(57)【要約】  高速なアクティブ・スキャニングの方法、および従来のアクティブ・スキャニングでの遅延を低減するアクセス・ポイント装置。この方法には、プローブ応答を送出するための現在知られているものよりも高い優先権をＡＰに与えるステップが含まれる。この優先権は、好ましくは、応答に加えて、もしある場合には、すでに終了処理中のフレームのための時間を準備するのにＡＰが必要とする時間だけプローブ応答を遅延することができるように、プローブ応答の送出遅延がある場合に生じる。本発明によれば、方法には、ユニキャスト・プローブ要求メッセージを、少なくとも１つのアクセス・ポイント（ＡＰ）２５８、２７８と通信をさせる特定のチャネル上でＳＴＡ  ２３８、２４８、２６８によって送るステップと、ＳＴＡによって送られたプローブ要求メッセージを１つの特定のＡＰ  ２７８によって受け取るステップと、特定のチャネルのポイント協調機能（ＰＣＦ）フレーム間隔（ＰＩＦＳ）３２５を特定のＡＰ  ２７８によって検知するステップと、ＰＩＦＳの後にプローブ要求メッセージに応答して、特定のＡＰ  ２７８によってプローブ応答メッセージをＳＴＡ  ２３８に送るステップとが含まれ得る。プローブ要求はユニキャストなので、１つのＡＰだけが応答するときにはバックオフ間隔は必要でない。標準のトラフィックでは、衝突を避けるために、より長いＤＩＦＳ間隔に加えてバックオフを利用するので、ＡＰは常に、他のアイテムがチャネル上で応答することができるよりも早くスキャンのプローブ要求に応答することができることになり、したがって、プローブ応答メッセージを送るときにＡＰに優先権を与える。
2007519293.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）上で、移動局（ＳＴＡ）と少なくとも１つのアクセス・ポイント（ＡＰ）との間で高速なアクティブ・スキャニングを行う方法であって、
（ａ）プローブ要求メッセージを、特定のアクセス・ポイント（ＡＰ）と通信をさせる特定のチャネルを介してＳＴＡによって送るステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）で前記ＳＴＡによって送られた前記プローブ要求メッセージを、前記特定のＡＰによって受け取るステップと、
（ｃ）特定のＡＰによって、前記特定のチャネルのポイント協調機能（ＰＣＦ）フレーム間隔（ＰＩＦＳ）を検知するステップと、
（ｄ）前記ＰＩＦＳの後の前記プローブ要求メッセージに応答して、前記特定のＡＰによってプローブ応答メッセージを前記ＳＴＡに送るステップとを含む方法。
【請求項２】
前記プローブ応答メッセージが、ステップ（ｄ）で前記特定のＡＰによってバックオフ間隔を実行することなしに送られる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記プローブ要求メッセージが、前記特定のＡＰへのユニキャスト・メッセージである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ＳＴＡが所定の期間内にプローブ応答メッセージを受け取らない場合に、前記ＳＴＡが分散協調機能フレーム間隔期間（ＤＩＦＳ）のフレーム間隔を検知し、利用可能なすべてのＡＰに対して前記特定のチャネル上で前記プローブ要求メッセージをブロードキャストするのに先立って、前記ＳＴＡが（ｉ）バックオフ間隔を選択し実施する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ＳＴＡが所定の期間内にプローブ応答メッセージを受け取らない場合に、前記ＳＴＡが分散協調機能フレーム間隔期間（ＤＩＦＳ）のフレーム間隔を検知し、前記特定のチャネルとは異なるチャネル上で前記プローブ要求メッセージをブロードキャストするのに先立って、前記ＳＴＡが（ｉ）バックオフ間隔を選択し実施する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ＳＴＡが所定の期間内にプローブ応答メッセージを受け取らない場合に、前記ＳＴＡが前記特定のチャネル上で他のＡＰを選択し、分散協調機能フレーム間隔期間（ＤＩＦＳ）のフレーム間隔を検知し、ユニキャスト・メッセージを含む他のプローブ要求メッセージを送るのに先立って、前記ＳＴＡが（ｉ）バックオフ間隔を選択し実施する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ＳＴＡが所定の期間内にプローブ応答メッセージを受け取らない場合に、前記ＳＴＡが別のチャネル上で他のＡＰを選択し、分散協調機能フレーム間隔期間（ＤＩＦＳ）のフレーム間隔を検知し、ユニキャスト・メッセージである他のプローブ要求メッセージを送るのに先立って、前記ＳＴＡが（ｉ）バックオフ間隔を選択し実施する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記バックオフ間隔が０〜ＣＷの範囲にあり、ＣＷはコンテンション・ウィンドウを示す、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記ユニキャスト・プローブ要求メッセージをＳＴＡから受け取ることに応答して、前記ＰＩＦＳフレーム間隔の後に前記特定のＡＰのみが送出する、請求項３に記載の方法。
【請求項１０】
（ｅ）前記ＳＴＡにより、前記プローブ要求メッセージに応答するプローブ応答メッセージの受け取りに肯定応答すること、および
（ｆ）前記ＳＴＡにより、前記特定のＡＰとのハンドオフ機能を継続することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）上で、移動局（ＳＴＡ）と少なくとも１つのアクセス・ポイント（ＡＰ）との間で高速なアクティブ・スキャニングを行う方法であって、
（ａ）ユニキャスト・メッセージを含むプローブ要求メッセージを、少なくとも１つのアクセス・ポイント（ＡＰ）と通信をさせる前記特定のチャネル上でＳＴＡにより送信するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）で前記ＳＴＡにより送信された前記プローブ要求メッセージを、１つの特定のＡＰによって受け取るステップと、
（ｃ）前記１つの特定のＡＰによってプローブ応答メッセージを準備するステップと、
（ｄ）前記特定のＡＰによって、前記特定のチャネルのポイント協調機能（ＰＣＦ）フレーム間隔（ＰＩＦＳ）を検知するステップと、
（ｅ）前記プローブ要求メッセージに応答して、前記特定のＡＰによりプローブ応答メッセージを前記ＳＴＡに送信するステップとを含む方法。
【請求項１２】
前記特定のＡＰからの応答なしに所定の期間が経過する場合に、前記ＤＩＦＳフレーム間隔を検知した後に、前記特定のチャネル上で前記プローブ要求メッセージをブロードキャストするのに先立って、前記ＳＴＡが（ｉ）前記バックオフ間隔を選択し実施する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）上での、第１のアクセス・ポイントと連携している移動局（ＳＴＡ）と新しいＡＰとの間の高速なアクティブ・スキャニングによってハンドオフを提供する方法であって、
（ａ）特定のチャネルの分散協調機能（ＤＣＦ）フレーム間隔期間（ＤＩＦＳ）の間、局（ＳＴＡ）によって検知するステップと、
（ｂ）少なくとも１つの新しいＡＰと通信をさせる前記特定のチャネル全体を通して、ＳＴＡによってプローブ要求メッセージを送信するステップと、
（ｃ）ステップ（ｂ）で前記ＳＴＡにより送信された前記プローブ要求メッセージを、前記少なくとも１つの新しいＡＰによって受け取るステップと、
（ｄ）前記新しいＡＰによってプローブ応答メッセージを準備するステップと、
（ｅ）前記新しいＡＰによって、前記特定のチャネルのポイント協調機能（ＰＣＦ）フレーム間隔（ＰＩＦＳ）を検知するステップと、
（ｆ）前記プローブ要求メッセージに応答して、前記新しいＡＰによってプローブ応答メッセージを前記ＳＴＡに送信するステップと、
（ｇ）前記ＳＴＡが前記新しいＡＰを認証して再連携し、続いて前記ＳＴＡが前記新しいＡＰにハンドオフされるステップとを含む方法。
【請求項１４】
前記プローブ応答メッセージが、バックオフ間隔を実行することなしに、ステップ（ｆ）で前記新しいＡＰにより送信される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
１つまたは複数のアクセス・ポイント間で局（ＳＴＡ）のハンドオフをうまく進めるために優先権を提供する、無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）内のアクセス・ポイントであって、
プローブ要求メッセージが特定の通信チャネル上で送られたときに検知する、プローブ要求検知ユニットと、
前記特定の通信チャネル上でポイント協調フレーム間隔（ＰＩＦＳ：point coordination interframe space）を検知する、フレーム間通信検知ユニットと、
前記フレーム間通信検知ユニットによって検知された前記ＰＩＦＳの後に、前記プローブ応答メッセージを送る、プローブ応答送出手段とを含むアクセス・ポイント。
【請求項１６】
前記フレーム間通信検知ユニットおよび前記プローブ応答手段が、特定のチャネルの分散協調機能（ＤＣＦ）フレーム間隔期間（ＤＩＦＳ）を検知し、前記ＤＩＦＳおよびバックオフ間隔の後に、非ユニキャスト宛先アドレスを用いてプローブ要求に応答する、請求項１５に記載のアクセス・ポイント。
【請求項１７】
無線ローカル・エリア・ネットワーク上で、第１の局と少なくとも１つの第２の局との間で高速なアクティブ・スキャニングを行うシステムであって、
特定の第２の局と通信させる特定のチャネルを介して、プローブ要求メッセージを送るように適合される第１の局と、
前記特定の第２の局によって、前記第１の局から送られた前記プローブ要求メッセージを受け取る手段であって、前記特定の第２の局によって、前記特定のチャネルのポイント協調機能フレーム間隔を検知することを含む手段とを含み、
前記特定の第２の局が、前記ポイント協調機能フレーム間隔が検知された後に、前記プローブ要求メッセージに応答して、プローブ応答メッセージを前記第１の局に送信するように適合されるシステム。
【請求項１８】
前記プローブ応答メッセージが、バックオフ間隔を実行することなしに前記特定の第２の局により送信される、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記第１の局により送信される前記プローブ要求メッセージが、前記特定の第２の局へのユニキャスト・メッセージを含む、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２０】
前記特定の第２の局からのプローブ応答メッセージが所定の期間内に受け取られない場合に、前記第１の局が分散協調機能フレーム間隔期間を検知するように前記第１の局が適合され、前記特定のチャネル上で利用可能なすべての第２の局に前記プローブ要求メッセージをブロードキャストするのに先立って、前記第１の局がバックオフ間隔を選択し実施する、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２１】
前記第１の局が、所定の期間内に前記特定の第２の局からプローブ応答メッセージを受け取らない場合に、前記第１の局が分散協調機能フレーム間隔期間を検知し、前記特定のチャネルとは異なるチャネル上で前記プローブ要求メッセージをブロードキャストするのに先立って、前記第１の局がバックオフ間隔を選択し実施する、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２２】
前記第１の局が、所定の期間内に前記特定の第２の局からプローブ応答メッセージを受け取らない場合に、前記第１の局が前記特定のチャネル上で他の第２の局を選択し、分散協調機能フレーム間隔期間を検知し、ユニキャスト・メッセージを含む他のプローブ要求メッセージを送信するのに先立って、前記第１の局がバックオフ間隔を選択し実施する、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２３】
１つまたは複数第２の局間でハンドオフをうまく進めるために優先権を提供する、無線ローカル・ネットワーク内の第１の局であって、
プローブ要求メッセージが特定の通信チャネル上で送られたときを検知するプローブ要求検知ユニットと、
前記特定の通信チャネル上でポイント協調フレーム間隔を検知するフレーム間通信検知ユニットと、
前記フレーム間通信検知ユニットによって検知された前記ポイント協調機能フレーム間隔の後に、前記プローブ応答メッセージを送るプローブ応答送出手段とを含む第１の局。
【請求項２４】
前記フレーム間通信検知ユニットおよび前記プローブ応答手段が、特定のチャネルの分散協調機能フレーム間隔期間を検知し、前記分散協調機能フレーム間隔期間およびバックオフ間隔の後に、非ユニキャスト宛先アドレスを用いてプローブ要求に応答する、請求項２３に記載の第１の局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＥＥＥ  ８０２．１１プロトコルを使用する無線ローカル・エリア・ネットワークに関する。より詳細には、本発明は、第２のアクセス・ポイントとの新しいリンクが確立されるまで、装置が第１のアクセス・ポイントからハンドオフされるときに発生する手順に関する。
【背景技術】
【０００２】
８０２．１１ＷＬＡＮは、２つのタイプのネットワーク、インフラストラクチャ・ベーシック・サービス・セット（ＢＳＳ）（Infrastructure Basic Service Set）と独立ベーシック・サービス・セット（ＩＢＳＳ：Independent Basic Service Set）とをサポートする。ＢＳＳはＷＬＡＮの基本的なビルディング・ブロック（ｂｕｉｌｄｉｎｇ  ｂｌｏｃｋ）であり、通常はアクセス・ポイント（ＡＰ）の協調を介して互いに通信する１組の局として定義することができる。したがって、各ＢＳＳは、少なくとも２つの局（ＳＴＡ）とアクセス・ポイント（ＡＰ）とからなる。
【０００３】
ＢＳＳの動作モードは、少なくとも１つのＡＰと１つのＳＴＡとがあるインフラストラクチャ・モードと呼ばれ、ＡＰおよびＡＰがサポートする１つまたは複数のＳＴＡがベーシック・サービス・セットとして知られている。各ＳＴＡは、ＡＰを使用して有線ネットワークの資源にアクセスし、また同じＢＳＳ内のその他のＳＴＡと通信する。有線ネットワークは、ＡＰの配置に応じて組織のイントラネットまたはインターネットを含んでもよい。ＩＢＳＳに関しては、各無線局ＳＴＡは、ピアツーピア・ネットワークにおいて、ＡＰまたは分散システム（ＤＳ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍ）を使用せずに、ピアツーピア・モードと呼ばれるモードで通信する。あるいは、このモードは、当技術分野では「アドホック・モード」とも呼ばれている。アドホック・モードを使用して通信する２つ以上の無線ＳＴＡがＩＢＳＳを形成する。
【０００４】
ＢＳＳネットワークでは、分散システム（ＤＳ）によって接続される２つ以上のＢＳＳの組が拡張サービス・セット（ＥＳＳ：Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｓｅｔ）として知られており、そのサービス・セットＩＤ（Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｓｅｔ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）によって識別される。各ＡＰの無線カバレージ・エリアがオーバーラップする場合、ＳＴＡはローミング、すなわちネットワーク層の接続を維持しながら、（あるＡＰのＢＳＳ内の）ある場所から（別のＡＰのＢＳＳ内の）他の場所に移動することができる。このプロセスは「ハンドオフ」と呼ばれている。
【０００５】
ハンドオフ手順の間は、既存の通信リンクが切れるときから新しいリンクが確立されるときまで、通信途絶期間が発生する。通信途絶期間は、ＳＴＡが付近にある他のＡＰを探すスキャニング・プロセスと、ＳＴＡがスキャニング・プロセス中に見つけた新しいＡＰを認証し、それと再連携する進行中のプロセスとからなる。現在の技術状況では、通信途絶期間はスキャニング部分によって支配されており、認証および再連携に必要となる時間は通信途絶期間全体のほんの一部分に過ぎない。
【０００６】
ＩＥＥＥ  ８０２．１１では、ＳＴＡは２つのタイプのスキャニング、すなわちパッシブ・（受動的）スキャニングとアクティブ（能動的）スキャニングとを行うことができる。
【０００７】
パッシブ・スキャニングでは、ＳＴＡは単に対象のチャネルに移動し、ＡＰ（がある場合は、それ）が送出する周期的なビーコンを受動的に聞く。
【０００８】
アクティブ・スキャニングでは、ＳＴＡはブロードキャスト・プローブ要求（ｐｒｏｂｅ  ｒｅｑｕｅｓｔ）を送出し、所定の期間待って、そのプローブ要求に応答して何らかの「プローブ応答（ｐｒｏｂｅ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ）」がＡＰから送出されたかどうかを決定する。概して、アクティブ・スキャニングの方がパッシブ・スキャニングよりも早く結果を得ることができる。
【０００９】
アクティブ・スキャニングでは、ＳＴＡは通常１つのチャネルで２０ミリ秒（所定の期間）を超えて待たないが、パッシブ・スキャニングでは、ＳＴＡは確実にビーコンを受信するためにビーコン間隔（たとえば１００ミリ秒）までとどまる必要がある。
【００１０】
現行のＩＥＥＥ  ８０２．１１規格によれば、ＡＰは、媒体アクセス規則（ｍｅｄｉｕｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｒｕｌｅ）と呼ばれる規則に従う。通常ＳＴＡは、アクティブ・スキャニングを実行するとき、まずプローブ要求を第１のチャネルに送出し、ＡＰがその第１のチャネル上でプローブ応答を返すのを待つ。ＳＴＡがＡＰから得るプローブ応答が早いほど、ＳＴＡが具体的な各チャネルをスキャンするのに費やす時間が少なくなる。通常ＡＰは、プローブ応答に対して、他のどんなＳＴＡも標準のデータ・フレームに対して従うのと同じ媒体アクセス規則に従う。
【００１１】
ＳＴＡによって送出されるプローブ要求は、通常はブロードキャスト・メッセージであり、ＳＴＡはこうした要求を受け取る特定のチャネル上のすべてのＡＰを知らないことを意味する。追加の問題として、複数のＡＰが同時に応答する場合、衝突によって送出されたデータが無意味になることがある。したがって、この規格では、これらの破局的な衝突が起きないようにするために、プロトコル（媒体アクセス規則）を開発してきた。
【００１２】
図１には、媒体アクセス規則がどのように動作するかが示してある。フレームを送出しようとしているＳＴＡは、まず分散協調機能（ＤＣＦ：distributed coordination function）フレーム間隔（ＤＩＦＳ）期間１００の間、媒体を検知する。ＤＩＦＳ期間中に媒体が遊休状態のままである場合、ＳＴＡは０〜ＣＷの範囲でバックオフ間隔を選ぶ。ＣＷはコンテンション・ウィンドウ（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  Ｗｉｎｄｏｗ）１１０を示す。初期ＣＷ値は、事前設定された最小コンテンション・ウィンドウ・サイズＣＷｍｉｎになるように設定され、事前設定された最大コンテンション・ウィンドウ・サイズＣＷｍａｘに達するまで、再送出が起こるたびに倍増される。媒体が遊休状態のままである各タイム・スロット１２０毎に、ＳＴＡはバックオフ間隔を１つずつ減らす。ＳＴＡは、バックオフ間隔が０に達すると送出を開始する。
【００１３】
しかし、ＡＰはプローブ応答を送出するために他のＳＴＡが標準のデータ・パケットを送出するのに使用するのと同じ媒体アクセス規則を使用するので、プローブ応答送出はその他のＳＴＡからのデータ送出によって遅延させられることがある。ＢＳＳでのＳＴＡの数およびトラフィック負荷によっては、遅延は非常に大きくなることがある。
【００１４】
図２Ａは、現プロトコルのもとで媒体を使用しようと競合する際にデータ送出によってどのようにプローブ応答が遅延させられるかを示すタイミング図である。図の左上隅では、アイテム２１０が、スキャニングする局によるプローブ要求を示している。図の右下隅では、ＡＰからの実際のプローブ応答２７５の後、スキャニングする局による肯定応答（ＡＣＫ  ２８０）が続く。プローブ応答がＡＰによって送出され、特定のＳＴＡによって受け取られる前に他のＳＴＡが（２２０〜２５０で）サービスを受けるとき、通常中間に遅延が発生することがある。というのも、その他のＳＴＡは標準のデータ・パケットを送出しているからである。これらのアイテムのすべては、現プロトコルによる同じレベルの優先権を有する。
【００１５】
ＳＴＡが対象となるＡＰの識別についての予備知識をもつ場合、そのＳＴＡは、ブロードキャスト・プローブ要求ではなくユニキャスト要求を目標ＡＰに送出することができる。ユニキャスト・メッセージの場合、同じ要求に複数のＡＰが応答する可能性が排除される。したがって、同じＳＴＡに同時にプローブ応答を送出する複数のＡＰすべての間での競合／衝突を考慮する必要はない。
【００１６】
しかし、ＳＴＡが対象となる特定のＡＰの識別についての予備知識をもたない場合、同じＳＴＡに同時にプローブ応答を送出しようとする複数のＡＰ間で衝突が起こり得る。現プロトコルがプローブ応答送出のために標準のＤＣＦを使用する理由の１つは、探索している同じＳＴＡにプローブ応答を送出する複数のＡＰ間の競合を解決するためである。無線プロトコルと有線プロトコルとの主要な違いは、無線媒体伝送でのデータ衝突を管理する際に、衝突の検出と回避とを検出することがはるかに難しいことである。周りに存在し得るＡＰについての知識がなければ、要求を受け取るどんなＡＰもプローブ応答を用いて応答できるように、ＳＴＡはブロードキャスト・アドレスを使用してプローブ応答を送出する。複数のＡＰが要求に同時に応答するときに衝突を回避するために、コンテンション・ウィンドウとバックオフ間隔とを用いたＤＣＦ規則が使用される。
【００１７】
図２Ｂには、一群の無線ノードが示してある。ノード１および２（２３８、２４８）は、お互いおよびＡＰ  ２５８の信号を聞くことができる。同様にノード２および３（２４８、２６８）も、お互いおよびＡＰ  ２５８の信号を聞くことができる。ノード１および３（２３８、２６８）が同時に送出しようとするときに問題が起こる。この場合、ノード１および３（２３８、２６８）からのデータが衝突することによって、どちらのノードからのデータ送出も、それらの（すべてではないにしても）少なくとも一部分が破損することになる。ＤＣＦの衝突回避機能は、送出に先立って、媒体が使用されているかどうか検出するために媒体を検知する。媒体が使用されていない場合、遅延なしに送出されることになる。しかし、他の無線ＳＴＡによって媒体が使用されていることが検知された場合、送出しようと望むＳＴＡは、アルゴリズムに従うある時間待ってから送出を試みる。媒体の可用性を検知することは、当技術分野では空きチャネル・アセスメント（ｃｌｅａｒ  ｃｈａｎｎｅｌ  ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ）として知られている。
【００１８】
８０２．１１では、ＤＣＦは、あるフレームの送出が成功したことを示すために肯定応答（ＡＣＫ）フレームを要求する。タイマ機能はどのくらいの時間ＡＣＫを待つべきか示し、この時間フレームを超える時間は誤りがあると仮定される。ＤＣＦはＰＨＹ固有の値に基づくフレーム間隔タイマを提供することでも知られている。こうしたタイマは、送出を開始する前に媒体が遊休状態であることを検知する。他のフレーム間隔である他の２つのタイプの時間間隔として、スロット時間およびＳＩＦＳ（ショート・フレーム間隔：Ｓｈｏｒｔ  Ｉｎｆｅｒ−ｆｒａｍｅ  Ｓｐａｃｅ）時間がある。ＳＩＦＳはもっとも短いフレーム間隔であり、すでに進行中の送出が終了できるようにする。スロット時間は、送受信ターンアラウンド時間とエネルギー検出時間との合計として定義することができる。ＤＳＳＳ  ＰＨＹでのＳＩＦＳは１０マイクロ秒であり、ＦＨＳＳ  ＰＹＨでのＳＩＦＳは２８マイクロ秒であり、スロット時間は、ＤＩＦＳ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｆｒａｍｅ）、ＥＩＦＳ（拡張フレーム間隔：ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ  ｓｐａｃｅ）、およびＰＣＦフレーム間隔（ＰＩＦＳ：ＰＣＦ  ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ  ｓｐａｃｅ）など他の時間間隔での構成要素として使用することができる。ＤＣＦはＤＩＦＳを使用してデータの送出を可能にし、ＥＩＦＳは誤りとして報告されるフレームのプロセスを使用可能にする。
【００１９】
要約すれば、現在の形式でのスキャニングには、それがアクティブであろうと受動的であろうと欠点がある。アクティブ・スキャニングを用いても、最悪ケースのシナリオではチャネル・スキャニング・プロセスに数百ミリ秒までかかることがあり、ＳＴＡは可能性のあるチャネルのすべてをスキャンしなければならない。スキャニングが実行されると、ＳＴＡによって実行されなければならない第２のプロセス（ＳＴＡは、スキャニング・プロセス中に見つけた新しいＡＰを認証し、それと再連携する）は、ほんの数十ミリ秒で完了する。比較すると、この時間は、スキャニング期間によって使用される時間の大部分よりも著しく少ない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
したがって、当技術分野では、従来知られていない高速なアクティブ・スキャニングを提供する方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、従来のアクティブ・スキャニングにおける遅延を低減する高速なアクティブ・スキャニングのための方法を提供する。この方法には、プローブ応答を送出するための、現在知られているものよりも高い優先権をＡＰに与えるステップが含まれる。本発明は、ある局が媒体への優先アクセス権を有することを可能にするという点で、ＰＩＦＳの属性を利用する。本発明によれば、ＡＰが応答の準備ができるときにすでに空中にあるフレームがあればそれを完了するために、そのプローブ応答は、フレームの時間に加えてＡＰが応答する準備に必要な時間だけ遅延される。ＡＰがプローブ応答を送出する準備ができる前に送出されなかった他のどんなデータ・フレームも、プローブ応答においてさらなるどんな遅延をも引き起こさない。
【００２２】
特に、ユニキャスト・プローブ要求を用いることで、プローブ応答についての媒体アクセス規則をアクティブ・スキャニングでの遅延を低減させるように変更することができる。より高い優先権によりＡＰによるプローブ応答の送出遅延が低減され、したがって、ＡＰが応答の準備に必要とする時間に加えて、もしあれば、すでに空中にあるフレームを終了させる時間だけ、プローブ応答を遅延させることができることが好ましい。本発明はまた、ＳＴＡまたはＡＰのどちらのハードウェアの複雑さも増大させることなしに実装できるという点で有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
各図と併せて提示される以下の説明は例として示されるものであり、限定するためのものではないことを理解されたい。本発明の多くの変形形態が本発明の精神だけでなく添付の特許請求の範囲内にあることが、当業者には理解されよう。たとえば、局の数およびタイプ、多くのタイプのアクセス・ポイント、ならびに両者間の伝送のタイプである。プローブ要求メッセージ以外のメッセージが本発明による優先権を受け取ることさえ可能であり、こうしたことは、本発明による優先権を与えることができるメッセージのタイプについて限定的でなく例示的であるように、本発明の精神ならびにプローブ要求ユニット、検知ユニットおよびＰＩＦＳ時の応答に関する添付の特許請求の範囲内にある。最後に、本発明が不必要な詳細情報で分かりにくくならないように、肯定応答（ＡＣＫ）などのアイテムは時として本明細書における以下の議論および添付の特許請求の範囲には含まれない。しかし、こうしたステップは、使用されるプロトコルに応じて必要とされるものと認識されている。８０２．１１は好ましいＷＬＡＮプロトコルであるが、本発明はこうしたシステムだけに限定されるべきではない。
【００２４】
本発明によれば、ＡＰは時間をとって現実装形態と同様のプローブ応答を準備することを許可される。しかし、従来技術とは異なり、ポイント・フレーム間隔（ＰＩＦＳ：Ｐｏｉｎｔ  Ｉｎｔｅｒ−ｆｒａｍｅ  Ｓｐａｃｅ）の間、媒体が遊休状態にあるとＡＰが検知している限り、ＡＰの準備ができるとすぐに、ＡＰはプローブ応答を送出することを許可される。
【００２５】
ＡＰは、バックオフ間隔なしのＰＩＦＳフレーム間隔を使用してプローブ応答を送出する。バックオフ間隔を必要としない１つの理由は、ＳＴＡがチャネル上の特定のＡＰにユニキャスト・メッセージを送り、使用可能な他のＡＰがチャネル上に存在していても、その特定のＡＰだけがユニキャスト・メッセージに応答することになるからである。ＡＰがバックオフ間隔なしで送出することができる第２の理由は、そのＡＰがＰＩＦＳフレーム間隔中に送出する唯一のＡＰであり、したがって衝突の可能性を排除するからである。通常のデータ・トラフィックは、ＰＩＦＳ間隔よりも長いＤＩＦＳ間隔の間待機する。したがって、ＡＰは、他のＳＴＡの送出よりも、ＳＴＡのスキャニングに優先権を与えることができる。ＳＴＡが移動局で、ＡＰと現在連携している範囲の外側に向けて移動していることもあるため、アクティブ・スキャン中に優先権を提供することによって、ＳＴＡがハンドオフされる前に現ＡＰの範囲外に移動し、その結果通信が終了／切断される可能性は減る。ＡＰが通信切断のためにあるＳＴＡを選択してもよく、優先権は、ＳＴＡが通信終了でなくハンドオフされることになる可能性を増大させる助けになる場合もある。
【００２６】
ＰＩＦＳは、ＰＣＦ（ポイント協調機能：Ｐｏｉｎｔ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）によって使用されて、無線媒体が遊休状態にあると決定された後に、その無線媒体に対する排他的なアクセス権を得る。媒体アクセス規則の一部として、ポーリング・フレームなどいくつかの管理および制御メッセージのために、ＰＩＦＳを使用することができる。ＰＩＦＳを使用することによって、ＡＰは、ＤＩＦＳおよびバックオフ間隔を使用してデータ・フレームを送出しようとする他のＳＴＡとの競合に常に勝つことになる。
【００２７】
図３には、今回特許請求される本発明の方法を使用する、従来の方法よりも短い遅延が示してある。ここで、スキャニングするＳＴＡが図２Ａに示した標準の方法でプローブ要求を送出することが３０５に示してある。プローブ要求が送出された後、図３には、他のＳＴＡ  ３１０がデータ・パケットなどを図２Ａに示した通常の方法で送出しているところが示してある。
【００２８】
しかし、ＡＰがプローブ応答を返そうとするときに違いが明らかになる。その他のＳＴＡの１つによるＡＣＫ応答３２０からも明らかなように、応答者ＡＰがプローブ応答を提供する準備ができるときまでに、他のＳＴＡによって送出されているデータ・フレームがすでにある。
【００２９】
ＡＰは、優先権が等しいからという理由でただそれ自体の順番が来るのを待つ代わりに、前の送出（データおよびＡＣＫ）が終了した後すぐにＰＩＦＳ  ３２５を使用してチャネル・アクセス権を獲得し、プローブ要求３０５を送出したスキャニングするＳＴＡにプローブ応答３３０を送出する。ＡＰがプローブ応答を準備するのに必要な時間が１つのデータ・フレーム交換の時間しかないと仮定すると、図３での例示はプローブ応答がとり得る最大遅延である。
【００３０】
すなわち、本発明によれば、フレーム間隔期間を意味し他の装置とのどんな競合をも排除するためのバックオフ・アルゴリズムを使用するＤＩＦＳ期間を待つ代わりに、本発明のＡＰは、ＰＩＦＳと呼ばれるＰＣＦフレーム間隔の最後に開始するプローブ応答を送出することができる。
【００３１】
ＳＩＦＳ（ショート・フレーム間隔時間）を使用することは、プローブ応答を送出するためのよりいっそう高い優先権をＡＰに与えることになるが、その適用は実際的でないことがある。ＳＩＦＳがプローブ要求の後にただちに続く場合、すべてのＡＰが準備できない現時点で、ＡＰは、プローブ要求を受け取って後ＳＩＦＳ時間でプローブ応答を準備する必要がある。ＳＩＦＳが、その他のＳＴＡの他のいくつかの送出の後に続く場合、プローブ応答は、やはりＳＩＦＳを使用する前の送出に対応する肯定応答フレームと衝突することがある。衝突を避けるためには、送出のためにＳＩＦＳを使用している諸機能をスローダウンさせることもあるバックオフ間隔の導入が必要になるはずである。したがって、ＡＰがプローブ応答を送出するための、次にもっとも短いフレーム間隔時間ＰＩＦＳを選ぶ。
【００３２】
図４は、本発明によるアクセス・ポイントの構成の一例である。アクセス・ポイントにスキャニングする局ＳＴＡへの優先権を与えさせるには多くの方式があることに、当業者は理解されたい。本発明を実行するためには、各ユニットまたはモジュールは、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、あるいはそれらのどんな組合せも含んでよいことにも留意されたい。また、検知および送出のために使用されるハードウェア／ソフトウェア／ファームウェアのうちのいくつかは、すでにＡＰ内に存在することがあるが、プローブ要求メッセージを受け取った後にＤＩＦＳではなくＰＩＦＳ期間中に応答することによって、スキャニングするＳＴＡのプローブ要求に優先権を許可するようにはプログラムまたはセットアップされていない。
【００３３】
図４によれば、ＳＴＡ  ４０１は、最初はアクセス・ポイント４０２によって制御される。この局は移動局であってもよいので、ＡＰ  ４０３の位置がＳＴＡ  ４０１により近接していることによって、またはＡＰ  ４０３がその範囲内に同数のＳＴＡを有していないことがあるため競合問題がより少なくなることから、より有利な場所に位置することがある新しいアクセス・ポイント４０３にハンドオフされる必要がある。
【００３４】
ＡＰ  ４０３は、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアのモジュールを含むことになり、それらには、プローブ要求検知ユニット４１０、フレーム間通信検知ユニット４１５、およびＰＩＦＳ後のプローブ応答ユニットが含まれる。これらのユニット／モジュールは、より大きなユニット、またはたとえば８０２．１１のもとで、たとえばＭＡＣ（媒体アクセス制御）プロトコルをすでに実行するユニットの一部分でよい。
【００３５】
プローブ要求検知ユニット４１０によってプローブ要求を検知すると、ＡＰ  ４０３は、従来の方法および時間フレームで準備することができるプローブ応答メッセージを準備することになる。フレーム間通信検知ユニット４１５は、フレーム間隔の間、この具体的なケースではＰＩＦＳ  ３２５の間チャネルを監視することになり、チャネルが検知されるとすぐに、プローブ応答手段４２０が応答を送出することになる。ＡＰ  ４０３は、プローブ応答を送出する前にバックオフ・ウィンドウおよび／またはアルゴリズム・カウントダウン（ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ｃｏｕｎｔｄｏｗｎ）を利用する必要はないことに留意されたい。しかし、他の競合問題がある場合、こうしたバックオフ機構を利用することもできる。こうしたバックオフ機構は、ＤＩＦＳフレーム間隔を使用するときに競合を解決する機構と同様に動作するはずである。
【００３６】
特許請求される本発明には、ＰＩＦＳの後プローブ応答を受け取らずに所定の期間が経過した場合に起こり得るいくつかのシナリオ（変形形態）がある。第１に、ＳＴＡは同じＡＰに向けてユニキャスト・メッセージを単に再試行することがある。第２に、ＳＴＡは同じチャネル上で他のＡＰに向けてユニキャスト・メッセージを送ることがある。第３に、ＳＴＡは別のチャネル上で他のＡＰに向けてユニキャスト・メッセージを送ることがある。第４に、ＳＴＡは同じチャネル上でプローブ要求メッセージをブロードキャストすることがある。第５に、ＳＴＡは別のチャネル上でプローブ要求メッセージをブロードキャストすることがある。「再試行」がユニキャスト・メッセージである場合、ＳＴＡによって使用される所定の期間はＰＩＦＳ時間フレームよりもわずかに長く、対照的に、ここでＳＴＡはタイムアウトするまでに通常は２０ミリ秒待つ。総合的なシステム応答を低下させることなしに、所与の応答時間毎のいくつかのタイムアウトが最小化されるように所定の時間フレームを変更できることが当業者には理解される。プローブ応答メッセージがＳＴＡによって受け取られ肯定応答されると、ＡＰ  ４０３へのハンドオフのプロセスの残りを続けることができる。ＡＰが通常のデータ・パケットの送信よりもプローブ応答の送信に高い優先度をおいたおかげで、ハンドオフされる必要があるＳＴＡはＡＰからプローブ応答をより早く受け取るはずなので、本発明のスキャニング方法によってかなりの時間が節約できていることに留意されたい。
【００３７】
したがって、今回特許請求される本発明によって、現プロトコルならびに大部分のＷＬＡＮを構成する局およびアクセス・ポイントのハードウェアに対してどんな主要なオーバホールもすることなしに、優先権システムがハンドオフされる必要のあるＳＴＡに役立つことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】媒体アクセス規則が従来の無線環境でどのように動作するかを示す図である。
【図２Ａ】現プロトコルでのプローブ応答を示すタイミング図である。
【図２Ｂ】分散協調機能によって実施される衝突回避機能を説明するように構成された一群の無線ノードを示す図である。
【図３】本発明による方法に従うときの、短縮化された応答時間を示す図である。
【図４】スキャニングしているＳＴＡに他の局をしのぐ優先権を許可するために、本発明によるアクセス・ポイントをどのように構成できるかについて、可能性のある一例を示す図である。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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