(57)【要約】OFDMステーションとDSSS/CCKのみのステーションが共存するローカルエリアネットワークが提供される。無競合期間（CFP）を有するビーコン信号が、アクセスポイントから複数の前記ステーションに送信される。OFDM変調されたデータは、CFPが終了する前に複数のステーションに送信され、CFP期間が終了した後に、DSSS/CCK変調されたデータが送信され、それによりステーション間の競合を回避する。
2005519529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の変調機構と第２の変調機構とを使用して変調されたデータを送受信可能な少なくとも１つのアクセスポイントと、
前記第１の変調機構を使用して変調されたデータを送受信可能な少なくとも１つの第１のステーションと、
前記第２の変調機構を使用して変調されたデータを送受信可能な少なくとも１つの第２のステーションと
を有する無線ローカルエリアネットワークであって、
前記アクセスポイントは、
無競合期間が終了する前に前記第１の変調機構に従って変調されたデータの送信が可能である場合に、前記第１の変調機構を使用して変調されたデータを送信し、
前記無競合期間が終了した後に、前記第２の変調機構に従って変調されたデータを送信する無線ローカルエリアネットワーク。
【請求項２】
請求項１に記載のローカルエリアネットワークであって、
前記無競合期間が終了する前に前記第１の変調機構に従って変調されたデータの送信が可能でない場合に、前記第１のステーションが、前記第２の変調機構に従って変調された送信要求フレームと送信可フレームとを送信するローカルエリアネットワーク。
【請求項３】
請求項１に記載のローカルエリアネットワークであって、
前記第１のステーションが、IEEE802.11g仕様の下で動作するローカルエリアネットワーク。
【請求項４】
請求項１に記載のローカルエリアネットワークであって、
前記第２のステーションが、IEEE802.11b仕様の下で動作するローカルエリアネットワーク。
【請求項５】
請求項１に記載のローカルエリアネットワークであって、
前記第１の変調機構が、OFDM変調機構であるローカルエリアネットワーク。
【請求項６】
請求項１に記載のローカルエリアネットワークであって、
前記第２の変調機構が、DSSS/CCK変調機構であるローカルエリアネットワーク。
【請求項７】
アクセスポイントと、無線ローカルエリアネットワーク（WLAN）に少なくとも１つの第１のステーションと少なくとも１つの第２のステーションとを有する複数のステーションとの間で、通信を提供するための方法であって、
無競合期間（CFP）に続いて競合期間（CP）を有するビーコン信号を前記複数のステーションに送信するステップと、
前記CFPが終了する前にOFDM変調されたデータの送信が可能であるか否かを判断するステップと、
そうである場合に、前記OFDM変調されたデータを前記複数のステーションに送信するステップと、
前記競合期間（CP）の間にDSSS/CCK変調されたデータを送信するステップと
を有する方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、
前記CFPが終了する前に前記OFDM変調されたデータの送信が可能でない場合に、OFDM変調可能を表す情報を有する発信要求（RTS）フレームを送信するステップと、
前記OFDM変調の受理を示す前記少なくとも第１のステーションからの送信可フレーム（CTS）が受信された場合に、前記OFDM変調されたデータを送信するステップと
を更に有する方法。
【請求項９】
請求項７に記載の方法であって、
前記第１のステーションが、IEEE802.11g仕様の下で動作する方法。
【請求項１０】
請求項７に記載の方法であって、
前記第２のステーションが、IEEE802.11b仕様の下で動作する方法。
【請求項１１】
請求項７に記載の方法であって、
前記CFPの間に前記アクセスポイントから前記複数のステーションにデータを送信するステップと、
そこからデータ受信の肯定応答を受信するステップと
を更に有する方法。
【請求項１２】
第１の変調機構を使用して変調されたデータを送受信可能な第１のステーションと、
第２の変調機構を使用して変調されたデータを送受信可能な第２のステーションと、
前記第１と第２のステーションと通信するためのアクセスポイントと
を有するシステムであって、
前記アクセスポイントが、無競合期間の開始に続いて競合期間を示すビーコンフレームを送信し、
前記無競合期間が、前記無競合期間が終了する前のサブ競合期間を有し、その間に前記第２のステーションが前記第２の変調機構に従って変調されたデータを送信可能であるシステム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のシステムであって、
前記第１の変調機構が、DSSS/CCK変調機構であるシステム。
【請求項１４】
請求項１２に記載のシステムであって、
前記第２の変調機構が、OFDM変調機構であるシステム。
【請求項１５】
請求項１２に記載のシステムであって、
IEEE802.11仕様の下で動作するシステム。
【請求項１６】
第１の変調機構を使用してデータを送受信可能なローカルエリアネットワークのステーションであって、
第２の変調機構を使用してデータを送受信可能な第２のステーションと、
双方のステーションと通信するためのアクセスポイントと
を更に有し、
前記ステーションが、無競合期間の開始に続いて競合期間を示す前記アクセスポイントから送信されたビーコンフレームを受信し、
前記無競合期間が、前記無競合期間が終了する前のサブ競合期間を有し、その間に前記第２のステーションが前記第２の変調機構に従って変調されたデータを送信可能であるステーション。
【請求項１７】
請求項１６に記載のステーションであって、
前記第１の変調機構が、DSSS/CCK変調機構であるステーション。
【請求項１８】
請求項１６に記載のステーションであって、
前記第２の変調機構が、OFDM変調機構であるステーション。
【請求項１９】
請求項１６に記載のステーションであって、
IEEE802.11仕様の下で動作するステーション。
【請求項２０】
請求項１６に記載のステーションであって、
前記ステーションがアクセスポイントであるステーション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ローカルエリアネットワークに関するものであり、特に異なる変調機構を備えたステーションの共存に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
物理レイヤ・ユニットに対応する無線ローカルエリアネットワーク（WLAN）の媒体アクセス制御（MAC）と物理の特性は、IEEE802.11標準に定められており、そのIEEE802.11標準は、1999年度版の国際標準ISO/IEC8802-11の“Information  Technology−Telecommunications  and  Information  Exchange  Area  Networks”に定められている。
【０００３】
IEEE802.11のWLAN標準は、データレート、変調形式、スペクトラム拡散技術について多数の物理レイヤのオプションを提供する。特に、IEEE802.11b標準は、11Mbpsまでの2.4GHzのISM周波数帯で動作する物理レイヤの一式の仕様を定める。直接連鎖スペクトラム拡散/相補型符号変調（DSSS/CCK）は、IEEE802.11標準で対応されている３つの物理レイヤのうちの１つであり、RF伝送媒体として2.4GHz周波数帯を使用する。802.11g標準は、IEEE802.11MACと互換性があり、IEEE802.11bPHY標準の全ての不可欠な部分を実装しており、ステーションは直交周波数分割多重（OFDM）変調で通信する。
【０００４】
ステーションによる無線媒体への２つの形式のアクセス機構が存在する。(1)ポイント協調機能（point-coordination  function）と、(2)分散協調機能（distributed-coordination  function）である。ポイント協調機能（Point-Coordination  Function）は、アクセスポイントAPが無線媒体へのステーションのアクセスを制御する中央制御のアクセス機構である。動作中に、アクセスポイントAPは、ステーションにデータを伝送する一方で、伝送されるトラヒック情報とデータをステーションに定期的にポーリングする。当業者が認識する通り、アクセスポイントAPは、無競合期間CFPと呼ばれる動作期間を開始し、その間にポイント協調機能（point-coordination  function）が動作する。この無競合期間の間、媒体へのアクセスは完全にアクセスポイントAPにより制御される。無競合期間CFPは定期的に発生し、ステーションへのほぼ等時性のサービスを提供する。IEEE802.11仕様はまた、無競合期間CFPと交互になる競合期間CPを定め、その間に分散協調機能（distributed  coordination  function）のルールが動作し、全てのステーションが媒体へのアクセスを競争することがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
802.11bと802.11g準拠のステーションが同じWLAN環境で動作すると、802.11bのステーションが802.11g-OFDM伝送を使用中の媒体として認識することができず、それにより802.11gと802.11bのステーション間で望ましくない衝突が存在し得る。このため、802.11gは、異なる変調機構を備えたステーションの共存を可能にするために、RTS/CTSフレーム交換が使用される機構を提案する。しかし、RTS/CTSのオーバーヘッドは、802.11gのステーションの性能を低下させる傾向がある。
【０００６】
従って、RTS/CTSフレーム交換のオーバーヘッドのように、802.11gの性能を低下させることなく、802.11gと802.11bのステーションの共存を提供する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、同じ環境にORDFステーションとレガシーDSSS/CCKステーションとを存在させる機構を提供する。
【０００８】
本発明の１つの態様によると、無線ローカルエリアネットワークが提供され、第１の変調機構と第２の変調機構とを使用して変調されたデータを送受信可能な少なくとも１つのアクセスポイントと、前記第１の変調機構を使用して変調されたデータを送受信可能な少なくとも１つの第１のステーションと、前記第２の変調機構を使用して変調されたデータを送受信可能な少なくとも１つの第２のステーションとを有し、前記アクセスポイントは、CFPが終了する前に前記第１の変調機構に従って変調されたデータの送信が可能である場合に、前記第１の変調機構を使用して変調されたデータを送信し、前記無競合期間が終了した後に、前記第２の変調機構に従って変調されたデータを送信する。前記CFPが終了する前に前記第１の変調機構に従って変調されたデータの送信が可能でない場合に、前記第１のステーションは、前記第２の変調機構に従って変調された送信要求フレームと送信可フレームとを送信する。前記第１の変調機構はOFDM変調機構であり、前記第２の変調機構はDSSS/CCK変調機構である。
【０００９】
本発明のその他の態様によると、アクセスポイントと、無線ローカルエリアネットワーク（WLAN）に少なくとも１つの第１のステーションと少なくとも１つの第２のステーションとを有する複数のステーションとの間で、通信を提供するための方法が提供される。前記方法は、無競合期間（CFP）に続いて競合期間（CP）を有するビーコン信号を前記複数のステーションに送信するステップと、前記CFPが終了する前にOFDM変調されたデータの送信が可能であるか否かを判断するステップと、そうである場合に、前記OFDM変調されたデータを前記複数のステーションに送信するステップと、前記競合期間の間にDSSS/CCK変調されたデータを送信するステップとを有する。前記方法は、前記CFPが終了する前に前記OFDM変調されたデータの送信が可能でない場合に、OFDM変調可能を表す情報を有する発信要求（RTS）フレームを送信するステップと、前記OFDM変調の受理を示す前記少なくとも第１のステーションからの送信可フレーム（CTS）が受信された場合に、前記OFDM変調されたデータを送信するステップとを更に有する。
【００１０】
本発明の更なる態様によると、システムが提供され、第１の変調機構を使用して変調されたデータを送受信可能な第１のステーションと、第２の変調機構を使用して変調されたデータを送受信可能な第２のステーションと、前記第１と第２のステーションと通信するためのアクセスポイントとを有し、前記アクセスポイントは、無競合期間の開始に続いて競合期間を示すビーコンフレームを送信し、前記無競合期間は前記無競合期間の前のサブ競合期間を有し、その間に前記第２のステーションが前記第２の変調機構に従って変調されたデータを送信可能であり、前記サブ競合期間は前記無競合期間が終了する前に生じる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下の説明において、限定ではなく説明の目的で、本発明の完全な理解を提供するために、特定のアーキテクチャ、インタフェース、技術等のような特定の詳細が示されている。しかし、本発明がその特定の詳細を逸脱したその他の実施例で実施されることがあることは、当業者に明らかである。
【００１２】
図１を参照すると、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とを有し、無線リンクを通じて前記複数のステーションSTA1-STA6は複数の無線チャネルを介して相互に及びAPと通信している。ステーションSTAは、その他のステーションと直接に、又はその他のステーションSTAとアクセスポイントAPを介して通信することがあり、又はステーションSTAはアクセスポイントAPのみと通信することがある。本発明の主要な原理は、図１に示される同じWLANで802.11bと802.11gの双方のステーションの共存を可能にする機構を提供することである。
【００１３】
本発明の実施例によると、システム100は、DSSS/CCK変調されたデータ（又は802.11b準拠のデータ）を送受信可能な第１のグループのステーションSTA1-STA3と、OFDM変調されたデータ（又は802.11g準拠のデータ）を送受信可能な第２のグループのステーションSTA4-STA6とを有する。従って、アクセスポイントAPがステーションSTA1-STA3のうちの１つと通信することを望むと、アクセスポイントAPはDSSS/CSK変調されたフレームを送信する。しかし、アクセスポイントAPがステーションSTA4-STA6のうちの１つと通信することを望むと、アクセスポイントAPが送信時に対象とする受信ステーションSTA4-STA6がOFDM可能であることを認識している場合には、アクセスポイントAPはOFDM変調を使用する。
【００１４】
次に、本発明の実施例による異なる802.11標準に準拠のステーションの共存を可能にする機構の詳細な説明がここで説明される。
【００１５】
図２を参照すると、本発明の実施例に従って無競合期間CFPに続いて競合期間CPを示した修正されたタイミング図200が説明される。当業者が認識する通り、アクセスポイントAPが分散協調機能（distributed  coordination  function）手段を使用して以前の競合期間CPの間に媒体へのアクセスを取得したときに、無競合期間CFPが開始する。無線媒体へのアクセスの取得により、アクセスポイントAPはビーコンフレームBF  300をステーションSTA1-STA6に送信し、それにより無競合期間CFPを開始する。無競合期間CFPに続いて競合期間CPがある。注意すべき点は、ビーコンフレームBF  300の送信は定期的であることがあるが、アクセスポイントAPが分散協調機能（distributed-coordination-function）のルールに従って媒体を競わなければならないため、ビーコンフレームBF  300の送信は、理想的な開始からわずかに遅延することがある。
【００１６】
図２に示される通り、無競合期間CFPは、第１の下位部分であるCCK/OFDM無競合期間310と、第２の下位部分であるOFDM競合期間330と、それに続いてCCK競合期間340とで構成される。無競合期間CFP  310の間に、アクセスポイントAPは媒体への制御を有し、ステーションSTA1-STA6にトラヒックを配信し、ネットワークのアクセスポイントAP又は他のステーションSTAにトラヒックを配信する無競合サービスを要求したステーションSTA1-STA6にポーリングすることがある。ポーリングされたステーションSTAが送信するトラヒックを有する場合、受信された無競合ポールCF-Poll毎に１つを送信することがある。ステーションSTAが送信するトラヒックを有していない場合、無競合ポールCF-Pollに応答しないことを決定することがある。アクセスポイントAPは、ステーションに送信されるデータと共に、そのステーションに指定された無競合ポールCF-Pollを送信することがある。従って、無競合期間CFPのトラヒックは、アクセスポイントAPから１つ以上のステーションSTA1-STA6に送信されたフレームに続いて、そのステーションからの肯定応答を有する。例えば、図３Ａは、無競合期間の間にアクセスポイントAPにより送信された無競合ポールフレームCF-Pollのフレームヘッダに示される送信機会の開始時間と持続時間を示している。
【００１７】
注意すべき点は、無競合期間CFPの間にステーションが媒体へのアクセスを取得することを回避するための主な機構は、IEEE802.11のMACにより実装されたネットワーク割り当てベクトル（network-allocation  vector）（NAV）である。NAVは、媒体が利用可能になる前に残っている時間の量をステーションSTAに示す値である。NAVは、全てのフレームで送信される持続時間の値を通じて、ステーションで最新に保たれることがある。無競合期間CFPの開始時にアクセスポイントAPにより送信されるビーコンフレームBFは、無競合期間CFPの最大の予想の長さについてのアクセスポイントAPからの情報を有することがある。ビーコンフレームBFを受信するステーションSTAは、この情報をそのNAVに入れて、それにより無競合期間CFPが終了するまで、又は別の方法でアクセスポイントAPがステーションSTAを特定するまで、独立して媒体へのアクセスを取得することから回避される。
【００１８】
続いて図２を参照すると、CFPは、図３Ｂに示される通り、CFパラメータ設定情報で指定された時間に、又はCF-END若しくはCF-END+CD-ACKフレームがAPから送信される場合の時間より早い時間に終了する。本発明において、APは802.11gの１つのOFDM変調機構でCF-END又はCF-END*CF-ACK制御フレームを全てのステーションに送信する。注意すべき点は、802.11gに準拠したSTA306のみが、OFDM-CP情報信号を解釈することである。その結果、このフレームは802.11bのステーションにより受信されず、それにより802.11bのステーション（STA1-STA3）は、図３Ａに示される通り、CFPパラメータ設定情報に従ってCFPが終了する予定の時間まで、CFPが続くことを認識する。従って、802.11bのステーションは、OFDM-CP期間330の間に競合せず、802.11gのステーションSTA3-STA6が、アクセスポイントAPによりポーリングされると、アクセスポイントAPと通信する。提案された802.11g標準によると、通常はステーションSTA4-STA6は、送信要求RTSフレームを対象とする受信機に送信し、対象とする受信機から送信可CTSフレームを受信して送信を開始することを待つことにより、CP期間330の間に媒体へのアクセスを取得する。しかし、本発明において、802.11gのステーションはその期間330の間に通信することがある。その結果、RTSとCTSフレームが必ずしもDSSS/CCK変調を使用して変調される必要がなく、その代わりにOFDM変調されることがあり、それによりデータのオーバーヘッドの削減と帯域効率の改善とを可能にする。
【００１９】
CF-END又はCF-END+CF-ACフレームのいずれかを受信すると、802.11gステーションは、期間330の持続時間にNAV期間をリセットし、その間に802.11gのステーションが媒体へのアクセスを取得することが許可される。その後、ビーコンにより通知されたCFPの持続時間又はNAVが終了すると、802.11bのステーションが802.11bのCP期間340の間に交換し、分散協調機能（distributed-coordination  function）に基づいて相互に又はアクセスポイントAPと通信することが許可される。
【００２０】
注意すべき点は、前述の機構は、802.11gのステーションが時間0の前にフレーム交換を終了した場合にのみ機能する。これは、図４に示される通り、競合期間CPの間に、キャリア検知多重アクセス衝突回避を使用して、802.11gと802.11bのステーション間で競合が存在することがあるからである。そのような事象が生じた場合に、802.11g標準で提案されたようなRTS/CTS機構が実装されるべきである。従って、802.11gのステーションが時間0の前にフレーム交換を終了することができる場合に、ステーションSTA4-STA6は、CCK変調又はOFDM変調のいずれかを使用して通信することがある。従って、図５に示される通り、代替のRTSAとCTSAフレームが導入される。OFDMステーションSTA4-STA6のうちの１つ又はアクセスポイントAPが競合期間の間にOFDMデータを送信することを望むと、それは、OFDM変調されたデータが送信されていること又は送信される予定であることを示すフィールドを有する前記代替のRTSAフレームを送信することがある。この代替のRTSAフレームは、DSSS/CCKの代わりにOFDM変調が使用され得ることを受信ステーションに通知する。例えば、OFDMステーションSTA4-STA6のうちの１つ又はアクセスポイントAPは、データ転送にOFDM又はDSSS/CCK変調のいずれかを使用することを受信ステーションに要求する要素を含む送信要求フレームRTSAを送信する。RTSAフレームはDSSS/CCKで変調される。次に、受信ステーションが、その送信可CTSAフレームで、それがOFDM変調を受理するか拒否するかを示す。受信ステーションがOFDM変調を拒否すると、アクセスポイントAP又はステーションSTA4-STA6はDSSS/CCK変調を使用する。ステーションがOFDM変調を受理すると、アクセスポイントAP又はステーションSTA4-STA6はOFDM変調されたデータを送信する。
【００２１】
本発明の好ましい実施例が示されて説明されたが、多様な変更と変形が行われることがあり、本発明の真の範囲から逸脱することなく、同等のものがその要素に代用されることがあることが、当業者にわかる。更に、特定の状況及び中心の範囲を逸脱しない本発明の教示に適応させるために、多くの変更が行われ得る。従って、本発明は、本発明を実施するために企図されたベストモードとして開示された特定の実施例に限定されず、本発明は特許請求の範囲内にある全ての実施例を含むことが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の無線ローカルエリアネットワークを示したものである。
【図２】本発明の無線ローカルエリアネットワークの通信期間を示したタイミング図である。
【図３Ａ】無線ローカルエリアネットワークで使用されるフレームを示したものである。
【図３Ｂ】無線ローカルエリアネットワークで使用されるフレームを示したものである。
【図４】本発明の無線ローカルエリアネットワークの通信期間を示した詳細なタイミング図である。
【図５】本発明の送信要求フレームと送信可フレームを示したものである。
【図１】
2005519529.tif 000003
【図２】
2005519529.tif 000004
【図３Ａ】
2005519529.tif 000005
【図３Ｂ】
2005519529.tif 000006
【図４】
2005519529.tif 000007
【図５】
2005519529.tif 000008
【国際調査報告】
2005519529.tif 000009
2005519529.tif 000010
2005519529.tif 000011