(57)【要約】      （修正有）【課題】ＣＳＭＡ／ＣＡは、高いノード密度の下でネットワークパフォーマンスを低下させる衝突を起こしやすい。【解決手段】ＩＥＥＥ８０２、１１互換プロセッサは、決定論的バックオフを含む、ＩＥＥＥ８０２．１１  ＣＳＭＡ／ＥＣＡの異なる提案されたＭＡＣ方式により、第１の局からデータを受信している間に複数のさらなる局の中のどの局にデータが送信され得るかを示す情報と、第２の局に送信されるようにスケジューリングされた次のデータを送信するために必要な持続時間に関する情報と、を使用して、第１の局からの次の送信の受信中にデータを送信するための第２の局を、ネットワーク内の第１の局およびネットワーク内のさらなる局の中から受信した表示を使用して識別する。本表示は、第１の局によって送信されるようにスケジューリングされた次のデータ送信の持続時間の表示である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の局からデータを受信している間に複数のさらなる局の中のどの局にデータが送信され得るかを示す情報と、
第２の局に送信されるようにスケジューリングされた次のデータを送信するために必要な持続時間に関する情報と
を使用して前記第１の局からの次の送信の受信中にデータを送信するための前記第２の局を、ネットワーク内の前記第１の局からおよび前記ネットワーク内の前記さらなる局の中から受信した表示を使用して識別するように構成され、
前記表示が、前記第１の局によって送信されるようにスケジューリングされた前記次のデータ送信の前記持続時間の表示である、ＩＥＥＥ８０２．１１互換プロセッサ。
【請求項２】
請求項１に記載の前記プロセッサと、前記プロセッサによる実行のためのプログラム命令を記憶するメモリと、送信機と、受信機とを備えるＩＥＥＥ８０２．１１互換装置であって、前記プログラム命令が、前記プロセッサによって実行されるとき、前記プロセッサに、
前記受信機を介して第１の局から受信した前記表示を前記メモリ中に記憶することと、
前記識別を実行することと、
前記第１の局からの前記次のデータ送信が行われる間に、前記第２の局に送信されるようにスケジューリングされた前記次のデータを送信することと
を行わせるように構成される、ＩＥＥＥ８０２．１１互換装置。
【請求項３】
前記プログラム命令が、前記プロセッサによって実行されるとき、前記プロセッサに、
局から情報を受信させるようにさらに構成され、信号の強度の前記情報が、他の局および前記他の局の識別子から受信される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記情報が、アクセスポイントから受信した信号の強度の情報をさらに含む、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記プログラム命令が、前記プロセッサによって実行されるとき、前記プロセッサに、
局から情報を受信することであって、前記情報が、互いを検出することができる局を示すことと、
互いを検出できない局を前記受信した情報から決定することと
を行わせるようにさらに構成される、請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記プログラム命令が、前記プロセッサによって実行されるとき、前記プロセッサに、
前記第１の局からの干渉を経験しないことが知られている局として、または、前記装置との通信接触を維持している間に前記第１の局からの干渉を経験しないようにそのキャリア検出しきい値を増加させることができることが知られている局として、前記装置と通信接触している局の中から前記第２の局を選択させるようにさらに構成される、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記プログラム命令が、前記プロセッサによって実行されるとき、前記プロセッサに、正常な送信後の局の後続の送信のタイミングを支配するルールを使用して、局がその次の送信をスケジューリングしたときを決定することと、前記次の送信の受信中にデータを送信するさらなる局を選択することとを行わせるようにさらに構成される、請求項２に記載の装置。
【請求項８】
送信機を備え、プロセッサと、前記プロセッサによる実行のためのプログラム命令を記憶するメモリとを備えるＩＥＥＥ８０２．１１互換局であって、前記プログラム命令が、前記プロセッサによって実行されるとき、前記プロセッサに、
データパケットの現在の送信中に、前記現在のデータ送信の正常な完了後にスケジューリングされたデータ送信の持続時間の表示を送信させるように構成される、ＩＥＥＥ８０２．１１互換局。
【請求項９】
前記プログラム命令が、前記プロセッサによって実行されるとき、前記プロセッサに、データパケットの送信が成功したと決定された場合、次のデータパケットの送信をあらかじめ定められた数の送信スロットだけ遅延させるように構成される、請求項８に記載の局。
【請求項１０】
前記プログラム命令が、前記プロセッサによって実行されるとき、前記プロセッサに、信号が受信された１つまたは複数の他の局を識別する情報を送信させるように構成され、前記情報が、前記１つまたは複数の他の局を識別する識別子、前記１つまたは複数の他の局から受信した前記信号の強度の表示、または、前記受信された信号を送信する際に前記他の局によって使用される電力レベルのうちの、１つまたは複数を含む、請求項８に記載の局。
【請求項１１】
前記プログラム命令が、前記プロセッサによって実行されるとき、前記プロセッサに、別の局からのデータ送信活動が予期される時間期間の間、前記別の局からの干渉なしにアクセスポイントとの通信を可能にするキャリア検出しきい値を決定することと、前記時間期間の間に前記局のキャリア検出しきい値を前記決定されたキャリア検出しきい値に調整することとを行わせるように構成される、請求項８に記載の局。
【請求項１２】
送信機を備え、プロセッサと、前記プロセッサによる実行のためのプログラム命令を記憶するメモリとを備えるＩＥＥＥ８０２．１１互換局であって、前記プログラム命令が、前記プロセッサによって実行されるとき、前記プロセッサに、別の局からのデータ送信活動が予期される時間期間の間、前記別の局から以前に受信された既知の信号の強度に基づいて、前記別の局からの干渉なしにアクセスポイントとの通信を可能にするキャリア検出しきい値を決定することと、前記時間期間の間に前記局のキャリア検出しきい値を前記決定されたキャリア検出しきい値に調整することとを行わせるように構成される、ＩＥＥＥ８０２．１１互換局。
【請求項１３】
前記プログラム命令が、前記プロセッサによって実行されるとき、前記時間期間の後に前記キャリア検出しきい値をあらかじめ定められた値に低減するように構成される、請求項１２に記載の局。
【請求項１４】
前記プログラム命令が、前記プロセッサによって実行されるとき、前記プロセッサに、正常な送信後の局の後続の送信のタイミングを支配するルールを使用して、別の局からのデータ送信活動が予期される前記時間期間を決定させるようにさらに構成される、請求項１２に記載の局。
【請求項１５】
請求項１に記載の装置と、請求項８に記載の１つまたは複数の局とを備える、システム。
【請求項１６】
請求項１に記載の装置と、請求項１２に記載の１つまたは複数の局とを備える、システム。
【請求項１７】
データ送信の方法であって、
ＩＥＥＥ８０２．１１互換装置において、第１のＩＥＥＥ８０２．１１互換局から前記装置に送信されるようにスケジューリングされた次の送信の持続時間の表示を含む送信を、前記第１の局から受信することと、
前記装置が前記第１の局からデータを受信している間に複数のさらなる局の中のどの局にデータが送信され得るかを示す、前記装置に記憶された情報と、
前記装置から第２の局に送信されるようにスケジューリングされた次のデータを送信するために必要な持続時間に関する情報と
を使用して、前記第１の局からの次の送信中にデータを送信するための前記第２の局を、前記装置内および前記さらなる局から決定することと、
前記第１の局からの前記次のデータ送信が行われる間に、前記第２の局に送信されるようにスケジューリングされた前記次のデータを送信することと
を備える、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載の実施形態は、一般に、全二重動作可能なＩＥＥＥ８０２．１１対応デバイスおよびそのネットワーク、ならびにそのようなデバイスおよびネットワークを動作させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アナログおよびデジタル自己干渉除去技法の近年の進歩のために、同時に送受信することができる全二重（ＦＤ）無線が実際に実現され得る。ＦＤトランシーバは、同時に正常に受信できるようにするために、送信する信号からの干渉を除去するための自己干渉除去方法を使用するという点で、その半二重（ＨＤ）対応品とは異なる。しかしながら、自己干渉除去技法は、他のＲＦ源からの干渉を軽減することができない。
【発明の概要】
【０００３】
以下において、図面を参照して実施形態が説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１Ａ】双方向全二重（ＢＦＤ）通信モードで動作するアクセスポイント（ＡＰ）および局（ＳＴＡ）を示す図。
【図１Ｂ】ＦＤまたは半二重（ＨＤ）ＳＴＡ  Ａからデータを受信し、別のＦＤ／ＨＤ  ＳＴＡ  Ｂにデータを送信する、一方向全二重（ＵＦＤ）通信モードで動作するアクセスポイント（ＡＰ）を示す図。
【図２】１つのアクセスポイントＡＰと４つのＳＴＡとをＢＦＤ／ＵＦＤデータ送信タイムラインに沿って有するネットワークトポロジの例を示す図。
【図３】調整されたキャリア検出しきい値をＵＦＤデータ送信タイムラインに沿って使用するネットワークトポロジの一例を示す図。
【図４Ａ】ＢＦＤモードにおける局とＡＰとの間の信号の交換を示す図。
【図４Ｂ】ＵＦＤモードにおける２つの局とＡＰとの間の信号の交換を示す図。
【図５】全二重対応のアクセスポイントの一例を示す図。
【図６】ＦＤ対応局の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
一実施形態では、第１の局からデータを受信している間に複数のさらなる局の中のどの局にデータが送信され得るかを示す情報と、第２の局に送信されるようにスケジューリングされた次のデータを送信するために必要な持続時間に関する情報とを使用して第１の局からの次の送信の受信中にデータを送信するための第２の局を、ネットワーク内の第１の局からおよびネットワーク内のさらなる局の中から受信した表示を使用して識別するように構成されたＩＥＥＥ８０２．１１互換プロセッサが提供される。本表示は、第１の局によって送信されるようにスケジューリングされた次のデータ送信の持続時間の表示である。
【０００６】
別の実施形態では、上述のプロセッサと、プロセッサによる実行のためのプログラム命令を記憶するメモリと、送信機と、受信機とを備えるＩＥＥＥ８０２．１１互換装置が提供される。本プログラム命令は、プロセッサによって実行されるとき、プロセッサに、受信機を介して第１の局から受信した表示をメモリ中に記憶することと、識別を実行することと、第１の局からの次のデータ送信が行われる間に、第２の局に送信されるようにスケジューリングされた次のデータを送信することとを行うように構成される。
【０００７】
本プログラム命令は、プロセッサによって実行されるとき、プロセッサに、局から情報を受信させるようにさらに構成され得、信号の強度の情報は、他の局から、および上記他の局の識別子から受信される。
【０００８】
情報は、アクセスポイントから受信した信号の強度の情報をさらに含み得る。
【０００９】
本プログラム命令は、プロセッサによって実行されるとき、プロセッサに、局から情報を受信することであって、情報は、互いを検出することができる局を示すことと、互いを検出できない局を受信した情報から決定することとを行わせるようにさらに構成され得る。
【００１０】
本プログラム命令は、プロセッサによって実行されるとき、プロセッサに、第１の局からの干渉を経験しないことが知られている局として、または、装置との通信接触を維持している間に第１の局からの干渉を経験しないようにそのキャリア検出しきい値を増加させることができることが知られている局として、装置と通信接触している局の中から第２の局を選択させるようにさらに構成される。
【００１１】
別の実施形態によれば、送信機と、プロセッサと、プロセッサによる実行のためのプログラム命令を記憶するメモリとを備えるＩＥＥＥ８０２．１１互換局が提供される。本プログラム命令は、プロセッサによって実行されるとき、プロセッサに、データパケットの現在の送信中に、現在のデータ送信の正常な完了後にスケジューリングされたデータ送信の持続時間の表示を送信させるように構成される。
【００１２】
本プログラム命令は、プロセッサによって実行されるとき、プロセッサに、データパケットの送信が成功したと決定された場合、次のデータパケットの送信をあらかじめ定められた数の送信スロットだけ遅延させるように構成され得る。
【００１３】
本プログラム命令は、プロセッサによって実行されるとき、プロセッサに、信号が受信された１つまたは複数の他の局を識別する情報を送信させるように構成され得、情報は、１つまたは複数の他の局を識別する識別子、１つまたは複数の他の局から受信した信号の強度の表示、または受信された信号を送信する際に他の局によって使用される電力レベルのうちの１つまたは複数を含む。
【００１４】
本プログラム命令は、プロセッサによって実行されるとき、プロセッサに、別の局からのデータ送信活動が予期される時間期間の間、別の局からの干渉なしにアクセスポイントとの通信を可能にするキャリア検出しきい値を決定することと、その時間期間の間に局のキャリア検出しきい値を決定されたキャリア検出しきい値に調整することとを行わせるように構成され得る。
【００１５】
別の実施形態では、送信機と、プロセッサと、プロセッサによる実行のためのプログラム命令を記憶するメモリとを備えるＩＥＥＥ８０２．１１互換局が提供され、本プログラム命令は、プロセッサによって実行されるとき、プロセッサに、別の局からのデータ送信活動が予期される時間期間の間、別の局から以前に受信された既知の信号の強度に基づいて、別の局からの干渉なしにアクセスポイントとの通信を可能にするキャリア検出しきい値を決定することと、その時間期間の間に局のキャリア検出しきい値を決定されたキャリア検出しきい値に調整することとを行わせるように構成される。
【００１６】
本プログラム命令は、プロセッサによって実行されるとき、時間期間の後にキャリア検出しきい値をあらかじめ定められた値に低減するように構成され得る。
【００１７】
別の実施形態によれば、上述の装置と、上述の１つまたは複数の局とを備えるシステムが提供される。
【００１８】
別の実施形態によれば、データ送信の方法であって、ＩＥＥＥ８０２．１１互換装置において、第１の局から装置に送信されるようにスケジューリングされた次の送信の持続時間の表示を含む送信を、第１のＩＥＥＥ８０２．１１互換局から受信することと、装置が第１の局からデータを受信している間に複数のさらなる局の中のどの局にデータが送信され得るかを示す、装置に記憶された情報と、装置から第２の局に送信されるようにスケジューリングされた次のデータを送信するために必要な持続時間に関する情報とを使用して、第１の局からの次の送信中にデータを送信するための第２の局を、装置内およびさらなる局から決定することと、第１の局からの次のデータ送信が行われる間に、第２の局に送信されるようにスケジューリングされた次のデータを送信することとを備える方法が提供される。
【００１９】
８０２．１１ネットワークにおいて同時送受信（ＳＴＲ）モードを実現するために、２つの異なるタイプのワイヤレスリンクが作成され得る。
【００２０】
（ａ）ＦＤ対応アクセスポイント（ＡＰ）と局（ＳＴＡ）とのペアが、同時に互いへ／からの送信／受信を行うことができる、双方向ＦＤ（ＢＦＤ）（この性質のリンクは、図１Ａに示される）、および、
（ｂ）ＡＰが、別のＦＤ／ＨＤ  ＳＴＡから受信している間に、同時にＦＤまたは半二重（ＨＤ）ＳＴＡに送信することができる、一方向ＦＤ（ＵＦＤ）（この性質のリンクは、図１Ｂに示される）。
【００２１】
８０２．１１ネットワークにおいてＳＴＲモードを有効にすると、多くの課題が発生する。実用的な観点から見ると、ＦＤノード（ＡＰおよびＳＴＡ）は、プロトコルをほとんど、またはまったく変更せずに、レガシーＨＤノードと共存することが可能であるべきである。ＦＤ  ＡＰおよびＳＴＡは、レガシーＨＤノードと共存しながらＦＤ機能を発見できるべきである。さらに、ＢＦＤおよびＵＦＤ送信は、レガシーチャネルアクセスメカニズムに変更を加えることなしに有効にされるべきである。
【００２２】
ＵＦＤ送信の独自の特性により、２つのＨＤ／ＦＤノードが、ＡＰへ／から同時に送信／受信することが可能になる。しかしながら、ＡＰのカバレッジ内のいくつかのノードはＡＰに送信するＳＴＡからの干渉を経験するため、ＡＰのカバレッジ内のすべてのノードがＵＦＤ送信の一部になり得るとは限らない。したがって、これらのノードは、信頼できる方法でＡＰからデータを受信することができない。
【００２３】
ＢＦＤ送信に従事するノードは、正常な送信のための肯定応答（ＡＣＫ）を送受信できることがさらに重要である。レガシー８０２．１１ネットワーク（ＨＤ通信）においては、ノードはデータパケットを送信した後にＡＣＫを予期する。しかしながら、ＢＦＤ送信の場合、データパケットは両方のノードによって同時に送信されるので、各ノードはＡＣＫを得る前にデータパケットを受信する。これは、ＡＣＫタイムアウトにつながる。ＡＣＫタイムアウトの問題は、ＵＦＤ送信にも存在し、この状況においては特に困難であり得る。
【００２４】
ＩＥＥＥ８０２．１１  ＷＬＡＮにおける従来のＭＡＣ方式は、ＣＳＭＡ／ＣＡである。しかしながら、ＣＳＭＡ／ＣＡは、高いノード密度の下でネットワークパフォーマンスを低下させる衝突を起こしやすい。実施形態では、決定論的バックオフを含む、ＩＥＥＥ８０２．１１、ＣＳＭＡ／ＥＣＡの異なる提案されたＭＡＣ方式が、以下に説明する分散方式で衝突のないスケジュールを構築するために使用される。ＣＳＭＡ／ＥＣＡにおいて、ノードは、正常な送信後に決定論的バックオフを使用することができる。決定論的バックオフを使用することによって、衝突のないスケジュールを分散方式で構築することが可能になる。
【００２５】
以下の実施形態の説明は、ＦＤおよびＨＤ  ＳＴＡの両方が共存し、ＣＳＭＡ／ＣＡおよびＣＳＭＡ／ＥＣＡノードが共存するシングルセルマルチユーザ８０２．１１ネットワークシナリオを備える。セル内のＦＤノードは、ＢＦＤまたはＵＦＤ動作を可能にするアナログまたはデジタル自己干渉除去技法を使用する。セル内のＦＤ／ＨＤ  ＳＴＡは、それぞれのネットワーク割振りベクトル（ＮＡＶ）が設定されたときに受信することができるように構成される。さらに、セル内のＦＤ／ＨＤ  ＳＴＡは、それらのＣＳＴを調整できるように構成される。
【００２６】
機能発見
一実施形態のネットワーク内のノードは、自律的にＦＤおよびＣＳＭＡ／ＥＣＡ機能を発見することができる。好ましい実施形態では、ＡＰは、その機能をビーコンフレームにおいて定期的にアドバタイズする。
【００２７】
管理フレームの「機能情報」フィールドは、ＡＰおよびＳＴＡによる機能発見のために使用される。機能情報フィールドは２バイトを備え、その１つは予約されている。実施形態では、ＡＰは、予約ビットのうちの１つまたは複数を通じてその機能をアドバタイズする。ＦＤおよびＣＳＭＡ／ＥＣＡ機能を有するＳＴＡは、同様に、アソシエーション要求フレームを送信するときに、機能情報フィールドを通じてＡＰにそれらの機能を通知する。
【００２８】
適格なノードの識別
ＦＤ機能を発見した後、任意のＦＤ対応ＳＴＡは、ＡＰとのＢＦＤ送信に従事することができ、その逆も可能である。しかしながら、すべてのＳＴＡ（ＦＤまたはＨＤのいずれか）がＵＦＤ送信の一部になることができるとは限らない。ＡＰによって同時にサービスされる２つのノードは、互いの干渉範囲外である必要がある。
【００２９】
２００８年に導入されたＩＥＥＥ８０２．１１ｋの修正は、ネットワークのパフォーマンスを向上させるための無線リソース測定機能をサポートする。無線リソース測定の大部分は、要求−報告方式で交換され得る。無線リソース測定の要求および報告は、アクションフレームの本体に送信される。アクションフレームは、アクションをトリガする管理フレームの一種である。ＩＥＥＥ８０２．１１ｋの修正は、無線リソース測定のフォーマットと期間を定義するが、実行されるべきときは指定しない。
【００３０】
フレーム測定は、要求−報告方式で実行される特定のタイプの無線リソース測定である。この報告では、測定ＳＴＡは、受信したフレームの数、電力レベル、およびＢＳＳＩＤを、リッスンするすべての送信者アドレスについて報告できる。本実施形態では、近隣情報を取得するために、ＡＰは、「フレーム測定」要求フレームをネットワーク内の各ＳＴＡに定期的に送信する。それぞれのＳＴＡは、「フレーム測定」応答フレームで応答する。応答するＳＴＡは、報告を送信するＳＴＡの各近隣に関する情報、関連付けられる電力レベル、およびＢＳＳ  ＩＤを含むように、それらの応答を構成する。異なるＳＴＡから受信した測定値に基づいて、ＡＰは、ＵＦＤ送信に対して適格なノードの知識を取得する。上述のＩＥＥＥ８０２．１１ｋの修正は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ−２０１６規格に吸収されている。
【００３１】
本明細書に開示された実施形態は、完全に規格に適合する方法で、ＵＦＤ送信への参加に対して適格なノードを選択するために必要な知識を取得する。
【００３２】
ＢＦＤ送信のためのＣＳＭＡ／ＥＣＡの活用
一実施形態による、図２に示されるトポロジおよび関連付けられるタイムラインでは、すべてのＳＴＡがＣＳＭＡ／ＥＣＡをサポートする。ＳＴＡは、それらのキャリア検出範囲が重複する場合、他のノードをキャリア検出することができる。図２からわかるように、ＳＴＡ１の検出範囲はＳＴＡ３およびＳＴＡ４の検出範囲と重複するがＳＴＡ２の検出範囲とは重複せず、ＳＴＡ２の検出範囲はＳＴＡ３およびＳＴＡ４の検出範囲とさらに重複するが、ＳＴＡ３とＳＴＡ４の検出範囲もまた重複する。
【００３３】
タイムライン内の長方形ブロックは、ＳＴＡおよびＡＰがデータを送信する時間期間を示す。これらの時間期間に先行する数は、個々のＳＴＡによって選択されるバックオフ、すなわちＳＴＡがその送信を開始する前にＳＴＡによって使用されない送信スロットの数を示す。
【００３４】
図２のタイムラインからわかるように、図示される例では、ＳＴＡ１とＳＴＡ３の送信は、干渉のために失敗する（図２の「Ｘ」によって示されるように）。この衝突が検出されると、ＣＳＭＡ／ＣＡおよびＣＳＭＡ／ＥＣＡ規格に従って、両方のＳＴＡはデータを再送信する前にランダムバックオフを選択する（ＳＴＡ１はこの例における２のランダムバックオフを選択し、ＳＴＡ３はこの例における４のランダムバックオフを選択する）。ランダムバックオフは、区間［０，１，．．．２kＣＷmin−１］において均一に分布され、ｋはバックオフステージであり、ＣＷminは最小コンテンションウィンドウである。
【００３５】
図２からわかるように、ＳＴＡ１によって選択されたランダムバックオフの後、ＳＴＡ１による送信は成功する。しかしながら、ＣＳＭＡ／ＥＣＡ規格によれば、送信が正常に完了すると、ＳＴＡは決定論的バックオフを選択する。一実施形態では、決定論的バックオフは、以下に従って計算される。
【数１】
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ＣＷminが１０個のタイムスロットに設定されている場合、ＳＴＡ１は４つのタイムスロットの決定論的バックオフをとる。この決定論的バックオフを使用することによって、範囲内のＡＰおよび他のＳＴＡは、送信を正常に完了したＳＴＡが次の送信を試みる時を予測することが可能になる。
【００３６】
ＡＰはＳＴＡ１に送信するデータを有し、ＳＴＡ１はＦＤ対応であると考える。ＡＰはまた、ＳＴＡ１のＣＳＭＡ／ＥＣＡ機能も認識している。ＳＴＡ１による決定論的バックオフの使用に基づいて、ＡＰは、ＳＴＡ１がいつ再送信する予定かを知る。したがって、ＣＳＭＡ／ＥＣＡの使用は、二次送信の可能性のある機会の識別を通じて、ＡＰとＳＴＡ１との間のＢＦＤ送信の機会を提供する。
【００３７】
ＡＣＫを受信すると想定されるＡＰまたはＳＴＡのそれぞれがそれを受信できる前にＳＴＡまたはＡＰがＡＣＫを送信する場合、上述のＡＣＫタイムアウト問題が発生することが理解されよう。このため、本実施形態では、二次送信（上述のＢＦＤの例では、ＡＰからＳＴＡ１へ）は、一次送信（ＳＴＡ１からＡＰへ）の前またはそれと同時に終了するように設定される。
【００３８】
パケットヘッダは、持続時間ＩＤフィールド（以下では、持続時間フィールドと呼ばれる）を備える。一実施形態のＳＴＡは、ＳＴＡによって開始された（一次）送信の持続時間を示すために、このフィールドを使用する。ＡＰがＢＦＤ送信において送信ＳＴＡに返送されるデータを有する場合、ＡＰは、データ送信を引き起こしたＳＴＡ（図２のタイムラインに示される例では、これはＳＴＡ１である）にデータを同時に返送するために、持続時間情報を使用する。特に、ＡＰからＳＴＡへの二次送信の送信時間は、送信のために使用されるペイロードならびに変調および符号化方式（ＭＣＳ）に依存する。したがって、ＡＰは、二次送信が一次送信の完了時または完了前に完了することが保証されるように、二次送信用のペイロードおよびＭＣＳを選択する。
【００３９】
ＵＦＤ送信のためのＣＳＭＡ／ＥＣＡの活用
以下では、ＵＦＤ送信が、例として、および図２に示されるネットワークトポロジを参照して説明される。この例では、ＳＴＡ１が上記の決定論的バックオフの終了後に再送信するとき、ＡＰはＳＴＡ１に送信するデータを有さない。しかしながら、ＡＰはＳＴＡ２に送信するデータを有する。以前に収集されたネットワークトポロジに関する情報に基づいて、ＡＰは、ＳＴＡ１およびＳＴＡ２が互いのキャリア検出範囲から外れていることを知り、結果として干渉せず、また結果としてＳＴＡ１がＡＰに送信する期間は、ＡＰによるＳＴＡ２へのデータの並列送信のために使用され得ることを識別する。
【００４０】
上述のように、ＳＴＡ１は、パケットヘッダの持続時間フィールド内のＡＰへのその一次送信の持続時間を指定する。この情報を使用して、ＡＰは、二次送信が一次送信と同時に、または一次送信の前に完了することを保証するために、ＡＰからＳＴＡ２への二次送信のために使用されるペイロードならびに変調および符号化方式（ＭＣＳ）を決定する。
【００４１】
二次送信を行うために適切なＳＴＡを選択するために、および上述したタイミング要件を満たすＭＣＳを使用して二次送信において送信され得る適切なパケットを選択するためにＡＰによって実行されるルックアップ動作は、潜在的に二次送信機会が完全に失われる程度に計算上高価になる可能性がある。本実施形態では、そのような機会を失う可能性を低減するために、ＣＳＭＡ／ＥＣＡ対応ＳＴＡは、それらのＥＣＡ機能を利用し、ＳＴＡがＡＰに送信するためにＳＴＡがスケジューリングまたはバッファリングした次のパケットの持続時間情報（Ｄnextと呼ばれ、もちろん、パケットサイズ、ならびに次の送信のためにＳＴＡによって選択されたＭＣＳに依存する）を含む。Ｄnextは、パケットヘッダの予約済みフィールドのいずれかにおいて搬送され得る。これは、任意のレガシーノードが予約済みフィールドの内容を単に無視するため、完全な後方互換性を維持する。代替の実施形態では、ＳＴＡ１は、持続時間情報の代わりに、送信されるべき次のパケットのペイロードを示す情報を送信する。この場合、ＡＰは、ＳＴＡ１からの現在の送信において使用されたのと同じＭＣＳに次のパケットが到着するという仮定の下に、ＳＴＡ１からの次の送信の持続時間を計算するように構成される。したがって、ＳＴＡ１によって持続時間がアドバタイズされるかまたはペイロードがアドバタイズされるかは関係ない。
【００４２】
ＡＰがＳＴＡ１から現在のパケットを受信した時点で（すなわち、ＳＴＡ１の送信が成功した場合）、ＡＰは、上述の決定論的バックオフのために、ＳＴＡ１が再送信する予定の時間を知る。その結果、ＡＰは、ＵＦＤ送信への参加に対して適格なノードを決定するためだけでなく、利用可能な時間Ｄnext内の任意のそのようなＵＦＤ送信において送信され得るパケットを決定するために十分なリードタイムを有する。
【００４３】
ＳＴＡ１は、第１の送信が正常に完了した後にＡＰからＡＣＫを受信すると、上述の決定論的バックオフをとるように構成される。バックオフの後、ＳＴＡ１がＡＰへの次の送信を開始する。ＡＰは、この送信の開始時刻を知っているので、ＳＴＡ１が以前に提出された持続時間Ｄnextに関連付けられるパケットをＡＰに送信するのと同時に、ＵＦＤ送信において二次受信機に送信するために以前に選択したパケットの送信を開始する。
【００４４】
二次送信が成功すると、メディアの利用率が向上するため、従来の半二重手法に比べて明らかな利点がある。二次送信が失敗した場合、パフォーマンスは、従来の半二重手法と同じである。ＣＳＭＡ／ＥＣＡ対応ノードによる第１の送信のパケットヘッダ内の次の送信の持続時間のシグナリングが二次送信機会の最大利用を保証するならば、ＵＦＤ送信をスケジューリングするために提案されたメカニズム全体が結果的にパフォーマンス向上をもたらす。
【００４５】
ＢＦＤデータ送信を確立することに関わるデータ交換が図４Ａに示されている。
【００４６】
図４Ａに示されるように、時刻ｔ0において、ＳＴＡ１が第１のデータパケットをＡＰに送信すると考える。図４Ａのこの第１のパケットに関連付けられる３つのフィールドは、それぞれ、現在の送信Ｄ0の持続時間、ＳＴＡ１が作成する予定の次の送信Ｄnextの持続時間、および宛先アドレス（ＡＰ）である。パケットは時刻ｔ1にＡＰに到達し、ＳＴＡ１はＳＩＦＳ期間を待った後に受信の肯定応答を返す。
【００４７】
正常なデータ送信後に決定論的バックオフを待った後、ＳＴＡ１は時点ｔ3において次のデータパケットの送信を開始する。以前のデータ送信において、ＳＴＡ１は、時刻ｔ3において決定論的バックオフの後に開始するデータ送信の持続時間をＡＰに通知したので、ＡＰは、次のデータ送信が終了する時点ｔ4を知る。時点ｔ3およびｔ4を知ることにより、ＡＰは、ＳＴＡ１への送信のためにスケジューリングされた次のデータパケットが、ＳＴＡ１からの送信によって利用可能にされた時間フレーム内に収容され得るかどうかを決定することができ、収容され得る場合、図４Ａに示されるように、データパケットをＳＴＡ１に送信するように設定する。図４Ａからわかるように、時刻ｔ4以前にＡＰからＳＴＡ１へのデータ送信が完了している可能性がある。これは、ＦＤ送信を開始することを決定したのはＡＰであり、ＳＴＡ１からのデータ送信がいつ完了するかを知っているため、問題ではない。結果として、ＡＰは、ＳＴＡ１からのＡＣＫをいつ予期できるかを知っており、ＳＴＡ１からの肯定応答が予期され得る時点を再計算するように構成され、その結果、この時点より早くＡＣＫタイムアウトをトリガしない。
【００４８】
ＳＴＡ１がｔ4の直後にＡＰからのＡＣＫを予期し得るとすると、ＳＴＡ１へのデータ送信がｔ4の前で、またはｔ4において完了していることを保証するために、ＡＰは、ペイロード、ＭＣＳ（変調および符号化方式）、およびデータ送信が開始される時刻のうちの１つまたは複数を選択することによって進行する。両方のデータ送信が時刻ｔ4において完了すると、ＳＴＡ１およびＡＰは両方とも自由にＡＣＫメッセージを送信し、そうすることによって、レガシープロトコルによって時点ｔ4＋ＳＩＦＳ＋ＡＣＫtransmissionにおいて発生するように設定されたＡＣＫタイムアウトを回避する。
【００４９】
ＵＦＤデータ送信を確立することに関わるデータ交換が図４Ｂに示されている。
【００５０】
図４Ｂに示されるように、時刻ｔ0において、ＳＴＡ１は第１のパケットをＡＰに送信する。ＳＴＡ１からＡＰに送信されるメッセージのフォーマットは、図４Ａを参照して上述したものと同じであり、その後、ＡＰは、時間ＳＩＦＳの後にパケットの受信を肯定応答する。
【００５１】
このシナリオでは、ＡＰはＳＴＡ２には送信するがＳＴＡ３およびＳＴＡ４には送信しないデータを有する。したがって、ＡＰは潜在的にＵＦＤ送信を確立することができる。図２に示されるように、ＳＴＡ３とＳＴＡ４はＳＴＡ１の干渉範囲内にあり、ＡＰは、ＵＦＤ送信においてＳＴＡ１からデータを受信しながらＳＴＡ３およびＳＴＡ４にデータを送信するために最適ではないことを認識する。
【００５２】
ＳＴＡ１は、第１のパケットの正常な送信に続く決定論的バックオフの後に、時刻ｔ3においてデータ送信を開始する。上述したように、ＡＰは、Ｄnextおよびｔ3に基づいて、ＳＴＡ１からの次のパケットのデータ送信が終了する時刻ｔ4を計算することができる。ＳＴＡ２はＵＦＤ送信に参加する資格があり、ＡＰはＳＴＡ２に送信するデータを有するので、ＡＰは、ＳＴＡ２に送信されるデータパケットが利用可能な時間に送信され得る場合、時刻ｔ３に、またはそれ以降に、ＳＴＡ２にデータメッセージを送信する。
【００５３】
隣接するＳＴＡは、データがＳＴＡ２を対象としていることがわかった後、静止したままである。したがって、ＵＦＤ送信はＡＰによって正常に確立される。ＳＴＡ２はレガシーＨＤノードであり得るので、ＡＰからＳＴＡ２へのデータ送信が時刻ｔ4において終了することが特に重要である。送信がｔ4より前に終了した場合、ＳＴＡ２はｔ4の前にＡＣＫを送信してもよく、ＡＰが依然としてＳＴＡ１からデータを受信しているのでＡＣＫを受信することができない。したがって、ＡＰは、上述の時間制約を受けて、選択されたＭＣＳがパケットを配信できるように、送信時間がｔ4−ｔs以下であるパケットを選択するように構成される。ＡＰは、ペイロードサイズおよびＭＣＳによって指示されるように、データ送信がｔ4で終了するようにＳＴＡ２への送信の開始時刻（ｔs）を選択するように構成される。
【００５４】
ＡＰは、ＢＦＤ送信のために送信の開始時刻を調整する必要がないことが理解されよう。これは、ＢＦＤ送信が行われていることをＳＴＡ１が知っている場合、ＳＴＡ１はＡＣＫタイムアウトに自動的にフラグを立てないＦＤ対応ノードであるためである。
【００５５】
ＵＦＤの機会を創出するための適応型感度制御
上述したように、ＵＦＤ送信の要件は、ＡＰによって同時にサービスされる２つのノードが、互いのキャリア検出範囲外であることである。ＡＰは、上述のＩＥＥＥ８０２．１１ｋ測定要求−報告手順に基づいて、ＵＦＤ送信に対して適格なノードの知識を取得することができる。しかしながら、そのような解決策は、デフォルトでは互いのキャリア検出範囲外にある適格なノードの「識別」を提供するだけである。
【００５６】
一実施形態では、ＡＰは、Ｂｅａｃｏｎフレーム内のＳＴＡのＣＳＭＡ／ＥＣＡおよびＦＤ機能をアドバタイズするように構成される。したがって、ネットワーク内のすべてのＳＴＡは、ネットワーク内の他のＳＴＡのＥＣＡおよびＦＤ機能に関する情報を有する。
【００５７】
さらに、ＡＰは、ネットワーク内のすべてのＳＴＡにフレーム測定報告を要求するように構成される。ＳＴＡは、これらの報告を折り返し提供するように構成される。フレーム測定報告は、ＳＴＡがその近隣ごとに測定した電力レベルまたはＲＳＳＩの表示を含む。
【００５８】
ＡＰはまた、ネットワーク内のすべてのＳＴＡにリンク測定報告を要求するように構成される。ＳＴＡは、これらの報告を折り返し提供するように構成される。リンク測定報告は、ＳＴＡがＡＰとのリンクについて測定した電力レベルまたはＲＳＳＩの表示を含む。
【００５９】
ＡＰは、電力レベルとＲＳＳＩ情報とを照合するように構成される。表１は、図２に示されるネットワークトポロジに関するそのような照合された情報を示す。
【表１】
2019062516.tif 000004
【００６０】
表１からわかるように、ＳＴＡ１とＳＴＡ２のどちらも、ＳＴＡ１とＳＴＡ２の他方によって送信される信号を受信するとして列挙されてはいない。図２に示されるネットワークトポロジの場合、ＵＦＤ送信に対して適格なノードはＳＴＡ１とＳＴＡ２のみである。ＡＰは、ＵＦＤ送信において同時にサービスされ得るＳＴＡの潜在的なターゲットのリストを有することが望ましい。本実施形態では、ＡＰは、ＵＦＤ機会を最大にするために、これらの潜在的なターゲットの数を増加させるように構成される。これが達成される方法は、図２に示され、表１に詳述される例によって以下で説明される。
【００６１】
ＳＴＡ１が一次送信機である場合、表１は、ＳＴＡ３が−８０ｄＢｍでＳＴＡ１を聞くことができることを示している。したがって、ＡＰが二次送信の潜在的なターゲットとしてＳＴＡ３を選択する場合、ＳＴＡ３はＳＴＡ１からの一次送信とＡＰからの二次送信の両方を聞くことができるだろう。これらの条件下でＵＦＤ送信が行われた場合、ＳＴＡ３における一次送信と二次送信との衝突につながる。そのような衝突は、ＳＴＡ１からの送信がＣＳＴを下回り、結果的にＳＴＡ３によって無視されるように、ＳＴＡ３がそのキャリア検出しきい値を適合させることによって回避され得る（その結果、その感度が低下する）。ＳＴＡ３が依然としてＡＰからの信号の受信に敏感であるようにＣＳＴが調整されている場合、ＵＦＤは必要に応じて処理を進めることができる。
【００６２】
これは、表１の列（Ｅ）の単純な計算によって、すなわち、問題の近隣のＲＳＳＩの最小値およびサービングＡＰのＲＳＳＩを選択することによって示されるように達成され得る。この最小値を選択するとき、一実施形態では、チャネル状態の知られている変動が、問題のＳＴＡの位置に存在する任意の信号の強度が新たに選択されたＣＳＴを超えないようにするために、問題の近隣のＲＳＳＩに許容差が加えられる。そのような許容差をＳＴＡ１のＲＳＳＩに加えた後であっても、ＳＴＡ３におけるキャリア検出しきい値は、ＳＴＡ３におけるＡＰのＲＳＳＩよりも依然として低い（ＡＰからの送信を復号することができるほど高い）。同じ状況がＳＴＡ４についても成り立つ（ＳＴＡ４のキャリア検出しきい値を下げると、ＳＴＡ１からの送信を無視することができるが、ＡＰからは依然として聞くことができる）。
【００６３】
一実施形態では、たとえば、ＡＰがＳＴＡに表１を送信した後、またはＡＰが個々のＳＴＡによって知られていない／検出可能な表の部分を問題のＳＴＡに送信した後に、各ＳＴＡにおいて表１が維持される。ＳＴＡは、表１の列（Ｅ）に示されるように、個々のＳＴＡがそれらのキャリア検出しきい値を調整することが可能であるかどうかを決定するように構成される。ＳＴＡが第１に送信するＳＴＡからの干渉を受けないようにそのＣＳＴを更新できるとＡＰが決定した場合、ＡＰは、ＵＦＤ送信におけるデータの実行可能な受信としての更新されたＣＳＴをＳＴＡが有するとみなす。
【００６４】
正常な送信に続く決定論的バックオフの使用のために、ネットワーク内のＳＴＡは、−８２ｄＢｍのデフォルトＣＳＴでそれらの受信と干渉し得るＳＴＡが次のデータパケットを送信しようとする時を知る。各ＳＴＡはまた、関連の隣接するＳＴＡのＲＳＳＩならびにＡＰのＲＳＳＩも知っており、したがって、ＡＰと同じ方法で、同時にＡＰと通信できる間に、所与のタイムスロット内で送信することが知られている他のＳＴＡからの干渉をＳＴＡが経験しなくなるようにそれら自体のＣＳＴを変更することができるかどうかを決定することができる。適切なＣＳＴ値が存在する場合、ＳＴＡは、一次送信が開始されることがわかっている時点で、そのＣＳＴ値をこの値に自律的に調整する。ＳＴＡは、一次送信の完了後に、たとえば、ＡＰによって送信されたＡＣＫの受信後に、それらのデフォルトＣＳＴに戻るように構成される。
【００６５】
別のＳＴＡからの信号を検出することができないＳＴＡは、他のＳＴＡがいつ次の送信を開始および終了するかについての知識不足のために、それらのＣＳＴを調整することができないが、いずれの場合においても２つのＳＴＡが互いの干渉範囲外にあることを考えるとこれは問題ではないことが理解されよう。計画された送信を知っているＳＴＡは、二次送信の受信者として選択された場合、あるいは、一次送信の開始に続く時間期間Ｄnextの後のまたは一次送信の終了時におけるＡＰからのＡＣＫ信号の受信時のいずれかまたはその両方において、自動的にそれらのＣＳＴを調整し、デフォルトのＣＳＴ値に戻す。したがって、上記の例では、ＳＴＡ３およびＳＴＡ４の両方がそれらのキャリアしきい値を更新する。一次送信が完了するとすぐに、これらのノードはすべて、それらの以前のキャリア検出しきい値に戻る。ＳＴＡ３とＳＴＡ４の両方がそれらのＣＳＴを調整するという事実は、ＡＰが二次送信への参加のためにこれらのＳＴＡのいずれかを選択することを可能にするので有利である。したがって、ＡＰは、ネットワークトポロジによって過度に制限されることなしに、データ送信の必要性に応じて、データ送信への参加のためのＳＴＡを選択する際の自由度を高めた。たとえＡＰがＳＴＡ３またはＳＴＡ４の代わりにＳＴＡ２を選択したとしても、ＳＴＡ３およびＳＴＡ４は、二次送信の終了時に、それらの以前のキャリア検出しきい値に単に戻る。この方式の実装形態は、二次送信のためのターゲットを選択するＡＰの機能を増加させる一方で、直接的であることが理解されよう。
【００６６】
したがって、一実施形態では、ＳＴＡは、潜在的な二次送信を受信することを予期して、進行中の送信を無視するために、それらのキャリア検出しきい値を適応させる。ネットワークを備えるノードが異なるベンダに属する場合は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｋ測定要求−報告手順に基づく適格なノード識別が不可能な場合があるため、このソリューションは特に魅力的である。そのような場合、ＡＰはこれらのノードのすべてをレガシーノードとして扱い、正常に動作することができる。
【００６７】
当然のことながら、ノードが二次送信ターゲットとして選択される資格がない状況が存在することが理解されよう。表１によれば、図２のＳＴＡ４が一次送信機であった場合、ＳＴＡ１は−５５ｄＢｍでＳＴＡ４を聞くことができる。したがって、ＳＴＡ１におけるキャリア検出しきい値が低減されると（−５５＋許容値＝−５０ｄＢｍ）、ＳＴＡ１がＡＰを聞くことができる信号レベルよりも低くなる。これは、キャリア検出しきい値が−５０ｄＢｍに適合される場合、（ＳＴＡ１が二次ターゲットとして選択される場合）ＳＴＡ１がＡＰを聞くことができないので、二次送信は成功しそうにないことを意味する。したがって、ＡＰは、ＳＴＡ４が一次送信機である場合、二次ターゲットのリストからＳＴＡ１を除外する。しかしながら、ＳＴＡ２またはＳＴＡ３のキャリア検出しきい値の適応は、ＳＴＡ４からの送信を無視する一方で、それらがＡＰから信号を受信することを依然として可能にするため、ＳＴＡ２またはＳＴＡ３を二次ターゲットとして選択することは自由である。
【００６８】
８０２．１１ネットワークにおいてＳＴＲモードを可能にする利点を達成することに加えて、実施形態は有利なことに、ＢＦＤ／ＵＦＤ送信を開始するためのハンドシェイクメカニズムの使用を必要とせず、それによってネットワークのアプリケーションレベルスループットを向上させる。本実施形態はまた、ＣＳＭＡ／ＥＣＡ、レガシーＣＳＭＡ／ＣＡ、ＦＤ対応およびレガシーＨＤ対応ＳＴＡの共存をサポートするため、混合モード展開におけるＦＤ機会を利用する機会を提供する。前述のように、ＳＴＡがＦＤ対応の場合、ＡＰとのＢＦＤ通信に従事することができる。ＵＦＤの場合、ＡＰは適格なノードの中から二次受信機のターゲットを自由に選ぶことができる。一実施形態では、適格なノードは、提案されたプロトコルをサポートしていないが、一次送信機の「自然に」隠されたノードである。別の実施形態では、適格なノードは、提案されたプロトコルをサポートし、二次送信のターゲットとしての考慮に対してそれらを利用可能とするためにそれらのキャリア検出範囲を縮小するノードである。
【００６９】
図５は、一実施形態によるＦＤ  ＡＰ１００を示す。ＡＰは、送信アンテナ１１０および受信アンテナ１２０、または送信および受信の両方のために使用される合成アンテナ、送信チェーン１３０および受信チェーン１４０を備える。本実施形態では、送信チェーン１３０と受信チェーン１４０との間に自己干渉除去メカニズム１５０が設けられている。さらに、ＡＰは、コントローラ１６０および不揮発性メモリ１７０を備える。コントローラ１５０は、メモリ１７０に記憶されたコンピュータプログラム命令にアクセスし、これらの命令に基づいて本明細書に記載の方法を実行するように構成される。
【００７０】
図６は、一実施形態によるＦＤ  ＳＴＡ２００を示す。ＳＴＡは、送信アンテナ２１０および受信アンテナ２２０、または送信および受信の両方のために使用される合成アンテナ、送信チェーン２３０および受信チェーン２４０を備える。本実施形態では、送信チェーン２３０と受信チェーン２４０との間に自己干渉除去メカニズム２５０が設けられている。さらに、ＡＰは、コントローラ２６０および不揮発性メモリ２７０を備える。コントローラ２６０は、メモリ２７０に記憶されたコンピュータプログラム命令にアクセスし、これらの命令に基づいて本明細書に記載の方法を実行するように構成される。
【００７１】
特定の実施形態が説明されたが、これらの実施形態は単なる例示として提示されたものであり、本発明の範囲を限定することが意図されるものではない。実際には、本明細書に記載された新規なデバイスおよび方法は、様々な他の形態で具体化され得る。さらに、本発明の趣旨から逸脱することなしに、本明細書に記載されたデバイス、方法、および製品の形態における様々な省略、置換、および変更が行われ得る。添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物は、本発明の範囲および趣旨に含まれるようなそのような形態または修正を包含するように意図されている。
【図１Ａ】
2019062516.tif 000005
【図１Ｂ】
2019062516.tif 000006
【図２】
2019062516.tif 000007
【図３】
2019062516.tif 000008
【図４Ａ】
2019062516.tif 000009
【図４Ｂ】
2019062516.tif 000010
【図５】
2019062516.tif 000011
【図６】
2019062516.tif 000012
【外国語明細書】
2019062516000001.pdf