートより大きい場合、前記データを第２変調方式を使って再送するステップとを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明はまた、そのようなシステムにおけるアクセスポイント及びステーションに関する。
【０００８】
本発明は、実施例と添付された図面を参照することにより、より詳細に説明される。
【０００９】
以下の説明では、本発明の完全なる理解を提供するため、限定のためではなく説明のために特定のアーキテクチャ、インタフェース、テクニックなどの具体的詳細が与えられる。簡単化のため、本発明の説明が不要な詳細により不明確とならないよう、周知の装置、回路及び方法の詳細な説明は省略される。
【００１０】
図１を参照するに、本発明による８０２．１１無線ローカルエリアネットワーク１００は、アクセスポイントＡＰと複数のステーションＳＴＡ１〜ＳＴＡ６を有する。ステーションＳＴＡは、拡張されたＩＥＥＥ８０２．１１ｅに示されるように他のステーションと直接通信してもよいし、またアクセスポイントＡＰを介して他のステーションＳＴＡと通信してもよいし、あるいはアクセスポイントＡＰのみと通信するようにしてもよい。この規格によると、エラーフレームは所定の回数まで再送される。ＩＥＥＥ８０２．１１ｅＭＡＣはさらに、データフレームのより確実な送信のため、周知のリードソロモン（ＲＳ）コードに基づきオプションであるＭＡＣレベル順方向誤り訂正（ＦＥＣ）を定義する。
【００１１】
図２は、各番号が対応するオクテット（ｏｃｔｅｔ）サイズを表すオプションであるＦＥＣを備えたＩＥＥＥ８０２．１１ｅの仕様草案に定義されたＭＡＣプロトコルデータユニット（ＭＰＤＵ）フォーマットを示す。簡単には、ＧＦ（２５６）に定義される（２２４，２０８）縮小されたリードソロモン（ＲＳ）コードが利用される。上位レイヤからのＭＡＣサービスデータユニット（ＭＳＤＵ）は２０８オクテットよりはるかに大きくなりうるため、ＭＳＤＵは（１２までの）複数のブロックに分割され、各ブロックはＲＳエンコーダにより個別に符号化されてもよい。フレーム本体の最後のＲＳブロックは、縮小されたコードを利用することにより２２４オクテットより小さくすることができる。縮小されたＲＳコードでもある（４８，３２）ＲＳコードがＭＡＣヘッダに利用され、ＣＲＣ−３２がフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）に利用される。ここで、ＲＳブロックは８バイトまでのエラーの訂正が可能であるということに注目されたい。ＦＣＳが問題ない場合、外部ＦＣＳにより、受信機はＲＳ復号化プロセスを省略することができる。従って、内部ＦＣＳ（または、ＦＥＣ  ＦＣＳ）により、受信機はＲＳデコーダによるエラー復号処理特定することができる。
【００１２】
本発明の理解を容易にするため、ＩＥＥＥ８０２．１１ａＰＨＹのＰＰＤＵフォーマットが図３に関して説明される。
【００１３】
図３を参照するに、ＩＥＥＥ８０２．１１ａＰＨＹのＰＰＤＵフォーマットは、ＰＬＣＰプリアンブル、ＰＬＣＰヘッダ、ＭＰＤＵ、テールビット及びパッドビットを有する。ここでＰＳＤＵとＭＰＤＵは等価なものであるということに注意されたい。送信のためＰＬＣＰ（ｐｈｙｓｉｃａｌ−ｌａｙｅｒ−ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ−ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）プロトコルデータユニット（ＰＰＤＵ）を生成するために、ＭＰＤＵがＰＬＣＰプリアンブルとＰＬＣＰヘッダに添付される。受信機では、これらのＰＬＣＰプリアンブルとＰＬＣＰヘッダは、ＭＰＤＵの復調を支援するため処理される。１６マイクロ秒（ｕｓｅｃ）のデュレーションを有するＰＬＣＰプリアンブルフィールドは、ショートトレーニングシーケンス（０．８ｕｓｅｃ）の繰り返しとロングトレーニングシーケンス（４ｕｓｅｃ）の繰り返しから構成される。ＳＥＲＶＩＣＥフィールドを除く４ｕｓｅｃのデュレーションを有するＰＬＣＰヘッダは、ＢＰＳＫ変調及びレート１/２畳み込み符号化により送信されるＯＦＤＭシンボルを構成する。６ビットの「０」のテールビットが畳み込みデコーダを「０状態」に戻すのに利用され、パッドビットが結果として得られるビット列長を複数のＯＦＤＭシンボル長（ビットに関する）にするのに利用される。各ＯＦＤＭシンボルの間隔は４ｕｓｅｃである。ＤＡＴＡにより表される６ビットのテールビットとパッドビットと共に、ＰＬＣＰヘッダの１６ビットのＳＥＲＶＩＣＥフィールドとＰＬＣＰサービスデータユニット（ＰＳＤＵ）が、ＲＡＴＥフィールドにおいて指定されているデータ速度で送信される。ＳＥＲＶＩＣＥフィールドは５４Ｍｂｐｓまでで送信が可能である一方、ＳＩＧＮＡＬフィールドは常に６Ｍｂｐｓで送信される。
【００１４】
しかしながら、８０２．１１ｅＭＡＣレベルＦＥＣが利用される場合、ＳＥＲＶＩＣＥフィールドと呼ばれるＰＨＹヘッダの一部がＲＳ符号化ＭＡＣフレーム本体より信頼性が低くなりうるため、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ物理層（ＰＨＹ）と共に利用されるとき送信エラーは訂正することができず、そのためＭＡＣレベルＦＥＣの効果は低減する。すなわち、ＳＥＲＶＩＣＥフィールドの使用されているビットの１つのエラーはフレーム全体のエラー受信となってしまう。従って、ＳＥＲＶＩＣＥフィールドは以下のＰＳＤＵ（またはＭＰＤＵ）より信頼性が低いため、８０２．１１ｅＭＡＣ  ＦＥＣが選択的に利用されるときに問題が生じる。この場合、ＳＥＲＶＩＣＥフィールドのエラー性能はフレーム全体の送信のエラー性能に関する制限を課すことになり、８０２．１１ｅＭＡＣレベルＦＥＣの効果を低減させることになる。従って、ＰＳＤＵ（またはＭＰＤＵ）におけるＦＥＣの実現は、フレーム全体の送信に関して有益なものとならない。
【００１５】
上記問題となる状況を解決するための説明が図４及び５を参照して与えられる。
【００１６】
図４は、８０２．１１ｅＭＡＣレベルＦＥＣが利用される場合、８０２．１１と８０２．１１ｅの２つのシステムにおいて可能なフレーム送信エラーを低減する処理ステップを示すフローチャートである。
【００１７】
まず、ステップ２００において、フレームを再送するため、エラーフレームを受信したか判断する。エラーフレームが受信された場合、ステップ２２０において、当該フレームに設定されているデータ速度が送信ステーションにおいて検出される。その後ステップ２４０において、データ速度が６Ｍｂｐｓ以上に設定されているか判断する。データ速度が６Ｍｂｐｓ未満である場合、ステップ２６０において、既存のフレームフォーマットが利用され、そうでない場合、ステップ２８０において、新しいＰＰＤＵフォーマットを利用して当該フレームを再送する。これにより、送信エラーを低減することができる。
【００１８】
図５は、本発明の教示によりステップ２８０において利用される新しいＰＰＤＵフォーマットを示す。ＰＬＣＰプリアンブルの後にはＰＬＣＰヘッダとＤＡＴＡフィールドが続き、ＰＬＣＰヘッダはＳＩＧＮＡＬフィールドとＳＥＲＶＩＣＥフィールドから構成される。本実施例では、最も信頼性の高い方式、すなわち、６Ｍｂｐｓを利用した１つのＯＦＤＭシンボルがＳＥＲＶＩＣＥフィールドに利用される。送信エラーの検出に基づき図５に示される新しいフォーマットを選択的に利用することにより、４ｕｓｅｃのフレーム送信時間、すなわち、１つのＯＦＤＭシンボルデュレーションの潜在的な増加を犠牲にするだけで新しいＳＥＲＶＩＣＥフィールドのエラー性能がより確実になるため、ＳＥＲＶＩＣＥフィールドがフレーム全体の送信のエラー性能に対する制限を課すことを回避することができる。この結果、エラー送信の低減により、帯域幅はより効率的に利用されることになる。さらに、ＰＳＤＵフィールドの長さに応じて、フレーム送信時間はＰＳＤＵの後のテールビットにより増加されない。あるいは、この増大したオーバヘッドは、８０２．１１ｅＭＡＣレベルＦＥＣにより符号化され、６Ｍｂｐｓ以上のデータ速度で送信されるフレームに対してのみこの新しいＳＥＲＶＩＣＥフィールドフォーマットを利用することにより最小化することができる。従って、ＳＥＲＶＩＣＥフィールドの利用の有無は、ＳＩＧＮＡＬフィールドのＮＥＷ  ＳＥＲＶＩＣＥビットにおいて指定することができる。ここで、このビットは現在の８０２．１１ａＰＨＹに確保され、利用されないということに注意されたい。さらに、この１ビットにより、新しいフレームフォーマットをレガシー８０２．１１ａＰＨＹに逆方向互換性を与えることになる。
【００１９】
本発明の好適な実施例が例示及び説明されてきたが、本発明の真の範囲を逸脱することなく様々な変更及び修正が可能であり、それの要素と等価なものへの置き換えが可能であるということが当業者に理解されるであろう。さらに、本発明の中心範囲から逸脱することなく、本発明の特定の状況及び教示に多くの修正が適応されうる。従って、本発明は、その実行のため考えられたベストモードとして開示された実施例に限定されるものでなく、添付されたクレームの範囲内のすべての実施例を含むものとされる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明による無線ローカルエリアネットワークを示す。
【図２】図２は、無線ローカルエリアネットワークにおけるオプションの順方向誤り訂正（ＦＥＣ）期間を示すフレームフォーマットである。
【図３】図３は、８０２．１１ａＰＨＹのＰＰＤＵフォーマットを示すフレームフォーマットである。
【図４】図４は、本発明の教示によるフレーム送信を向上させる処理ステップを示すフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の教示によるフレーム送信の向上に利用されるフレームフォーマットである。
【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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【国際調査報告】
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