(57)【要約】  ネットワークアレイは、複数の第１ノードを有する第１ネットワークを有し、複数の第２ノードを有する第２ネットワークを有し、転送ノードを有する。転送ノードは、第１ネットワークと第２ネットワークとの間の通信インタフェースを構成するため、第１ノードの１つを構成し、第２ノードの１つを構成する。転送ノードは、第１ネットワークと第２ネットワークの間で伝送されるデータと、第１ネットワーク内で又は第２ネットワーク内で伝送されるデータとを区別することが可能な実現されたデータ伝送スケジューリング管理機能を有する。転送ノードは、第１動作周波数を用いて第１ネットワークと通信するよう構成され、第１動作周波数と異なる第２動作周波数を用いて第２ネットワークと通信するよう構成される。
2008515316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１ノードを有する第１ネットワークと、
複数の第２ノードを有する第２ネットワークと、
転送ノードと、
を有するネットワークアレイであって、
前記転送ノードは、前記第１ネットワークと前記第２ネットワークとの間の通信インタフェースを構成するため、前記第１ノードの１つを構成し、かつ前記第２ノードの１つを構成し、
前記転送ノードは、前記第１ネットワークと前記第２ネットワークとの間で伝送されるデータと、前記第１ネットワーク内で又は前記第２ネットワーク内で伝送されるデータとを区別することが可能な実現されるデータ伝送スケジューリング管理機能を有し、
前記転送ノードは、第１動作周波数を用いて前記第１ネットワークと通信するよう構成され、前記第１動作周波数と異なる第２動作周波数を用いて前記第２ネットワークと通信するよう構成されるネットワークアレイ。
【請求項２】
前記転送ノードは、それが前記第１ネットワークにおいてはスレーブとして、前記第２ネットワークにおいてはマスタとして機能するよう構成される、請求項１記載のネットワークアレイ。
【請求項３】
前記第１ネットワークは、マスタ・スレーブネットワークとして構成され、
前記第２ネットワークは、マスタ・スレーブネットワークとして構成される、請求項１記載のネットワークアレイ。
【請求項４】
前記第１ネットワークは、インフラストラクチャベースネットワークとして構成され、
前記第２ネットワークは、アドホックネットワークとして構成される、請求項１記載のネットワークアレイ。
【請求項５】
前記複数の第１ノードは、前記第１ネットワークにおけるマスタとして機能する通信ハブを有する、請求項１記載のネットワークアレイ。
【請求項６】
前記複数の第１ノードは、前記第１ネットワークにおけるさらなるスレーブとして機能する少なくとも１つのノードを有する、請求項２及び５記載のネットワークアレイ。
【請求項７】
前記転送ノードは、前記第２ネットワークにおけるハイブリッドコーディネータとして機能するよう構成される、請求項１記載のネットワークアレイ。
【請求項８】
前記転送ノードは、該転送ノードが前記第１ネットワークと通信可能に接続され、前記第２ネットワークとの通信のない第１動作状態と、該転送ノードが前記第２ネットワークに通信可能に接続され、前記第１ネットワークとの通信のない第２動作状態との間でスイッチするよう構成される、請求項１記載のネットワークアレイ。
【請求項９】
前記転送ノードは、単一のトランシーバとして実現される、請求項１記載のネットワークアレイ。
【請求項１０】
前記転送ノードは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ規格に従って、前記第１ネットワークと前記第２ネットワークと通信するよう構成される、請求項１記載のネットワークアレイ。
【請求項１１】
前記複数の第１ノード及び／又は前記複数の第２ノードの少なくとも一部は、コンピュータ装置として実現される、請求項１記載のネットワークアレイ。
【請求項１２】
前記転送ノードは、前記第１ネットワークから前記第２ネットワークにデータパケットを転送し、又は前記第２ネットワークから前記第１ネットワークにデータパケットを転送するよう構成される、請求項１記載のネットワークアレイ。
【請求項１３】
前記転送ノードは、前記第１ネットワークから前記第２ネットワークにデータパケットを転送する前に、又は前記第２ネットワークから前記第１ネットワークにデータパケットを転送する前に、前記データパケットを伝送するのに必要な帯域幅を推定するよう構成される、請求項１２記載のネットワークアレイ。
【請求項１４】
前記転送ノードは、前記第１ネットワークから前記第２ネットワークにデータパケットを転送する前に、又は前記第２ネットワークから前記第１ネットワークにデータパケットを転送する前に、前記データパケットを伝送するのに必要な推定された帯域幅に基づき、データパケット伝送リクエストを許可又は拒絶するよう構成される、請求項１２記載のネットワークアレイ。
【請求項１５】
前記転送ノードは、前記第１ネットワークから前記第２ネットワークにデータパケットを転送する前に、又は前記第２ネットワークから前記第１ネットワークにデータパケットを転送する前に、所定のトラフィックポリシーに基づき、前記複数のデータパケットの伝送の時間的順序を決定するよう構成される、請求項１２記載のネットワークアレイ。
【請求項１６】
前記第１ネットワークと前記第２ネットワークとの少なくとも１つは、無線ネットワークである、請求項１記載のネットワークアレイ。
【請求項１７】
前記データ伝送スケジューリング管理機能は、マルチホップ伝送データとシングルホップ伝送データとを区別するよう構成される、請求項１記載のネットワークアレイ。
【請求項１８】
前記データ伝送スケジューリング管理機能は、一方における前記第１ネットワークの通信ハブから前記第２ネットワークの前記複数の第２ノードの１つに送信されるべきマルチホップ伝送データと、他方における前記第２ネットワークの前記複数の第２ノードの１つから前記第１ネットワークの通信ハブに送信されるべきマルチホップ伝送データとを区別するよう構成される、請求項１記載のネットワークアレイ。
【請求項１９】
前記データ伝送スケジューリング管理機能は、ラウンドロビンスケジューリングスキームとして実現される、請求項１記載のネットワークアレイ。
【請求項２０】
ネットワークアレイの第１ネットワークと第２ネットワークとの間の通信インタフェースを構成し、データ伝送スケジューリングを管理する転送装置であって、
当該転送装置は、
第１ネットワークと第２ネットワークとの間の通信インタフェースを構成するため、前記第１ネットワークの複数の第１ノードの１つを構成し、前記第２ネットワークの複数の第２ノードの１つを構成するよう構成され、
前記第１ネットワークと前記第２ネットワークとの間で伝送されるデータと、前記第１ネットワーク内で又は前記第２ネットワーク内で伝送されるデータとを区別することが可能な実現されたデータ伝送スケジューリング管理機能を有し、
第１動作周波数を用いて前記第１ネットワークと通信し、前記第１動作周波数と異なる第２動作周波数を用いて前記第２ネットワークと通信するよう構成される転送装置。
【請求項２１】
当該転送装置は、前記第２ネットワークにおけるハイブリッドコーディネータとして機能するよう構成される、請求項２０記載の転送装置。
【請求項２２】
当該転送装置は、該転送装置が前記第１ネットワークと通信可能に接続され、前記第２ネットワークとの通信のない第１動作状態と、該転送ノードが前記第２ネットワークに通信可能に接続され、前記第１ネットワークとの通信のない第２動作状態との間でスイッチするよう構成される、請求項２０記載の転送装置。
【請求項２３】
当該転送装置は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ規格に従って、前記第１ネットワークと前記第２ネットワークと通信するよう構成される、請求項２０記載の転送装置。
【請求項２４】
当該転送装置は、前記第１ネットワークから前記第２ネットワークにデータパケットを転送し、又は前記第２ネットワークから前記第１ネットワークにデータパケットを転送するよう構成される、請求項２０記載の転送装置。
【請求項２５】
当該転送装置は、前記第１ネットワークから前記第２ネットワークにデータパケットを転送する前に、又は前記第２ネットワークから前記第１ネットワークにデータパケットを転送する前に、前記データパケットを伝送するのに必要な帯域幅を推定するよう構成される、請求項２４記載の転送装置。
【請求項２６】
当該転送装置は、前記第１ネットワークから前記第２ネットワークにデータパケットを転送する前に、又は前記第２ネットワークから前記第１ネットワークにデータパケットを転送する前に、前記データパケットを伝送するのに必要な推定された帯域幅に基づき、データパケット伝送リクエストを許可又は拒絶するよう構成される、請求項２４記載の転送装置。
【請求項２７】
当該転送装置は、前記第１ネットワークから前記第２ネットワークにデータパケットを転送する前に、又は前記第２ネットワークから前記第１ネットワークにデータパケットを転送する前に、所定のトラフィックポリシーに基づき、前記複数のデータパケットの伝送の時間的順序を決定するよう構成される、請求項２４記載の転送装置。
【請求項２８】
当該転送装置は、前記第１ネットワーク及び／又は前記第２ネットワークと無線通信するよう構成される、請求項２０記載の転送装置。
【請求項２９】
前記データ伝送スケジューリング管理機能は、マルチホップ伝送データとシングルホップ伝送データとを区別するよう構成される、請求項２０記載の転送装置。
【請求項３０】
前記データ伝送スケジューリング管理機能は、一方における前記第１ネットワークの通信ハブから前記第２ネットワークの前記複数の第２ノードの１つに送信されるべきマルチホップ伝送データと、他方における前記第２ネットワークの前記複数の第２ノードの１つから前記第１ネットワークの通信ハブに送信されるべきマルチホップ伝送データとを区別するよう構成される、請求項２０記載の転送装置。
【請求項３１】
前記データ伝送スケジューリング管理機能は、ラウンドロビンスケジューリングスキームとして実現される、請求項２０記載の転送装置。
【請求項３２】
当該転送装置は、前記データ伝送スケジューリング管理機能がマルチホップトラフィックに関するストリームを集合するよう構成される、請求項２０記載の転送装置。
【請求項３３】
当該転送装置は、前記第２ネットワークのシングルホップトラフィックが前記第２ネットワークにおける当該転送装置の不在中に直接的リンクにおいて割り当てられるように構成される、請求項２０記載の転送装置。
【請求項３４】
ネットワークアレイの第１ネットワークと第２ネットワークとの間の通信インタフェースを構成し、データ伝送スケジューリングを管理する転送装置を動作する方法であって、
第１ネットワークと第２ネットワークとの間の通信インタフェースを構成するため、前記第１ネットワークの複数の第１ノードの１つを構成するよう前記転送装置を構成し、前記第２ネットワークの複数の第２ノードの１つを構成するよう前記転送装置を構成するステップと、
前記転送装置において、前記第１ネットワークと前記第２ネットワークとの間で伝送されるデータと、前記第１ネットワーク内で又は前記第２ネットワーク内で伝送されるデータとを区別することが可能なデータ伝送スケジューリング管理機能を実現するステップと、
第１動作周波数を用いて前記第１ネットワークと通信し、前記第１動作周波数と異なる第２動作周波数を用いて前記第２ネットワークと通信するよう前記転送ノードを構成するステップと、
を有する方法。
【請求項３５】
前記第２動作周波数を用いて、前記転送装置に設けられたアドミッションコントロールユニットを利用して、前記第２ノードの少なくとも１つから少なくとも１つのトラフィックリクエストをチェックするステップと、
前記転送装置において十分な容量が利用可能でないと判断された場合、トラフィックリクエストを拒絶するステップと、
トラフィックリクエストが拒絶されない場合、前記第２動作周波数から前記第１動作周波数にスイッチするのを待機し、前記第１動作周波数を用いて前記第１ネットワークの第１ノードの１つを構成する通信ハブに前記リクエストを転送するステップと、
前記転送装置のアドミッションコントロールユニットにおいて前記通信ハブからのレスポンスをチェックするステップと、
前記第１動作周波数から前記第２動作周波数にスイッチするのを待機し、前記レスポンスを前記第２ノードの少なくとも１つの転送するステップと、
を含む、マルチホップアップリンクリクエストが交渉される、請求項３４記載の方法。
【請求項３６】
前記第１動作周波数を用いて少なくとも１つのトラフィックストリームリクエストを送信することによって、前記第１ノードの１つを構成する通信ハブからの少なくとも１つのスケジュールリクエストに応答するステップと、
前記第１動作周波数を用いて前記通信ハブからのトラフィックストリームリクエストの受信を待機し、前記転送装置のアドミッションコントロールユニットを利用して容量をチェックするステップと、
利用可能な十分な容量がないと判断された場合、前記第１動作周波数を用いて前記トラフィックストリームを削除するステップと、
前記トラフィックストリームが削除されない場合、前記第１動作周波数から前記第２動作周波数にスイッチするのを待機し、前記第２動作周波数を用いて前記第２ノードの１つにスケジュールリクエストを送信するステップと、
を含む、マルチホップダウンリンクリクエストが交渉される、請求項３５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークアレイに関する。
【０００２】
本発明はさらに、転送装置に関する。
【０００３】
さらに、本発明は、転送装置の動作方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
ワイヤレスネットワークは、インフラストラクチャベースネットワークと自己組織化（アドホック）ネットワークに分けることができる。従来、ラジオネットワークは、通常はインフラストラクチャベースであった。しかしながら、近年、自己組織化ネットワークへの興味が、システムの可能なアドホック配備により拡大してきている。
【０００５】
インフラストラクチャネットワークでは、ベースステーション（ＢＳ）又はアクセスポイント（ＡＰ）として知られる通信ハブを利用して、無線クライアントと有線ネットワークリソースとの間の通信が提供される。ハブは、ネットワークセグメント又は単一のコンピュータを接続するため、通信において使用される。ネットワークノードから発信される信号は、ハブから他のネットワークノードに送信される。
【０００６】
インフラストラクチャネットワークと比較して、アドホックネットワークは、通信ハブ（ＡＰ）を使用しない。その代わりに、各装置はアドホックネットワークにおいて互いに直接通信する。アドホックネットワークは、自然発生的かつ任意の方法により生成され、無線クライアントの間の相互通信をサポートするのに利用可能である。
【０００７】
アドホックネットワークには中央エンティティが存在しないため、ネットワークの各ノードは、パッケージをネットワークの他のノードに転送するルータとして機能する。これは、マルチホップルーティングと呼ばれる。
【０００８】
アドホックネットワークは、従来は主として軍事用に利用されたが、現在は他の各種用途が予見される。具体例として、短距離通信用のＰＡＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）や音声、映像及びデータ交換のためのＩＨＤＮ（Ｉｎ−Ｈｏｕｓｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）があげられる。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ワイヤレスＰＡＮ、ＩＥＥＥ８０２．１１、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）・Ｈｉｐｅｒ−ＬＡＮ／２、ＷＬＡＮ・ＩＨＤＮなどのアドホック機能を備えた最初の通信規格がすでに完成している。
【０００９】
異なるネットワークの接続が、ますます重要となっている。例えば、多くのケースにおいてマスタとして通信ハブを有するインフラストラクチャベースネットワークが、アドホックネットワークなどの他のネットワークとデータを通信及び交換可能であることが所望される。
【００１０】
このような２つのネットワークの間のインタフェースとして、いわゆる転送装置が、１つのネットワークの１つのノードから発信され、他のネットワークのノードにアドレス指定されるデータパッケージを転送するのに実現されるかもしれない。しかしながら、このようなネットワークアレイにおける異なるネットワークのノードの間のデータパッケージトラフィックを効率的な方法により管理することが問題となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、２つのネットワークの間のデータ転送を効率的な方法により可能にする通信アーキテクチャを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を実現するため、ネットワークアレイ、転送装置及び転送装置の動作方法が、独立クレームにより提供される。
【００１３】
本発明のネットワークアレイは、複数の第１ノードを有する第１ネットワークを有し、複数の第２ノードを有する第２ネットワークを有し、転送ノードを有する。転送ノードは、第１ネットワークと第２ネットワークとの間の通信インタフェースを構成するため、第１ノードの１つを構成し、第２ノードの１つを構成する。さらに、転送ノードは、第１ネットワークと第２ネットワークの間で伝送されるデータと、第１ネットワーク内で又は第２ネットワーク内で伝送されるデータとを区別することが可能な実現されたデータ伝送スケジューリング管理機能を有する。転送ノードは、第１動作周波数を用いて第１ネットワークと通信するよう構成され、第１動作周波数と異なる第２動作周波数を用いて第２ネットワークと通信するよう構成される。
【００１４】
さらに、本発明は、ネットワークアレイの第１ネットワークと第２ネットワークとの間の通信インタフェースを構成し、データ伝送スケジューリングを管理する転送装置を提供する。転送装置は、第１ネットワークと第２ネットワークとの間の通信インタフェースを構成するため、第１ネットワークの複数の第１ノードの１つを構成するよう構成され、第２ネットワークの複数の第２ノードの１つを構成するよう構成される。さらに、転送装置は、第１ネットワークと第２ネットワークの間で伝送されるデータと、第１ネットワーク内で又は第２ネットワーク内で伝送されるデータとを区別することが可能な実現されたデータ伝送スケジューリング管理機能を有する。転送装置は、第１動作周波数を用いて第１ネットワークと通信するよう構成され、第１動作周波数と異なる第２動作周波数を用いて第２ネットワークと通信するよう構成される。
【００１５】
さらに、ネットワークアレイの第１ネットワークと第２ネットワークとの間の通信インタフェースを構成し、データ伝送スケジューリングを管理する転送装置を動作する方法が提供される。本方法は、第１ネットワークと第２ネットワークとの間の通信インタフェースを構成するため、第１ネットワークの複数の第１ノードの１つを構成するよう転送装置を構成し、第２ネットワークの複数の第２ノードの１つを構成するよう転送装置を構成するステップを有する。さらに、転送装置は、第１ネットワークと第２ネットワークの間で伝送されるデータと、第１ネットワーク内で又は第２ネットワーク内で伝送されるデータとを区別することが可能なデータ伝送スケジューリング管理機能を実現した。転送装置は、第１動作周波数を用いて第１ネットワークと通信し、第１動作周波数と異なる第２動作周波数を用いて第２ネットワークと通信するよう構成される。
【００１６】
本発明による特徴は、特に極めて特殊な機能を実現する転送ノード又は転送装置を有する高度なネットワークアーキテクチャが提供されるという効果を有する。この転送ノードは、第１ネットワークのノードと第２ネットワークのノードとの間の通信を可能にするインタフェースの機能を実現し、何れかの方向にデータを転送するためのスケジュールを同時に管理する。転送ノードは、第１動作周波数を用いて第１ネットワークと通信し、第２動作周波数を用いて第２ネットワークと通信するかもしれない。転送ノードは、２つの動作状態の間をスイッチし又はスイッチされるかもしれず、これにより、異なる動作周波数又は異なる周波数帯により何れか２つのネットワークシステムの接続を可能にする。例えば、転送ノードは、第１ネットワークにおいてはスレーブの役割を担い、同時に第２ネットワークにおいてはマスタの役割を担うかもしれない。しかしながら、あるいは転送ノードはまた、第１ネットワークと第２ネットワークの双方においてマスタの役割を担うかもしれない。従って、転送装置は、アドレス指定された第１ネットワークのノードから第２ネットワークのノードに、又はその反対にデータパケットを転送するかもしれない。
【００１７】
２つのネットワークのノード間でデータパケットを転送するインタフェースとしての機能の他に、それはさらに２つのネットワークの間のデータパケット転送を管理及び計画するスケジューリング機能を有することが、本発明の転送装置の基本的特徴である。「スケジューリング」という用語は、ネットワークの各プロセスにプライオリティキューにおける優先度が割り当てられる方法を表し、異なるデータ転送プロセスが実行されるタイミングを含む。本発明によると、当該割当は、転送装置がスケジューラを動作することによって実行される。スケジューラの目的は、プロセッサロードをバランスさせ、何れかのプロセスがプロセッサを専有し、又はリソースが飽和するのを回避することである。このため、本発明による転送装置は、２つのネットワークの間でデータを送信するエンティティと共に、同時に複数のノードがデータパケットを送信する場合において帯域幅問題とデータ消失とを回避するため、ネットワークアレイの帯域幅容量が一時的に不十分になる可能性がある程度までデータ転送の順序を管理するエンティティとしての２つの機能を有する。
【００１８】
転送装置が、スケジューリング管理エンティティとしてのそれの機能において、一方では２つの異なるネット３ワークのノード間で転送されるデータと、他方におけるネットワークの１つの内部のデータ転送により生ずるトラフィックとを区別するということが、本発明の基本的特徴である。２つの異なるネットワークの間のトラフィックは「マルチホップ」トラフィックとして記され、１つの同一のネットワークの内部のトラフィックは、「シングルホップ」トラフィックとして記される。この区別は、ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）要求が確実に実現されるように、転送装置がスケジューリングエンティティとしてのそれの機能を適切に実現することを可能にする。マルチホップトラフィックとシングルホップトラフィックとの間の区別は、転送されるデータパケットの妥当な計画にとって不可欠である。
【００１９】
本発明による２つのネットワークを接続する手段として、双方のネットワークを接続するためのものであって、データスケジューリングを同時に管理する専用の装置が利用される。この装置、すなわち、転送装置（ＦＨＣ）は、ＡＰ／ＨＰからリモートＱＳＴＡに、又はその反対にパケットを中継（すなわち、転送）するかもしれない。この中継は、透過な方法により、すなわち、ＡＰ／ＨＣとＱＳＴＡの何れもルーティング機能を必要としない方法により実行することができる。
【００２０】
既存のマルチホップアドホックネットワークの多くは、１つのみの周波数チャネルを用いて時間ドメインにおいてパケットを転送する。しかしながら、本発明により実行されるような周波数ドメインにより転送は、好ましいものであり、各ネットワークにおけるトータルの容量を増大する（ＱＢＳＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｂａｓｉｃ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｓｅｔ））。本発明は、好ましくは、単一のトランシーバを用いて周波数転送を実行する。
【００２１】
すなわち、本発明は、周波数転送機構にＱｏＳサポートを提供する。特に、本発明は、２つの異なる周波数チャネル上で動作する２つのネットワークの間の各種パケットの転送をスケジュール及び実行するため専用とされる、単一のトランシーバから構成可能な装置、すなわち、転送装置の利用を教示している。従って、各ネットワークにおけるトータルの容量（ＱＢＳＳ）は増大する。
【００２２】
２つの異なる周波数チャネルを介しデータパケットを転送するとき、転送装置は、双方のネットワークにおいて同時にパケットを送受信しない。このため、それはまず１つのＱＢＳＳと通信し、その後、チャネルをスイッチし、他方のＱＢＳＳと通信などする。従って、転送装置は、通常は部分的に第１ネットワークに存在し（第２ネットワークには存在せず）、部分的に第２ネットワークに存在する（第１ネットワークに存在しない）。
【００２３】
従って、本発明のネットワークシナリオは、２つのネットワークの装置から構成される（例えば、複数のＱＳＴＡ（ＱｏＳ  Ｓｔａｔｉｏｎ）と１つのＡＰ（Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｏｉｎｔ）などを有する）。本発明は、効果的には、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ規格のフレームにより実現可能である（ＩＥＥＥ８０２．１１ＷＧ，ｐａｒｔ１１：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＬＡＮ  Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ（ＰＨＹ）  ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ：Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｓ  ｆｏｒ  Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＱｏＳ），８０２．１１ｅ／Ｄ５．０，Ｄｒａｆｔ  Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ  ｔｏ  ＩＥＥＥ８０２．１１  Ｓｔａｎｄａｒｄ，Ｊｕｌｙ  ２００３）。
【００２４】
本発明の重要な特徴は、スケジューリング機構がＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）を実現するため転送装置において実現されるという事実に確認することができる。
【００２５】
スケジューリングは、通常は、以下の特徴、すなわち、利用可能なデータ転送容量が計算されるアドミッションコントロールを含む。さらに、トラフィックストリームの設定が推定される。すなわち、データ転送リクエストに従ってデータパケットを伝送するのに十分な容量が存在するか推定される。これにより、利用可能な容量と要求される容量との比較に基づき、当該リクエストが許可又は拒絶される。スケジューリング管理のさらなる特徴は、トラフィックを割り当てる方法、すなわち、異なるパケットが何れの時間順に伝送されるか決定されるトラフィックポリシーである。
【００２６】
本発明のスケジューリング管理によると、転送装置の２つの動作状態の間のスイッチの回数を最小限にするため、複数のマルチホップトラフィックリクエストが一緒にされる。これにより、システムの伝送特性が最適化することが可能である。
【００２７】
本発明は、マルチホップラジオネットワークにおけるＱｏＳサポートのためのスケジューリング機構を教示する。本発明によると、好ましくは、ラウンドロビンに基づき、マルチホップトラフィックのＱｏＳを保証するため、スケジューリング機構を有する転送装置が利用される。当該スケジューリング機構によると、トラフィックストリームが交渉される。いわゆるマルチホップアップリンクリクエストの場合（すなわち、２つのネットワークの１つのＱＳＴＡなどのスレーブから他方のネットワークのＡＰなどのマスタへのリクエスト）、転送装置は利用可能な容量を有しているかチェックされ、当該チェックが肯定的である場合、当該リクエストはマスタ（ＡＰ）に転送され、マスタ（ＡＰ）のレスポンスがスレーブ（リモートＱＳＴＡ）に転送される。いわゆるマルチホップダウンリンクリクエストの場合（すなわち、２つのネットワークの１つのＡＰなどのマスタから他方のネットワークのＱＳＴＡなどのスレーブへのリクエスト）、マスタ（ＡＰ）はスケジュールリクエストを転送装置に送信する。ＴＳ（Ｔｒａｆｆｉｃ  Ｓｔｒｅａｍ）を受信するのに十分な帯域幅がある場合、転送装置は、スケジュールリクエストメッセージをスレーブ（リモートＱＳＴＡ）に送信する。
【００２８】
スケジューリング機構に含まれるかもしれないアドミッションコントロールユニットは、十分な帯域幅が存在する場合、転送装置がマルチホップストリームを許可することを可能にするよう構成されるかもしれない。これは、転送装置の不在時間である既存のシングルホップ及びマルチホップトラフィックのＴＸＯＰ（伝送機会）期間に基づくものであってもよい。シングルホップトラフィックでは、２つのリモートＱＳＴＡの間に直接的なリンクを確立することが可能である場合、転送装置は、不在インターバルにＴＸＯＰに適合しようとする。そうでない場合、転送装置は、存在時間に基づきストリームを割り当てるかもしれない。
【００２９】
本発明の転送装置は、コンピュータプログラム、すなわち、ソフトウェアによって、又は１以上の特殊な電子最適化回路、すなわち、ハードウェアによって、又はハイブリッド形式により、すなわち、ソフトウェアコンポーネントとハードウェアコンポーネントによって実現することが可能である。
【００３０】
従属クレームを参照するに、本発明のさらなる好適な実施例が以下において説明される。
【００３１】
次に、本発明のネットワークアレイの好適な実施例が説明される。これらの実施例はまた、転送装置及び転送装置の動作方法にも適用可能である。
【００３２】
本発明のネットワークアレイにおいて、転送ノードは、それが第１ネットワークにおいてはスレーブとして、第２ネットワークにおいてはマスタとして機能する方法により構成されるかもしれない。すなわち、第１ネットワークは、マスタスレーブシステムにおけるマスタの機能を有する通信ハブ（アクセスポイント（ＡＰ））が設けられるように構成することが可能である。転送装置が第１ネットワークに存在する動作状態では、それはスレーブとして機能し、マスタとしてのハブにより制御される。これと対照的に、転送装置は、第２ネットワークにおいてはマスタの機能を有し、すなわち、第２ネットワークの残りのノードを制御するかもしれない。
【００３３】
しかしながら、スケジューリング管理機能を有する転送装置はまた、当該転送装置が各ネットワークにおけるマスタとして動作するネットワークアーキテクチャに適用されるかもしれない。このようなネットワークアーキテクチャによると、本発明のスケジューリング機構はそれに対応して構成される必要がある。
【００３４】
本発明のネットワークアレイの場合、第１ネットワークは、マスタ・スレーブネットワークとして構成され、第２ネットワークは、マスタ・スレーブネットワークとして構成されるかもしれない。
【００３５】
特に、第１ネットワークは、インフラストラクチャネットワークとして構成され、第２ネットワークは、アドホックネットワークとして構成されるかもしれない。インフラストラクチャネットワークは、このようなインフラストラクチャネットワークのマスタとしての通信ハブを有し、アドホックネットワークは、自然発生的に構成され、データを分散し、異なるノードを接続するための中央ハブを有しないかもしれない。アドホックノードでは、複数のノードが互いに通信可能である。
【００３６】
複数の第１ノードは、第１ネットワークにおけるマスタとして機能する通信ハブ（アクセスポイント）を有するかもしれない。
【００３７】
複数の第１ノードは、第１ネットワークにおけるさらなるスレーブとして機能する少なくとも１つのノードを有するかもしれない（転送装置が第１ネットワークにおけるスレーブとして動作する実施例の転送装置とは別に）。すなわち、第１ネットワークにおけるスレーブとして機能する転送装置と共に、さらなるスレーブノードが、第１ネットワークのマスタ・スレーブアーキテクチャに設けられるかもしれない。
【００３８】
転送ノードは、第２ネットワークにおけるハイブリッドコーディネータとして機能するよう構成されるかもしれない。ハイブリッドコーディネータ（ＨＣ）は、他のステーションの中央コーディネータの機能を実現するかもしれない。このようなハイブリッドコーディネータは、少なくとも以下の機能、すなわち、ビーコン生成、トラフィックリクエストのトラフィック交渉、ステーションのポーリング、及び第２（ＱＢＳＳ）ネットワークにおけるローカルトラフィックのスケジューリングを実現するようにしてもよい。
【００３９】
転送ノードは、当該転送ノードが第１ネットワークに通信可能に接続され、第２ネットワークと通信しない第１動作状態と、当該転送ノードが第２ネットワークに通信可能に接続され、第１ネットワークと通信しない第２動作状態との間でスイッチするよう構成されるかもしれない。すなわち、本発明のネットワークアレイは、それが第１動作周波数を用いて第１ネットワークのノードと通信可能にやりとりする第１動作状態と、第１ネットワークとの通信が可能でないが、第２動作周波数を介し第２ネットワークのノードと通信可能な第２動作状態との間でスイッチすることが可能であり、又はスイッチされることが可能である転送装置を有する。これにより、転送装置は、第１ネットワークとの通信についてはアクティブであり、同時に第２ネットワークとの通信については非アクティブであるか、又は第１ネットワークとの通信については非アクティブであり、同時に第２ネットワークとの通信についてはアクティブであるかもしれない。これら２つの通信ノードの間のスイッチは、２つの動作周波数間のスイッチと同期することが可能である。すなわち、転送ノードは、それが第１ネットワークと通信し、第１動作周波数により機能する第１モードと、それが第２ネットワークと通信し、第２動作周波数により機能する第２モードとの間でスイッチ可能である。
【００４０】
転送ノードは、単一のトランシーバとして実現可能である。
【００４１】
転送ノードは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ規格に従って、第１ネットワークと第２ネットワークと通信するよう構成されてもよい。ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ規格は、スケジュール機能の設計をベンダーに残している。このため、転送装置のスケジューリング管理機能を所望の状態に調整する高い自由度がある。
【００４２】
複数の第１ノード及び／又は複数の第２ノードの一部は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などのコンピュータ装置として実現されてもよい。しかしながら、各ノードは、携帯電話などとして実現されてもよい。
【００４３】
転送ノードは、第１ネットワークから第２ネットワークにデータパケットを転送し、又は第２ネットワークから第１ネットワークにデータパケットを転送するよう構成されてもよい。
【００４４】
特に、転送ノードは、第１ネットワークから第２ネットワークにデータパケットを転送する前に、又は第２ネットワークから第１ネットワークにデータパケットを転送する前に、データパケットを伝送するのに必要な帯域幅を推定するよう構成されるかもしれない。スケジューリング管理のフレームにおける当該機能は、あるデータパケットを伝送するのに必要な帯域幅容量を計算する。このことは、予め与えられた帯域幅容量を有する通信パスを介したデータパケットの伝送を管理するのに役に立つ。
【００４５】
転送ノードは、第１ネットワークから第２ネットワークにデータパケットを転送する前に、又は第２ネットワークから第１ネットワークにデータパケットを転送する前に、所定のトラフィックポリシーに基づき、複数のデータパケットの伝送の時間的順序を決定するよう構成されてもよい。これにより、１以上のルールが、各種データパケットを時間的に調整する基礎として予め規定されるかもしれない。例えば、より低い優先度のデータパケットを伝送するリクエストが、より高い優先度を有するデータパケットを伝送するリクエストより時間的に先に到着したシナリオにおいてさえ、より高い優先度を有するデータパケットが、より低い優先度を有するデータパケットより先に伝送されるかもしれない。あるいは、トラフィックポリシーは、シンプルな“ｆｉｒｓｔ  ｃｏｍｅ，ｆｉｒｓｔ  ｓｅｒｖｅｄ”原則に従うかもしれない。
【００４６】
第１ネットワークと第２ネットワークの少なくとも１つは、無線ネットワークであってもよい。特に、転送装置は、例えば、電磁的信号を交換することによって、無線によりこれら２つのネットワークの少なくとも１つと通信するよう構成されてもよい。
【００４７】
データ伝送スケジューリング管理機能は、マルチホップ伝送データとシングルホップ伝送データとを区別するよう構成されるかもしれない。
【００４８】
「マルチホップ」伝送データは、開始ノードと最終ノードとの間に与えられる少なくとも１つの中間ノードを介し、開始ノードから最終ノードに転送されるデータである。これと対照的に、シングルホップトラフィックデータパケットは、１以上の中間ノードを通過することなく、開始ノードから最終ノードに直接伝送される。
【００４９】
データ伝送スケジューリング管理機能は、一方において第１ネットワークの通信ハブから第２ネットワークの複数の第２ノードの１つに伝送されるマルチホップ伝送データと、他方において第２ネットワークの複数の第２ノードの１つから第１ネットワークの通信ハブに伝送されるマルチホップ伝送データとを区別するよう構成されてもよい。これら２つの通信パスについて、データ伝送アーキテクチャの品質をさらに向上させるため、スケジューリング機能をさらに高度化するよう異なるフレーム状態が考慮されてもよい。
【００５０】
データ伝送スケジューリング管理機能は、ラウンドロビンスケジューリングスキームとして実現可能である。「ラウンドロビン」スケジューリングは、プロセス間の優先順になしに等しい部分及び順序により各プロセスに時間スライスである“ｔｉｍｅ  ｑｕａｎｔａ”を割り当てるスケジューリング方法である。すべてのプロセスは、同一の優先度を有する。
【００５１】
転送装置は、データ伝送スケジューリング管理機能がマルチホップトラフィックに関するストリームを一体化するよう構成されるかもしれない。
【００５２】
さらに、転送装置は、第２ネットワークのシングルホップトラフィックが第２ネットワークにおける転送装置の不在中に直接的なリンクに割り当てられるように構成されてもよい。
【００５３】
次に、本発明の転送装置の動作方法の好適な実施例が説明される。これらの実施例はまた、ネットワークアレイ及び転送装置に対しても適用されるかもしれない。
【００５４】
本方法の好適な実施例によると、第２動作周波数を用いて、第２ノードの少なくとも１つからの少なくとも１つのトラフィックリクエストを転送装置に設けられるアドミッションコントロールユニットを利用してチェックするステップを含む、マルチホップアップリンクリクエストが交渉される。トラフィックリクエストは、転送装置に利用可能な十分な容量がない場合には拒絶される。トラフィックリクエストが拒絶されない場合、第２動作周波数から第１動作周波数へのスイッチを待機し、第１動作周波数を用いて第１ネットワークの第１ノードの１つを構成する通信ハブに当該リクエストが転送される。さらに、通信ハブからのレスポンスが、転送装置のアドミッションコントロールユニットにおいてチェックされ、第１動作周波数から第２動作周波数へのスイッチを待機し、レスポンスが第２ノードの少なくとも１つに転送される。
【００５５】
本方法の他の好適な実施例によると、第１動作周波数を用いて少なくとも１つのトラフィックストリームリクエストを送信することによって第１ノードの１つを構成する通信ハブからの少なくとも１つのスケジュールリクエストに応答するステップと、第１動作周波数を用いて通信ハブからトラフィックストリームリクエストの受信を待機し、転送装置のアドミッションコントロールユニットを用いて容量をチェックするステップとを含む、マルチホップダウンリンクリクエストが交渉される。利用可能な容量が不十分であると判断された場合、トラフィックストリームは第１動作周波数を用いて削除される。トラフィックストリームが削除されない場合、第１動作周波数から第２動作周波数にスイッチすることを待機し、スケジュールリクエストが、第２動作周波数を用いて第２ノードの１つに送信される。
【００５６】
本発明の上記及びさらなる特徴は、以降で詳述される実施例から明らかとなり、これらの実施例を参照して説明される。
【００５７】
本発明は、以降において実施例を参照してより詳細に説明されるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５８】
図面の表示は、概略的なものである。異なる図面では、同一又は同様の要素には同一の参照符号が設けられる。
【００５９】
以下において、図１を参照するに、本発明の第１実施例によるネットワークアレイ１００が詳細には説明される。
【００６０】
図１は、複数の第１ＱＳＴＡ端末１０４を有する第１ＱＢＳＳネットワーク１０１を有するネットワークアレイ１００を示す。さらに、ネットワークアレイ１００は、複数の第１ＱＳＴＡ端末１０６を有する第２ＱＢＳＳネットワーク１０２を有する。さらに、転送装置１０９は、単一のトランシーバとして実現される２つのＱＢＳＳネットワーク１０１と１０２との間のインタフェースとして実現される。転送装置１０９は、第１ＱＢＳＳネットワーク１０１のノードの１つを構成し、第２ＱＢＳＳネットワーク１０２のノードの１つを構成し、転送装置１０９が第１ネットワーク１０１においてはスレーブとして機能し、第２ＱＢＳＳネットワーク１０２においてはマスタとして機能するように、第１ＱＢＳＳネットワーク１０１と第２ＱＢＳＳネットワーク１０２との間の通信インタフェースを形成する。転送装置１０９はさらに、第１動作周波数ｆ１を用いて第１ＱＢＳＳネットワーク１０１と通信し、第１動作周波数ｆ１と異なる第２動作周波数を用いて第２ＱＢＳＳネットワーク１０２と通信するよう構成される。
【００６１】
スイッチ１１０により示されるように、転送装置１０９は、第１ＱＢＳＳネットワーク１０１のノード１０３及び１０４と通信するため第１動作周波数ｆ１において動作する第１動作モードと、第２動作周波数ｆ２を用いて第２ＱＢＳＳネットワーク１０２のノード１０６と通信する第２動作モードとの間で、転送装置１０９はスイッチすることが可能である。“ｆ１”と“ｆ２”はそれぞれ、特定の周波数又は特定の周波数帯域を示す。
【００６２】
図１からさらに観察できるように、ハブ１０３と第１ＱＳＴＡ端末１０４との間には、無線通信のための第１通信パス１０５が設けられる。さらに、一方における転送装置１０９と他方における第２ＱＢＳＳネットワーク１０２の第２ＱＳＴＡ端末１０６の何れかの間の通信用に第２通信パス１０７が設けられる。従って、転送装置１０９は、第２動作モードにより第２ＱＳＴＡ端末１０６を制御するためのマスタとして動作し、そこでは、転送装置１０９と第２ＱＢＳＳネットワーク１０２のノード１０６との間の通信が可能とされる。
【００６３】
さらに、第３通信パス１０８が、一方における転送装置１０９と他方におけるハブ１０３との間の通信のため確立されるかもしれない。この第１動作モードでは、何れのデータ信号が第１動作周波数ｆ１を介し転送装置１０９とハブ１０３との間で伝送されるかに従って、転送装置１０９は、第１ＱＢＳＳネットワーク１０１においてはスレーブとして動作し、転送装置１０９から第１ＱＳＴＡ端末１０４の何れかに、又はその反対に転送される信号を伝送可能なハブ１０３によって制御される。
【００６４】
このため、図１は、転送装置（ＦＨＣ）１０９を利用することによって２つのＱＢＳＳネットワーク１０１と１０２の接続を示す。
【００６５】
１つのトランシーバによる周波数により転送されると、ＦＨＣ１０９はＱＢＳＳネットワーク１０１と１０２の両方で同時にはパケットを送受信することはできない。これと対照的に、ＦＨＣはまず１つのＱＢＳＳネットワークと通信し（第１ＱＢＳＳネットワーク１０１などによって）、チャネルをスイッチし（すなわち、ｆ１からｆ２に動作周波数を変更し）、他方のＱＢＳＳネットワークと通信する（第２ＱＢＳＳネットワーク１０２などによって）などする必要がある。
【００６６】
転送装置のノード１０９は、第１ＱＢＳＳネットワーク１０１のノード１０３及び１０４と第２ＱＢＳＳネットワーク１０２のノード１０６との間のデータ信号転送を制御及び規制することが可能なラウンドロビンスケジューリングスキームに基づき、実現されたデータ伝送スケジューリング管理機能を有する。転送ノード１０９により実現されるデータ伝送スケジューリング管理機能は、第１ＱＢＳＳネットワーク１０１と第２ＱＢＳＳネットワーク１０２との間で伝送されるデータと、第１ＱＢＳＳネットワーク１０１又は第２ＱＢＳＳネットワーク１０２の内部で伝送されるデータとを区別することが可能である。
【００６７】
転送装置１０９は、それが第１ＱＢＳＳネットワーク１０１のアクティブノードを形成する第１動作状態と、それが第２ＱＢＳＳネットワーク１０２においてマスタを形成する第２動作状態とにより動作可能である。転送装置１０９の上記スイッチは、スイッチ１１０により概略的に示される。転送ノード１０９は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ規格に従って、第１ＱＢＳＳネットワーク１０１と第２ＱＢＳＳネットワーク１０２と通信するよう構成される。転送ノード１０９は、通信パス１０５、１０７及び１０８を利用することによって、第１ＱＢＳＳネットワーク１０１から第２ＱＢＳＳネットワーク１０２にデータパケットを転送し、又は第２ネットワーク１０２から第１ＱＢＳＳネットワーク１０１にデータパケットを転送するよう構成される。
【００６８】
リモートＢＳＳ（第２ＱＢＳＳネットワーク１０２）のステーションとＡＰ／ＨＰ１０３と通信するため、転送装置（ＦＨＣ）１０９として示される特定の装置が設けられる。この転送装置１０９は、１つのトランシーバを利用して、周波数ドメインによりパケットを転送する。ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）を保証するため、ＦＨＣ１０９は、ＡＰ１０３により制御されるサブネット１０１におけるステーション（ＱＳＴＡ）として動作し、リモートサブネット１０２においてハイブリッドコーディネータ（ＨＣ）とし機能する。しかしながら、ＦＨＣ１０９は、トラフィックスケジューリングなど、ＨＣに関する機能を実現した。
【００６９】
以下において、ＷＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）におけるトラフィックスケジューリングがより詳細に説明される。
【００７０】
ＷＬＡＮにおけるＱｏＳを保証するため、トラフィックリクエストを許可／拒絶し（アドミッションコントロール）、トラフィックポリシーに従ってトラフィックを割り当てるトラフィックスケジューリング機能を実現する必要がある。
【００７１】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ規格は、スケジュール機能の設計をベンダーに残す規格である。規範的テキストは、スケジューラが以前に交渉したトラフィック仕様（ＴＳＰＥＣ）に基づき伝送機会（ＴＸＯＰ）を提供すべきであることを述べている。交渉プロセス中、要求するＴＳＰＥＣ（ＡｄｄＴＳリクエスト）のＱｏＳ要求は、平均データレート、名目ＭＳＤＵ（ＭＡＣ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｄａｔａ  Ｕｎｉｔ）サイズ及び最大サービスインターバルと遅延バウンドの少なくとも１つである必須パラメータによって規定される。スケジュール機能は、これらのパラメータを利用して、新たなリクエストによって必要とされる帯域幅（ＴＸＯＰ期間）を計算し、利用可能な帯域幅があるかチェックする。ＴＳＰＥＣが受け入れられると、ＨＣは、平均データレート、名目ＭＳＤＵサイズ及び最大サービスインターバルを含むＡｄｄＴＳレスポンスメッセージにより応答する。
【００７２】
当該規格により提案される１つのシンプルなスケジューリング機構は、ラウンドトリップ（ＲＲ）スケジューリングである。ラウンドトリップは、ポーリングベースプロトコルにより使用される。（Ｍ．Ｓｈｒｅｅｄｈａｒ及びＧ．Ｖａｒｇｈｅｓｅによる“Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｆａｉｒ  ｑｕｅｕｉｎｇ  ｕｓｉｎｇ  ｄｅｆｉｃｉｔ  ｒｏｕｎｄ  ｒｏｂｉｎ”（Ｐｒｏｃ．ＡＣＭ  ＳＩＧＣＯＭＭ  １９９５，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，ＭＡ，Ａｕｇｕｓｔ  １９９５）及びＲａｖｉｎｄｒａ  Ｓ．Ｒａｎａｓｉｎｇｈｅ、Ｌａｃｈｌａｎ  Ｌ．Ｈ．Ａｎｄｒｅｗ、Ｄａｖｉｄ  Ａ．Ｈａｙｅｓ及びＤａｖｉｄ  Ｅｖｅｒｉｔｔらによる“Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ  Ｄｉｓｃｉｐｌｉｎｅｓ  ｆｏｒ  ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  ＷＬＡＮｓ：Ｅｍｂｅｄｄｅｄ  ｒｏｕｎｄ  ｒｏｂｉｎ  ａｎｄ  ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｄｕａｌ  ｑｕｅｕｅ”（ＩＥＥＥ  Ｉｎｔ．Ｃｏｎｆ．Ｃｏｍｍｕｎ．（ＩＣＣ），Ｈｅｌｓｉｎｋｉ，Ｆｉｎｌａｎｄ，Ｊｕｎｅ  ２００１）を参照されたい。）ラウンドロビンスケジューリングは、各自のキューの状態に関係なくステーションを循環的にポーリングする。ラウンドロビンに基づき、アドミッションコントロールユニット（ＡＣＵ）及びトラフィックポリシーのための２つのシンプルなアルゴリズムが、以下で説明される。
【００７３】
以下において、アドミッションコントロールユニット（ＡＣＵ）の機能が説明される。
【００７４】
スケジューラがステーションを循環的にポーリングするため、新たなトラフィックストリーム（ＴＳ）のリクエストが到着すると、アドミッションコントロールユニットは、与えられたＳＩに対して新たなポーリング期間（スケジュールされたサービスインターバル（ＳＩ））とＴＸＯＰ期間を計算する必要がある。
【００７５】
スケジュールサービスインターバルの計算は、式（１）及び（２）に示される。第１に、スケジューラは、すべての許可されたストリームについてすべての最大サービスインターバルの最小値を計算する。この最小値はｍとして記される。第２に、スケジューラは、ビーコンインターバルの約数であるｍ未満の数を選択する。
【００７６】
【数１】
2008515316.tif 000003
ＳＩの値は、図２に示されるように、許可されたストリームによるすべての非ＡＰ  ＱＳＴＡに対するスケジュールされたサービスインターバルである。
【００７７】
図２は、図１のＱＳＴＡノードの１つからのストリームに対するタイムスケジュール２００を示す。図２において、伝送される信号の時間（ｔ）の依存性が示される。図２は、伝送機会パケット（ＴＸＯＰ）２０２が各サービスインターバル２０１に示される５０ｍｓの時間長を有するサービスインターバル（ＳＩ）２０１を示す。
【００７８】
許可されたストリームのＴＸＯＰ２０２の期間の計算のため、スケジューラは、上記計算されるようなスケジュールされたサービスインターバル２０１と交渉されたＴＳＰＥＣからのＴＳＰＥＣパラメータである平均データレート（ρ）と名目ＭＳＤＵサイズ（Ｌ）を使用する。物理伝送レート（Ｒｉ）は、ＴＳＰＥＣにおいて交渉された最小のＰＨＹレートである。最小のＰＨＹレートがＡｄｄＴＳレスポンスに含まれていない場合、スケジューラは、観察されたＰＨＹレートをＲとして利用することができる。
【００７９】
ＴＸＯＰ２０２の期間は以下のように計算される。第１に、スケジューラはＳＩ２０１の期間中に平均データレートに到着するため、ＭＳＤＵの数を計算する。
【００８０】
【数２】
2008515316.tif 000004
その後、スケジューラは、レートＲｉによりＮｉフレームを伝送するための時間と、Ｒｉにより１つの最大サイズＭＳＤＵを伝送する時間と（オーバヘッドを加えた）の最大値としてＴＸＯＰ２０２の期間を計算する。
【００８１】
【数３】
2008515316.tif 000005
式（４）において、ＭはＭＳＤＵの最大可能サイズ、すなわち、２３０４バイトである。時間に関するＭＡＣレイヤのオーバヘッド（O）は、フレーム間スペース、ＡＣＫ及びＣＦポールを含む。Ｔｍｄａｔａ（Ｌｉ）は、ＰＨＹモードｍによりＬｉバイト長のペイロードによりＭＰＤＵを伝送するのに必要な時間である。ＯＦＤＭ変調を考慮すると、
【００８２】
【数４】
2008515316.tif 000006
である。ただし、ｔＰＬＣＰ  ＰｒｅａｍｂｌｅとｔＰＬＰＣ  Ｈｈｅａｄｅｒは、ＰＬＣＰプリアンブルとＰＬＣＰヘッダの期間である（それぞれ６０ｍｓと４ｍｓ）。ＴＳＩＧＮＡＬは、ＯＦＤＭシンボル（４μＳ）の期間であり、ＢｐＳ（ｍ）は、ＯＦＤＭシンボル毎のバイト数である。
【００８３】
ブロックアクノリッジ（ＢＡ）機能を利用することのないＭＡＣオーバヘッドは以下のようである。
【００８４】
【数５】
2008515316.tif 000007
そして、最大サイズの１つのみのＭＳＤＵの伝送について、
【００８５】
【数６】
2008515316.tif 000008
となる。
【００８６】
スケジュールされたサービスインターバル（ＳＩ）２０１とＴＸＯＰ２０２の期間が式（２）及び（４）に基づき計算されると、ＡＣＵは、新たなＴＸＯＰを割り当てるための帯域幅がスーパーフレームに存在するかチェックする必要がある。
【００８７】
【数７】
2008515316.tif 000009
ただし、ｋはすでに許可されたストリームの個数であり、ｋ＋１は要求するストリームを示すのに使用される。Ｔはビーコンインターバルを示し、ＴＣＰはコンテンショントラフィックに使用される時間である。
【００８８】
以下において、スケジューリング管理のフレームにおけるトラフィックポリシーが説明される。
【００８９】
ＴＸＯＰの割当は、特に式（２）及び（４）による上述したスケジュールされたサービスインターバル（ＳＩ）とＴＸＯＰ期間とに基づく。
【００９０】
ＴＸＯＰポーリング順に関して、ＴＳが受け入れられると、ＴＸＯＰは以前に受け入れられたＴＸＯＰの直後に“ｆｉｒｓｔ  ｃｏｍｅ，ｆｉｒｓｔ  ｓｅｒｖｅｄ“ポリシーに従ってポーリングされる。
【００９１】
図２において、ＱＳＴＡｉ（数ｉ）からのストリームが許可される具体例が示される。ビーコンインターバルは１００ｍｓであり、当該ストリームに対する最大ストリームインターバルは６０ｍｓである。スケジューラは、上述したように、それがビーコンインターバルに最も近い約数であるため、５０ｍｓに等しいスケジュールされたサービスインターバル（ＳＩ）２０１を計算する。
【００９２】
以下において、図３を参照するに、ＱＳＴＡｉ、ＱＳＴＡｊ及びＱＳＴＡｋからのストリームのタイムスケジュール３００が説明される。
【００９３】
タイムスケジュール３００では、サービスインターバル２０１と第１伝送機会パケット２０２に加えて、各サービスインターバル２０１に対して、第２伝送機会パケット３０１と第３伝送機会パケット２０３が示される。
【００９４】
図３に示されるように、新たな各ＴＸＯＰ３０１と３０２は以前のもの２０２の後に割り当てられる。新たなストリームが現在のＳＩ２０１より小さな最大サービスインターバルにより許可される場合、スケジューラは、現在のＳＩを新たに許可されたストリームの最大サービスインターバルより小さな数に変更する必要がある。このため、現在の許可されているストリームのＴＸＯＰ期間が、新たなＳＩにより再計算される必要がある。
【００９５】
以下において、図４を参照して、ストリームが欠落したときのＴＸＯＰの再割当を示すタイムスケジュール４００が説明される。
【００９６】
あるストリームが欠落した場合、スケジューラは、利用可能な帯域幅を再利用するため、欠落したＱＳＴＡに後続するＱＳＴＡのＴＸＯＰを移動する。図４において、ＱＳＴＡｊのストリームが取り除かれるときの具体例が示される。これは、ｊの後（本例では、ＱＴＳＡｋ）のスケジュールされたＴＸＯＰによる新たなスケジュールのすべてのＱＳＴＡへの通知を要求する。
【００９７】
以下において、スケジューリング管理機能（例えば、ラウンドロビン機構に基づく）を含むマルチホップトラフィックのＱｏＳを保証するための転送装置１０９の利用が、より詳細に説明される。
【００９８】
第２ＱＢＳＳネットワーク１０２におけるそれの存在中に、転送装置１０９は、上述したようにＴＸＯＰを割り当てる。さらに、転送装置１０９は、規格により与えられるトラフィックの集合のサポートを利用する。マルチホップトラフィックのすべてのリクエストに対して、ＦＨＣ１０９は集合ビットを設定する。このように、ＡＰ／ＨＣ１０３は、図５に示すことができるように、マルチホップトラフィックのすべてのストリームをグループ化する。
【００９９】
図５は、新たなストリームＩ２がＩの後にスケジューリングされるタイムスケジュール５００を示す。すなわち、タイムスケジュール５００によると、第４伝送機会パケット５０１が、第１伝送機会パケット２０２と第３伝送機会パケット３０２の間に挟まれる。上述したように、転送装置１０９は、周波数ドメインによりパケットを転送する。このため、転送装置１０９は、１つのチャネルから他のチャネルにスイッチする。このとき、第２ＱＢＳＳネットワーク１０２において利用可能な容量は、第２ＱＢＳＳネットワーク１０２における存在時間によって制限される。さらに、スケジューリング機能は、転送（マルチホップ）トラフィックとローカル（シングルホップ）トラフィックとを区別する必要がある。なぜなら、第１のものは２回送信される必要があり（すなわち、第１ＱＢＳＳネットワーク１０１と第２ＱＢＳＳネットワーク１０２において）、第２のものは１回しか送信される必要はない。
【０１００】
これを考慮すると、本発明による転送装置１０９において実現されるアドミッションコントロールユニットとトラフィックストリームの交渉に対する新たな方法が、提案される。本方法が以下においてより詳細に説明される。図８において、ＳＤＬ言語を利用したＦＨＣ１０９による本方法の実現形態が示される。すなわち、図８は、ＳＤＬ（Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  Ｌａｎｇｕａｇｅ）による通信プロトコル８００を示す。
【０１０１】
以下において、本方法によるトラフィックストリームの交渉が説明される。
【０１０２】
マルチホップストリームは転送装置１０９を通過する必要があるため、セットアッププロトコルは、いわゆるマルチホップダウンリンクリクエストと、いわゆるマルチホップアップリンクリクエストとを区別する必要がある。マルチホップダウンリンクリクエストは、ＡＰ１０３から第２ＱＢＳＳネットワーク１０２の何れかのステーション１０６への通信パスに従い、すなわち、通信パス１０８とその後の通信パス１０７に続く。マルチホップアップリンクリクエストは、第２ＱＢＳＳネットワーク１０２の１つのＱＳＴＡ１０６からＡＰ１０３への通信パスを導入し、通信パス１０７とその後の通信パス１０８を導入する。
【０１０３】
以下において、マルチホップアップリンクリクエストの設定が、より詳細に説明される。
【０１０４】
アップリンクの場合、リモートセルの容量がマルチホップトラフィックのボトルネックになるため、リモートＱＳＴＡ１０６からのＴＳが、まず転送装置１０９のアドミッションコントロールユニットによりチェックされる。利用可能な容量がない場合、ＦＨＣ１０９は当該リクエストを単に拒絶する。そうでない場合、当該リクエストはＨＣ１０３に転送され、ＨＣ１０３のレスポンスが、リモートＱＳＴＡ１０６に転送される。
【０１０５】
図６は、マルチホップアップリンクトラフィックがスケジュールされるシナリオについてのＴＳセットアッププロトコル６００を示す。
【０１０６】
マルチホップアップリンク設定プロトコル６００によると、ＦＨＣ１０９は、まず要求されたＴＳパラメータを許可するのに十分な容量が存在するかチェックする（式（９）に従って）。当該チェックが成功した場合、リクエストフレームは、バッファに格納され、周波数スイッチを待機する。周波数スイッチが完了した後、当該フレームがバッファから取得され、ＦＨＣ１０９はコンテンション期間中に、トラフィック集合ビットセットにより当該リクエストをＡＰ／ＨＣ１０３に送信しようとする。受信されると、ＡＰ／ＨＣ１０３は、式（８）に示されるように、反対の提案によりＴＳＰＥＣを許可し、又はＴＳＰＥＣを拒絶するか判断し、ＴＳＰＥＣ及び状態値ＳＵＣＣＥＳＳ、ＡＬＴＥＲＮＡＴＩＶＥ又はＲＥＦＵＳＥＤを含むＭＬＭＥ−ＡｄｄＴＳレスポンスプリミティブを生成する。
【０１０７】
ＦＨＣ１０９のＭＡＣは、この管理フレームを受信し、それのＡｄｄＴＳタイマーをキャンセルする。ＲＥＦＵＳＥＤ状態のケースでは、ＦＨＣ１０９は、さらなる計算を行うことなくストリームを直接拒絶する。その後、それは第２ＱＢＳＳネットワーク１０２にスイッチし、ＲＥＦＵＳＥＤ状態によるＡｄｄＴＳＲｓｐメッセージを送信する。
【０１０８】
ＡＬＴＥＲＮＡＴＩＶＥのケースでは、ＦＨＣ１０９のＡＣＵは再び、新たなパラメータにより十分な容量があるかチェックする。十分な容量がない場合、ＦＨＣ１０９は、スイッチ前にＤｅｌＴＳＲｅｑメッセージをＡＰ／ＨＣ１０３に送信する。その後、それはＡＬＴＥＲＮＡＴＩＶＥ状態によるＡｄｄＴＳＲｓｐメッセージをＱＳＴＡ１０６に送信する。
【０１０９】
ＳＵＣＣＥＳＳ状態のケースでは、ＦＨＣ１０９は、さらなる計算なく第２ＱＢＳＳネットワーク１０２をスイッチし、ＡｄｄＴＳＲｓｐメッセージを転送する。
【０１１０】
以下において、マルチホップダウンリンク設定プロトコル７００を示す図７を参照して、マルチホップダウンリンクリクエストの設定がより詳細に示される。
【０１１１】
８０２．１１ｅ規格は、各トラフィックストリームが非ＡＰ  ＱＳＴＡによりリクエストされるべきであることを規定する。この場合、ＡＰ／ＨＣ１０３は、スケジュールリクエストをＦＨＣ１０９に送信する。ＦＨＣ１０９は、トラフィックの仕様を知らなければ、利用可能な容量があるか計算することはできない。その直後に、ＦＨＣ１０９は、トラフィック集合ビットセットを有するＡｄｄＴＳリクエストを、対応するＱｏＳ管理アクションフレーム又は（再）関連付けリクエストフレームにおけるＡＰ／ＨＣ１０３に送信し、期間ドット１１  ＡｄｄＴＳＲＲｅｓｐｏｎｓｅＴｉｍｅｏｕｔのＴ＿ＡＤＤ＿ＴＳタイマーをスタートする。
【０１１２】
ＨＣ／ＡＰ１０３のＭＡＣは、当該管理フレームを受信し、対応するＱｏＳ管理アクションフレームにおいてＡｄｄＴＳレスポンス又は当該ＴＳＰＥＣ及び状態を含む（再）関連付けレスポンスを送信する。
【０１１３】
ＦＨＣ１０９が当該管理フレームを受信すると、それは自らのＡｄｄＴＳタイマーをキャンセルする。ＴＳＥＰＣが与えられると、転送装置１０９のアドミッションコントロールユニットは、以下に示されるように、当該ＴＳを受信し、それを第２ＱＢＳＳネットワーク１０２に転送するのに十分な帯域幅が存在するか計算する。肯定的なケースでは、ＦＨＣ１０９は第２ＱＢＳＳネットワーク１０２にスイッチし、ＳｃｈｅｄｕｌｅＲｅｑメッセージを送信先ＱＳＴＡ１０６に送信する。そうでない場合、それはＤＥＬ  ＴＳＲｅｑをＡＰ／ＨＣ１０３に送信する。
【０１１４】
以下において、転送装置１０９により利用されるアドミッションコントロールユニットの機能がより詳細に説明される。
【０１１５】
通常、転送装置１０９は、ＱＢＳＳネットワーク１０１と１０２の双方に同じ時間存在するわけでない。このとき、アドミッションコントロールアルゴリズムは、マルチホップトラフィックとシングルハブ（ローカル）トラフィックとを区別する必要がある。
【０１１６】
通常、ＱＢＳＳネットワーク２０１と２０２では同一の値のＳＩ２０１並びにＴＸＯＰｋ２０２、３０１、３０２及び５０１が使用されるため、転送装置１０９により実現されるスケジューラは、ＡＰ／ＨＣ１０３により与えられる値を仮定する。ローカルトラフィックの場合、転送装置１０９のスケジューラは、式（４）に与えられるようなＴＸＯＰ２０２、３０１、３０２及び５０１を計算する。
【０１１７】
マルチホップストリームを許可するため、以下の不等式（９）が充足される。
【０１１８】
【数８】
2008515316.tif 000010
不等式（９）において、ｋは既存のマルチホップストリーム（ＭＨ）の個数であり、ｋ＋１は新たに要求されたマルチホップストリームのインデックスである。ｊは、第２ＱＢＳＳネットワーク１０２に存在する転送装置１０９によりサービス提供されるシングルホップ（ＳＨ）トラフィックストリームデータの個数である。ＴＦＳは、周波数間のスイッチを行うのに必要とされる時間である。Ｔ２は、リモートＱＢＳＳ１０２のビーコンインターバルを示し、ＴＣＰ２は、コンテンショントラフィックに使用される時間である。ＡＰ／ＨＣ１０３の容量と異なり、ＦＨＣ１０９は、第１ＱＢＳＳネットワーク１０１におけるＴｂｅａｃｏｎとＴＣＰの受信と、第１ＱＢＳＳネットワーク１０１におけるマルチホップトラフィックの送信とを含む不在時間を考慮する必要がある。係数２は、転送装置のトラフィックがＱＢＳＳ１０１と１０２の双方において送信されるという事実を表す。
【０１１９】
リクエストされたストリームがシングルホップトラフィックに対するものである場合、ＡＣＵは、ダイレクトリンクプロトコル（ＤＬＰ）を利用して、不在インターバル中にそれが割当可能であるかチェックすることができる。
【０１２０】
まず、転送装置１０９は不在時間とリクエストされたＴＸＯＰ２０１とを比較し、それがまだ使用されていない場合には、ＡＣＵは、ＴＸＯＰをＴａｂｓに適合させ、直接的なリンクを確立しようとする。
【０１２１】
【数９】
2008515316.tif 000011
不等式（１０）が実現されない場合、又は直接的なリンクを確立することができなかった場合（例えば、２つのＱＳＴＡが互いの範囲内になかった場合など）、ＡＣＵは、存在時間にストリームを割り当てようとする。この場合、ストリームは、以下の不等式が充足されるときに許可される。
【０１２２】
【数１０】
2008515316.tif 000012
ただし、ｊはシングルホップトラフィックの既存のストリームの個数であり、ｊ＋１は新たに要求されたストリームのインデックスである。ｋは既存のマルチホップストリームの個数であり、Ｔ２はリモートクラスタのビーコンインターバルを示し、ＴＣＰ２はコンテンショントラフィックに使用される時間である。
【０１２３】
「有する」という用語は他の要素又はステップを排除するものでなく、「ある」という用語は複数を排除するものでないということに留意すべきである。また、各実施例に関して説明された要素は組み合わせられるかもしれない。
【０１２４】
また、請求項の参照符号は請求項の範囲を限定するものとして解釈されるべきでないということに留意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】図１は、本発明の好適な実施例によるネットワークアレイの概略図を示す。
【図２】図２は、本発明のスケジュール管理によるデータストリームのタイムスケジュールを示す。
【図３】図３は、本発明のスケジュール管理によるデータストリームのタイムスケジュールを示す。
【図４】図４は、本発明のスケジュール管理によるデータストリームのタイムスケジュールを示す。
【図５】図５は、本発明のスケジュール管理によるデータストリームのタイムスケジュールを示す。
【図６】図６は、本発明のスケジューリング管理によるマルチホップアップリンクトラフィックの設定プロトコルを示す。
【図７】図７は、本発明のスケジューリング管理によるマルチホップダウンリンクトラフィックの設定プロトコルを示す。
【図８】図８は、ＳＤＬにより実現されるトラフィックストリームの交渉のアルゴリズムを示す。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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