(57)【要約】【課題】  無線ネットワークにおけるリアルタイムトラフィックを保証する改良されたメカニズムを提供する。【解決手段】  本発明に係る方法は、無線ネットワークにおいてトラフィックをスケジューリングする方法であって、前記無線ネットワークが、リアルタイムステーションと、ベストエフォートステーションとを含むものであり、ラウンドを定めるステップと、各ステーションにシーケンス番号を割り当てるステップと、リアルタイムパケットが異なるリアルタイムステーションにより送信される順番を定めるステップと、リアルタイムステーションが所定の時間にわたってトラフィックをオーバーヒアリングするステップと、前記リアルタイムステーションがシーケンス番号を推定するステップとを含む。【選択図】  図８
2008245283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ネットワークにおいてトラフィックをスケジューリングする方法であって、前記無線ネットワークが、リアルタイムトラフィックを送信しようとするリアルタイムステーションと、ベストエフォートトラフィックを送信するベストエフォートステーションとを含むものであり、
プライマリリアルタイムステーションがリアルタイムアクセスマーカを周期的に送信して、それによりラウンドを定めるステップと、
前記ネットワーク内でリアルタイムトラフィックを送信しようとする各ステーションにシーケンス番号を割り当てるステップと、
あるステーションに割り当てられたシーケンス番号に基づいて、ラウンドが開始してから当該ステーションがパケットを送信するまでの固定されたバックオフ時間を定め、それによりリアルタイムパケットが異なるリアルタイムステーションにより送信される順番を定めるステップと、
リアルタイムトラフィックを送信しようとするステーションが、所定の時間にわたってトラフィックをオーバーヒアリングするステップと、
前記オーバーヒアリングの結果、リアルタイムアクセスマーカを送信するプライマリステーションが既に存在していると前記ステーションが判断した場合には、前記ステーションが、既にリアルタイムトラフィックを送信しているリアルタイムステーションの数に基づいてシーケンス番号を推定するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記オーバーヒアリングの結果、リアルタイムアクセスマーカを送信しているプライマリステーションがまだ存在していないと前記ステーションが判断した場合には、当該ステーションが、前記プライマリステーションの役割を引き継ぐとともに、リアルタイムアクセスマーカの送信を開始するステップを更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ラウンドにつき最大数のＲＴスロットを各ステーションに割り当てるステップと、
あるステーションに割り当てられたシーケンス番号と当該ステーションが送信することを許されたＲＴスロットの数とに基づいて、ラウンドが開始してから当該ステーションがパケットを送信するまでの固定された一連のバックオフ時間を定め、それによりリアルタイムパケットが異なるリアルタイムステーションにより送信される順番を定めるステップと
を更に含む請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記リアルタイムアクセスマーカは、前記ネットワークにおいてリアルタイムトラフィックを現在送信しているステーションの数と、各ステーションがリザーブしたＲＴスロットの数とについての情報を含むものであり、
既にリアルタイムトラフィックを送信しているリアルタイムステーションの数に基づいて、新たにリアルタイムトラフィックを送信しようとするリアルタイムステーションに対し、新たなシーケンス番号をインクリメントして割り当てるステップを更に含む請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
リアルタイムパケットをスケジュールすることができる、リアルタイムトラフィックのために用いられる部分と、ベストエフォートトラフィックのためにリザーブされる部分とに前記ラウンドを分割するステップを更に含む請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
あるベストエフォートステーションが時間Ｔを有するラウンドが終了する前に送信を終えず、それにより、次のラウンドの一部であるΔＴを占有する場合には、次のリアルタイムアクセスマーカがΔＴだけ遅れて送信され、次のラウンドの時間がＴ−ΔＴに短縮される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
あるリアルタイムステーションから送信されるパケットが、当該ステーションのシーケンス番号に基づいて当該パケットに割り当てられたＲＴスロットを使用しない場合には、後続のステーションが当該ＲＴスロットを引き継ぐステップを更に含む請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
リアルタイムステーションは、ラウンドにつき定められた数のＲＴスロットのみを使用するものであり、
その他のパケットは降格されて、ベストエフォートモードで送信されるものである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
降格されたパケットが所与のラウンド内で送信することができない場合には、当該パケットが次のラウンドで再び昇格される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
新たなリアルタイムステーションがリアルタイムパケットの送信を開始する前に、リアルタイム送信のためにそれまでにリザーブされた時間と、ベストエフォートトラフィックのためにそれまでにリザーブされた時間との和に対して、当該新たなステーションのトラフィックに必要な送信時間を加えた合計時間が、ラウンド時間を超えるかどうかをチェックするステップと、
前記合計時間が前記ラウンド時間を超える場合には、前記新たなステーションがトラフィックをベストエフォートモードで送信するステップと、
前記合計時間が前記ラウンド時間を超えない場合には、前記新たなステーションがその他のリアルタイムステーションの中に更なるリアルタイムステーションとして加入することを許可するステップと
を更に含む請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
リアルタイムアクセスマーカにおける時間フィールドを、そのラウンドにおける最後のＲＴステーション又はＲＴパケットの残りのバックオフに相当する時間に設定して、ベストエフォートステーションがリアルタイムステーションに割り当てられているＲＴスロットを引き継ぐことを避けるステップを更に含む請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
リアルタイムパケットにおける時間フィールドをある時間に設定して、ベストエフォートパケットが、当該リアルタイムパケットまたは後続のリアルタイムパケットに対してリザーブされたＲＴスロットを捕捉することを避けることができるようにするステップを更に含む請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
無線ネットワークにおいてトラフィックのスケジューリングを実行する装置であって、前記ネットワークは、リアルタイムトラフィックを送信しようとするリアルタイムステーションと、ベストエフォートトラフィックを送信するベストエフォートステーションとを含むものであり、
プライマリリアルタイムステーションがリアルタイムアクセスマーカを周期的に送信して、それによりラウンドを定めるための手段と、
前記ネットワークにおいてリアルタイムトラフィックを送信しようとする各ステーションに対してシーケンス番号を割り当てる手段と、
あるステーションに割り当てられたシーケンス番号に基づいて、ラウンドが開始してから当該ステーションがパケットを送信するまでの固定されたバックオフ時間を定めて、それによりリアルタイムパケットが異なるリアルタイムステーションにより送信される順番を定める手段と、
リアルタイムトラフィックを送信しようとするステーションが、所定の時間にわたってトラフィックをオーバーヒアリングするための手段と、
前記オーバーヒアリングの結果、前記ステーションが、リアルタイムアクセスマーカを送信しているプライマリステーションが既に存在していると判断した場合には、前記ステーションが、既にリアルタイムトラフィックを送信しているリアルタイムステーションの数に基づいてシーケンス番号を推定するための手段と
を備える装置。
【請求項１４】
無線ネットワークにおいてトラフィックのスケジューリングを実行するリアルタイムステーションであって、前記ネットワークは、リアルタイムトラフィックを送信しようとするリアルタイムステーションと、ベストエフォートトラフィックを送信するベストエフォートステーションとを含むものであり、
プライマリリアルタイムステーションが周期的に送信するリアルタイムアクセスマーカを受信して、それによりラウンドを定めるモジュールと、
前記ネットワーク内でリアルタイムトラフィックを送信しようとする前記リアルタイムステーションに対してシーケンス番号を割り当てるモジュールと、
前記ステーションに割り当てられたシーケンス番号に基づいて、ラウンドが開始してから前記ステーションがパケットを送信するまでの固定されたバックオフ時間を定めて、それによりリアルタイムパケットが異なるリアルタイムステーションにより送信される順番を定めるためのモジュールと、
リアルタイムトラフィックを送信しようとするステーションが、所定の時間にわたってトラフィックをオーバーヒアリングするためのモジュールと、
前記オーバーヒアリングの結果、前記ステーションが、リアルタイムアクセスマーカを送信しているプライマリステーションが既に存在していると判断した場合には、前記リアルタイムステーションが、既にリアルタイムトラフィックを送信しているリアルタイムステーションの数に基づいてシーケンス番号を推定するためのモジュールと
を備えるリアルタイムステーション。
【請求項１５】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法を実行する手段を更に備える請求項１３または１４に記載の装置。
【請求項１６】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法のステップをコンピュータに実行させるコンピュータプログラムコードを含むコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ネットワークにおけるリアルタイムトラフィックスケジューリングの方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、無線ネットワークが広く普及している。「無線ＬＡＮ」と呼ばれる、広く使用されているタイプのネットワークは、ファミリ全体が存在するＩＥＥＥ８０２．１１規格において定められている。このようなタイプの無線ネットワークの１つの課題は、サービス品質の問題である。従来、このような種類のネットワークのノードは、送信側がネットワークにおいて現在利用可能なレートで送信することができることを意味するいわゆる「ベストエフォート」モードで送信する。「ベストエフォート」モードは、「リアルタイム」伝送を可能にする最低限保証された帯域幅のような、ある一定のサービス品質（ＱｏＳとも呼ばれる）を保証するものではない。
【０００３】
しかしながら、無線ネットワークにおいてＱｏＳまたはリアルタイム伝送を実現するための試みがなされている。最も関連の深い既知のソリューションは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ（非特許文献１参照）と、ＩＥＥＥ８０２．１１規格で定められているＰＣＦ（point coordination function）を用いたＣＦＡ（Contention-Free Access）（非特許文献２参照）とである。
【０００４】
前者では、異なるトラフィックフローに異なるプライオリティを付与することができるとはいえ、メカニズムがコンテンションベースであることから、「完全な（strict）」品質保証をなお欠いている。リアルタイムパケットにはより高いプライオリティが付与され、それに基づいて短いバックオフ時間が与えられる蓋然性がより高くなるが、それでもなおメカニズムがコンテンションベースであるという問題が存在する。このためパケットまたはステーションの総数が大きすぎる場合には、リアルタイムパケットが所望の品質で送信される統計的な可能性が存在するだけで、完全な品質保証は一切ない。
【０００５】
他方、８０２．１１規格におけるＰＣＦモードは完全な保証を提供することができる。しかしながら、主にその複雑度により、市場においてその実装例がほとんど見受けられない。実装の複雑度の欠点のほか、完全な保証は、通常は周期的に行われる「媒体予約（medium reservation）」に基づいている。例えば、所与のステーションは、Ｔ秒おきに（Ｐバイトを）送信するためのチャネルをリザーブする。しかしながら、この周期性は、データソースからのリアルタイムトラフィックパターンに適合するものではない。例えば、通信チャネルが一般的に１／３の時間はアイドル状態にある音声トラフィックについて説明する。いくつかの音声コーデックは、サイレンスサプレッション機能（silence suppression functionality）を適用することにより帯域幅の利用を最適化しようとするが、いくつかの（周期的に）リザーブされたＲＴスロットは空のままである。
【０００６】
タイムスロットの予約の周期を音声コーデックのパターンに適応させて帯域幅効率を最適化し、または遅延を低減しようとしても、一度に両方というわけにはいかない。
【０００７】
無線ネットワークにおけるリアルタイムトラフィックをサポートするための「従来の」アプローチは、ＭＡＣ層において周期的なタイムスロット予約を行うことである。これについて図１Ａを参照して説明する。図１Ａの下の部分の時間軸上のダッシュ記号は、リアルタイムパケット伝送のためにリザーブされたタイミングを示しており、上の部分の破線ボックスは、パケット到着頻度（packet arrival frequency）を示している。また、上の部分の実線ボックスは、到着するリアルタイムパケットを表している。図１Ａの場合はリアルタイムパケットの伝送に大きな遅れがないことが見て取れる。しかし、連続する２つのＲＴ（real-time）タイムスロットの周期は比較的短く、使われないＲＴタイムスロットが存在する蓋然性が増し、結果的には効率性が低下する。
【０００８】
効率を良くするため、図１Ｂに示しているようにこの時間周期を増加させることができる。到着時間に応じてリアルタイムパケットの転送に大きな遅れが存在することが見て取れる。例えば図１Ｂに示しているように、第４番目のリアルタイムパケットは、リザーブされた第３番目のＲＴスロットの直後に到着し、リザーブされた第４番目のタイムスロットで送られるまでしばらくの間待機する必要がある。
【０００９】
遅延を低減する１つの可能性は、図１Ａの例にあるようにリアルタイム伝送のためにリザーブされた２つのＲＴスロット間の時間を短縮することであろう。しかし、既に言及したように、所定の数のリアルタイムパケットに対して使われないＲＴスロットがより多く存在することになるので、予約効率（reservation efficiency）が低下する。
【００１０】
それ故、特定のユーザに与えられたＲＴスロットが、ＴＤＭＡ（time division multiple access）システムのように、時間軸に沿って周期的に分布するアプローチにおいては、短い遅延と高い効率性との間にトレードオフが存在する。
【非特許文献１】IEEE standard for information technology - specific requirements part 11: Wireless LAN medium access control (MAC) and physical layer (PHY)specifications: Amendment 8: Medium access control (MAC)quality of service enhancements. IEEE Standard 802.11 E-2005, 2005
【非特許文献２】IEEE standard for information technology - LAN/MAN specific requirements - part 11: Wireless LAN medium access control (MAC)and physical layer (PHY) specifications. IEEE Standard 802.11, 1999/8802-11 (ISO/I EC8802-11: 1999), 1999
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明の目的は、無線ネットワークにおけるリアルタイムトラフィックを保証する改良されたメカニズムを提供することにある。好ましくは、このメカニズムは、下位互換性（既存の８０２．１１ホットスポットにおいて展開可能）がありながらも、好ましくは８０２．１１フローを枯渇させることなく、リアルタイムトラフィックフローに対する完全な保証を可能とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
一実施形態によれば、無線ネットワークにおいてトラフィックをスケジューリングする方法であって、前記無線ネットワークが、リアルタイムトラフィックを送信しようとするリアルタイムステーションと、ベストエフォートトラフィックを送信するベストエフォートステーションとを含むものであり、
プライマリリアルタイムステーションがリアルタイムアクセスマーカを周期的に送信して、それによりラウンドを定めるステップと、
前記ネットワーク内でリアルタイムトラフィックを送信しようとする各ステーションにシーケンス番号を割り当てるステップと、
あるステーションに割り当てられたシーケンス番号に基づいて、ラウンドが開始してから当該ステーションがパケットを送信するまでの固定されたバックオフ時間を定め、それによりリアルタイムパケットが異なるリアルタイムステーションにより送信される順番を定めるステップと、
リアルタイムトラフィックを送信しようとするステーションが、所定の時間にわたってトラフィックをオーバーヒアリング（ｏｖｅｒｈｅａｒｉｎｇ）するステップと、
前記オーバーヒアリングの結果、リアルタイムアクセスマーカを送信するプライマリステーションが既に存在していると前記ステーションが判断した場合には、前記ステーションが、既にリアルタイムトラフィックを送信しているリアルタイムステーションの数に基づいてシーケンス番号を推定（assume）するステップと
を含む方法が提供される。
【００１３】
ラウンドを定め、固定されたバックオフを割り当てることにより、リアルタイム送信を保証するスケジューリングが可能となる。さらに、リアルタイムトラフィックを送信しようとするステーションがトラフィックをオーバーヒアリングし、既にリアルタイムトラフィックを送信しているステーションの数に基づいてシーケンス番号を推定することにより、リアルタイムトラフィックのスケジューリングを自立的な（self-organized）方法により実行することができる。送信の順番を集中管理せずに、アドミストレータからの干渉または指示なくしてネットワーク内のステーション自体によりスケジュールが定められる。リアルタイムアクセスマーカはラウンドを定め、そのラウンド内で異なるリアルタイムステーションのリアルタイム送信が自己のシーケンス番号に基づいてスケジューリングされる。リアルタイム送信スケジューリングのこの「自立的」スキームは、アドホックネットワークにおいて適用することができる。この場合、リアルタイムステーションは転送ノード（forwarding node）として機能し、受信したパケットを次のステーションへ転送する。しかし、これは（８０２．１１ネットワークなどの）インフラストラクチャネットワークにも適用することができる。この場合、スキームはリアルタイムステーションからアクセスポイントまでの送信をスケジューリングする。
【００１４】
トラフィックの「オーバーヒアリング」に関して、一実施形態によれば、パケットを送信しようとするリアルタイムステーションは、他のリアルタイムステーションからの別の送信をオーバーヒアリングして、それらがいくつ存在するかを推定（guess）または決定することができる。いずれかのリアルタイムステーションがいずれかのラウンドで送信を行うとは限らないため、１ラウンドより長い時間を要する場合がある。オーバーヒアリングのプロセスが実行される固定された時間を設定することができ（この時間は１ラウンドより長い時間、例えば２ラウンド、３ラウンド、４ラウンドもしくは５ラウンドというように数ラウンドに及ぶ場合がある）、リアルタイムステーションはリアルタイムステーションの総数を推定し、それに応じて自己のシーケンス番号を推定する。
【００１５】
代替的に、一実施形態によれば、リアルタイムアクセスマーカはリアルタイムステーションの数についての情報（indication）を含むことができる。このとき、トラフィックを送信しようとする（新たな）リアルタイムステーションは、リアルタイムアクセスマーカをオーバーヒアリングすると自己のシーケンス番号を推定することができる。
【００１６】
一実施形態によれば、前記方法は、前記オーバーヒアリングの結果、リアルタイムアクセスマーカを送信しているプライマリステーションがまだ存在していないと前記ステーションが判断した場合には、当該ステーションが、前記プライマリステーションの役割を引き継ぐとともに、リアルタイムアクセスマーカの送信を開始するステップを含む。
【００１７】
このようにして、リアルタイムトラフィックがまだないネットワークの場合に、「プライマリステーション」を決定できる。
【００１８】
一実施形態によれば、前記方法は、
ラウンドにつき最大数のＲＴスロットを各ステーションに割り当てるステップと、
あるステーションに割り当てられたシーケンス番号と当該ステーションが送信することを許されたＲＴスロットの数とに基づいて、ラウンドが開始してから当該ステーションがパケットを送信するまでの固定された一連のバックオフ時間を定め、それによりリアルタイムパケットが異なるリアルタイムステーションにより送信される順番を定めるステップと
を含む。
【００１９】
このようにして、システムは、各ＲＴステーションに対してそれぞれのスループット要件を考慮することができる。
【００２０】
一実施形態によれば、前記リアルタイムアクセスマーカは、前記ネットワークにおいてリアルタイムトラフィックを現在送信しているステーションの数と、各ステーションのためにリザーブされたＲＴスロットの数とについての情報を含むものであり、
前記方法は、既にリアルタイムトラフィックを送信しているリアルタイムステーションの数に基づいて、新たにリアルタイムトラフィックを送信しようとするリアルタイムステーションに対し、新たなシーケンス番号をインクリメントして割り当てるステップを含む。
【００２１】
このようにして、分散したやり方でシーケンスを定めることができる。
【００２２】
一実施形態によれば、前記方法は、
リアルタイムトラフィックを送信しようとするステーションが、所定の時間にわたってトラフィックをオーバーヒアリングするステップと、
前記オーバーヒアリングの結果、リアルタイムアクセスマーカを送信するプライマリステーションが既に存在していると前記ステーションが判断した場合には、前記ステーションが、既にリアルタイムトラフィックを送信しているリアルタイムステーションの数に基づいてシーケンス番号を推定するステップと、
前記オーバーヒアリングの結果、リアルタイムアクセスマーカを送信するプライマリステーションがまだ存在していないと前記ステーションが判断した場合には、前記ステーションが、前記プライマリステーションの役割を推定（assume）して、リアルタイムアクセスマーカの送信を開始するステップと
を含む。
【００２３】
一実施形態によれば、前記方法は、リアルタイムパケットをスケジュールすることができる、リアルタイムトラフィックのために用いられる部分と、ベストエフォートトラフィックのためにリザーブされる部分とに前記ラウンド（時間フレーム）を分割するステップを含む。
【００２４】
一実施形態によれば、あるベストエフォートステーションが時間Ｔを有するラウンドが終了する前に送信を終えず、それにより、次のラウンドの一部であるΔＴを占有する場合には、次のリアルタイムアクセスマーカがΔＴだけ遅れて送信され、次のラウンドの時間がＴ−ΔＴに短縮される。
【００２５】
一実施形態によれば、あるリアルタイムステーションから送信されるパケットが、当該ステーションのシーケンス番号に基づいて当該パケットに割り当てられたＲＴスロットを使用しない場合には、後続のステーションが当該ＲＴスロットを引き継ぐ（take over）。
【００２６】
一実施形態によれば、リアルタイムステーションは、ラウンドにつき定められた数のリアルタイムスロットのみを使用するものであり、
その他のパケットは「降格」されて、ベストエフォートモードで送信される。
【００２７】
一実施形態によれば、降格されたパケットが所与のラウンド内（他のベストエフォートパケットと競合する間）で送信することができない場合には、当該パケットが次のラウンドで再び昇格されて、リザーブされたＲＴスロットで送信される。
【００２８】
一実施形態によれば、前記方法は、新たなリアルタイムステーションがリアルタイムパケットの送信を開始する前に、リアルタイム送信のためにそれまでにリザーブされた時間と、ベストエフォートトラフィックのためにそれまでにリザーブされた時間との和に対して、当該新たなステーションのトラフィックに必要な送信時間を加えた合計時間が、ラウンド時間を超えるかどうかをチェックするステップと、
前記合計時間が前記ラウンド時間を超える場合には、前記新たなステーションがトラフィックをベストエフォートモードで送信するステップと、
前記合計時間が前記ラウンド時間を超えない場合には、前記新たなステーションがその他のリアルタイムステーションの中に更なるリアルタイムステーションとして加入することを許可するステップと
を含む。
【００２９】
一実施形態によれば、前記方法は、リアルタイムアクセスマーカにおける時間フィールドを、そのラウンドにおける最後のＲＴステーション又はＲＴパケットの残りのバックオフに相当する時間に設定して、ベストエフォートステーションがリアルタイムステーションに割り当てられているＲＴスロットを引き継ぐことを避けるステップを含む。
【００３０】
一実施形態によれば、前記方法は、リアルタイムパケットにおける時間フィールドをある時間に設定して、ベストエフォートパケットが、当該リアルタイムパケットまたは後続のリアルタイムパケットに対してリザーブされたＲＴスロットを捕捉（capture）することを避けることができるようにするステップを含む。
【００３１】
一実施形態によれば、無線ネットワークにおいてトラフィックのスケジューリングを実行する装置であって、前記ネットワークは、リアルタイムトラフィックを送信しようとするリアルタイムステーションと、ベストエフォートトラフィックを送信するベストエフォートステーションとを含むものであり、
プライマリリアルタイムステーションがリアルタイムアクセスマーカを周期的に送信して、それによりラウンドを定めるためのモジュールと、
前記ネットワークにおいてリアルタイムトラフィックを送信しようとする各ステーションに対してシーケンス番号を割り当てるモジュールと、
あるステーションに割り当てられたシーケンス番号に基づいて、ラウンドが開始してから当該ステーションがパケットを送信するまでの固定されたバックオフ時間を定めて、それによりリアルタイムパケットが異なるリアルタイムステーションにより送信される順番を定めるモジュールと、
リアルタイムトラフィックを送信しようとするステーションが、所定の時間にわたってトラフィックをオーバーヒアリングするためのモジュールと、
前記オーバーヒアリングの結果、前記ステーションが、リアルタイムアクセスマーカを送信しているプライマリステーションが既に存在していると判断した場合には、前記ステーションが、既にリアルタイムトラフィックを送信しているリアルタイムステーションの数に基づいてシーケンス番号を推定するためのモジュールと
を備える装置が提供される。
【００３２】
このようにして、本発明の一実施形態に基づくスケジューリングを実行する装置を実装することができる。
【００３３】
一実施形態によれば、無線ネットワークにおいてトラフィックのスケジューリングを実行するリアルタイムステーションであって、前記ネットワークは、リアルタイムトラフィックを送信しようとするリアルタイムステーションと、ベストエフォートトラフィックを送信するベストエフォートステーションとを含むものであり、
プライマリリアルタイムステーションが周期的に送信するリアルタイムアクセスマーカを受信して、それによりラウンドを定めるモジュールと、
前記ネットワーク内でリアルタイムトラフィックを送信しようとする前記リアルタイムステーションに対してシーケンス番号を割り当てるモジュールと、
前記ステーションに割り当てられたシーケンス番号に基づいて、ラウンドが開始してから前記ステーションがパケットを送信するまでの固定されたバックオフ時間を定めて、それによりリアルタイムパケットが異なるリアルタイムステーションにより送信される順番を定めるためのモジュールと、
リアルタイムトラフィックを送信しようとするステーションが、所定の時間にわたってトラフィックをオーバーヒアリングするためのモジュールと、
前記オーバーヒアリングの結果、前記ステーションが、リアルタイムアクセスマーカを送信しているプライマリステーションが既に存在していると判断した場合には、前記リアルタイムステーションが、既にリアルタイムトラフィックを送信しているリアルタイムステーションの数に基づいてシーケンス番号を推定するためのモジュールと
を備えるリアルタイムステーションが提供される。
【００３４】
このようにして、本発明の一実施形態のスキームに基づいて、自己のパケットをスケジューリングするリアルタイムステーションを実装することができる。
【００３５】
一実施形態によれば、本発明の一実施形態に基づく方法のステップをコンピュータに実行させるコンピュータプログラムコードを含むコンピュータプログラムが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明の実施形態について説明する前に、以下の説明で用いる用語について明確にする。
・ＡＣＫ（Acknowledgement）：確認応答
・ＢＥ（Best-Effort）：ベストエフォート（本願のコンテクストでは８０２．１１トラフィックを指す）
・ＭＡＣ（Medium Access Control）：媒体アクセス制御
・ＮＡＶ（Network Allocation Vector）：ネットワークアロケーションベクトル
・ＱｏＳ（Quality of Service）：サービス品質
・ＲＡＭ（Real-time Access Marker）：リアルタイムアクセスマーカ
・ＲＴ（Real-Time）：リアルタイム
・ＳＩＦＳ（Short Inter-frame Space）：最短のフレーム間隔
・ＡＩＦＳ（Arbitrary Inter-frame Space）：任意のフレーム間隔
【００３７】
一実施形態によれば、ｎ個のステーションを有するネットワークが存在する。そのうちのｎｒｔ個のステーションは、本発明の一実施形態に基づくプロトコルまたはメカニズムを用いて送信するリアルタイム（ＲＴ）トラフィックを有している。ｎｂｅ＝ｎ−ｎｒｔ個のステーションは、ベストエフォート（ＢＥ）トラフィックを送信するレガシー８０２．１１ステーションである。ｎ個全てのステーションは同じコリジョンドメイン内にあり、チャネルのアクセスに関して競合する。一般性を損なうことなく、全てが共通の宛先、例えばホットスポットのアクセスポイント（ＡＰ）に送信する状況について説明する。しかしながら、アドホックなシングルコリジョンドメインネットワークにおいても変更することなく同じプロトコルまたはメカニズムを使用することができる。
【００３８】
図２を参照して本発明の実施形態の基本的な特徴を説明する。
【００３９】
図２から分かるように、周期的ラウンド（periodic round）（所定の時間長を有する時間フレーム）が存在する。この周期的ラウンドは、リアルタイムアクセスマーカ（以下、ＲＡＭとも呼ぶ）と呼ばれるビーコン信号またはパケットによって定まる。このＲＡＭは、ある（プライマリ）リアルタイムステーションにより周期的に送信されるものであり、それによりパケットを送信できる時間である「ラウンド」が定まる。ある意味において「ラウンド」は、定められた構造が内在する「仮想フレーム」と見なすことができる。言い換えると、「ラウンド」は、定められた繰り返しパターンまたはシーケンスにリアルタイム伝送が従う時間間隔であると言うことができる。
【００４０】
実施の一形態によれば、様々なリアルタイムステーションからのパケットがあるリアルタイムステーションにより送信又は転送される（少なくともある程度は「固定」された）送信スケジュールが設定される。これは、図２において系列Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄで示されている。つまり、最初にステーションＡからパケットが送信され、次いでステーションＢからパケットが送信され、続いてステーションＣからパケットが送信され、そしてステーションＤからパケットが送信される。この系列は、例えば図２の右側に示されている第２ラウンドにおける系列Ａ−Ｂから分かるように、「ラウンド」の開始に関しては固定される。
【００４１】
本発明の実施の一形態によれば、リアルタイムパケットのためにリザーブされたＲＴスロットが、（例えば図２のパケットＢに示すようにサイレンスサプレッションにより）このＲＴスロットに対応するステーションによってスキップされる場合には、後続のステーション（ここではステーションＣ）がこのＲＴスロットを引き継ぐ。
【００４２】
図３に示されている本発明の実施の一形態によれば、２つのＲＡＭの間の時間（ラウンド）は２つの部分に分割される。１つはリアルタイム（ＲＴ）伝送のための部分であり、もう１つはベストエフォート（ＢＥ）トラフィックのための部分である。
【００４３】
実施の一形態によれば、ＲＴステーション間の公平性を確保するため、またＢＥトラフィックを枯渇から保護するために、ＲＴステーションは所与の間隔（「ラウンド」）においてプライオリティの高いただ１つのＲＴスロットを用いる。そのステーションからの同じラウンドにおける別のＲＴパケットは、（ＢＥトラフィックと公平に競合するための）ＢＥ（ベストエフォート）プライオリティを取得する。このようなパケットはＢＥ−ＲＴ（best-effort real-time）と表すことができ、図３にこのようなパケット（パケットＣの上にあるパケットＡ）が示されている。
【００４４】
上記実施形態の特徴をまとめると次のようになる。
・保証されたアクセスプライオリティを取得するため、リアルタイムステーションはステーション間で送信スケジュール又は順番を分散させたやり方で設定する。
・ノード間のラウンド及びスケジュール同期に対処するため、「プライマリ」ステーションは周期的なＲＡＭ（reserved access marker）を送信する。
・ＢＥ（８０２．１１）ステーションとの衝突を避けるために、リアルタイムステーションは、いずれかのＢＥ（８０２．１１）ステーションがチャネルをつかむよりも前に、（現在送信しているＲＴステーション数に基づくシーケンス番号に基づいて）、より高いアクセスプライオリティを取得することにより送信する。
・あるリアルタイムステーションがリザーブされた送信ＲＴスロット（図２におけるＢ）をスキップするとき、リザーブされた空のＲＴスロットを（例えばサイレンスサプレッションで音声コーデックを使用するとき）再利用するために、後続のステーションがそのＲＴスロットを引き継ぎ、ＢＥステーションのためにスペースを空ける。
・ＢＥトラフィックを枯渇から保護するため、ＲＴステーションは所与の区間においてプライオリティの高いただ一つのＲＴスロットを使用し、そのステーションからの同じラウンドにおける別のＲＴパケットはＢＥプライオリティのみを取得する。
【００４５】
上述した特徴及びメカニズムは、完全な下位互換性を維持しながら実現することが可能である。つまり、本発明の実施形態によるリアルタイムステーションと共存する８０２．１１ステーションに対する要件には一切変更がない。リアルタイムステーションは、ＢＥステーションにとっては透過的（transparent）で、かつ例えば８０２．１１ｅヘッダのＴｏＳフィールドにおいてＲＴパケットとして特定される「通常の」パケットを送信することができる。ＲＴパケットとして特定することでプライマリステーションはアクティブなＲＴステーションのリストを容易に更新することができる。さらに、ＲＡＭパケットも「通常の」８０２．１１パケットとすることができる。その結果、互換性を失いかねない特別な処理は一切必要とされない。
【００４６】
次にいくつかの更なる実施形態を説明する。
【００４７】
まず自立的な（self-organizing）セットアップ段階について説明する。
【００４８】
リアルタイムステーションは、リアルタイムパケットの送信を開始する前に、所定の時間にわたってチャネルをオーバーヒアリング（ｏｖｅｒｈｅａｒｉｎｇ）する。この時間内にＲＡＭを受信しない場合には、そのリアルタイムステーションは、リアルタイムセッションを開始する最初のステーションである。以下、このステーションをプライマリステーションと呼ぶ。
【００４９】
プライマリステーションは、全てのＲＴステーションに対して新しいラウンドの開始を一斉に知らせるために、ＲＡＭパケットをＴ秒毎にブロードキャストする必要がある。ＲＡＭは高いプライオリティで送信される。例えば、ＳＩＦＳ（Short Inter Frame Space）、及び１つのＩＥＥＥ８０２．１１タイムスロットのバックオフ時間ｔｓｌｏｔまたはｔ_ｓｌｏｔの後に送信される（例えば８０２．１１ｂの場合、ｔｓｌｏｔ＝２０μｓであり、ＳＩＦＳ＝１０μｓである）。これにより、ＲＡＭは常に最高のプライオリティが与えられ、ＲＡＭのポジションを占有できるベストエフォートパケットがないことが保証される。この結果、ラウンドの時間（２つのＲＡＭの間の時間により定まる）は一定であることが保証される。
【００５０】
プライマリステーションは、新たなリアルタイムステーションが加入する時を認識するためにチャネルに継続的をオーバーヒアリングする。本発明の実施の一形態によるリアルタイムステーションのパケットは、例えばＩＰ  ＴｏＳ（type of service：サービスのタイプ）によって特定される。このため、プライマリステーションは、全てのアクティブなリアルタイムステーションのテーブル（それらのＭＡＣアドレスと、シーケンス番号ｉ（これについてはより詳しく後述する）と、それらが送信することを許されたパケットの数と、それらのリアルタイムパケットに必要な送信時間とを含む）を管理することができる。加えて、本発明の実施の一形態によれば、それぞれのリアルタイムステーションの最後のリアルタイムパケットの送信時刻が格納される。好ましくは、他のステーションもそれらがプライマリステーションとなる場合のために斯かるテーブルを管理する必要がある（このようなケースは後でより詳しく説明する）ことに留意されたい。プライマリステーションは、リアルタイムステーションの数ｎｒｔと、各ＲＴステーションが送信することを許されたパケットの数と、ＲＡＭによって定まるラウンド毎に全てのリアルタイムパケットを送信するために必要な全送信時間ｔｔｏｔとについての情報をブロードキャストする。全てのリアルタイムステーションがパケットを送信する場合、図４に示しているように、必要な全送信時間は以下の式で与えられる。
【数１】
2008245283.tif 000003
【００５１】
ＲＡＭ（ｔｒａｍ）、データパケット（ｔｄａｔａ，ｉ）、及びＡＣＫ（ｔａｃｋ）の送信時間は現在のチャネルレートに依存し、従って変化し得る。
【００５２】
従来の８０２．１１機器との互換性を維持するため、本発明の実施の一形態によれば、ＲＡＭは具体的情報がペイロードに含まれた通常の８０２．１１データフレームである。これはブロードキャストで送信されるので他のステーションは確認応答（acknowledge）をしない。
【００５３】
従来のステーションは時間間隔（「ラウンド」）について認識しておらず、ラウンドの終了前にパケット送信が終わらないことがあり、そのときは時間ΔＴの間次のラウンドを費やす（take over）。この場合、プライマリステーションはＲＡＭをΔＴだけ遅れて送信することになり、この遅延時間を埋め合わせるために時間Ｔ−ΔＴ（ＢＥトラフィック時間を短くする）後に次のＲＡＭをスケジュールする。このため、平均すれば時間Ｔは一定のままである。しかしながらこれは完全なラウンドＴをリアルタイム送信に独占的に使用することができないことを意味する。それ故、フラクション（fraction）ｔｇｕａｒｄがＴの実際の長さの変動を許すためにリザーブされないままに維持されなければならない。これによりラウンドは効果的に２つの部分に分割される。１つはリアルタイムパケットの送信が許される部分であり、もう１つはベストエフォート送信のために確保される部分である。最悪の場合、ベストエフォートステーションはラウンドが終了する直前にデータパケットの送信を開始し、ｔｇｕａｒｄはチャネルレート、最大パケットサイズ、及びＴに応じて適切に設定する必要がある。ｔｇｕａｒｄを用いることの別のポジティブな副次的効果は、ＲＴステーションが全チャネル容量を使用しないこと、つまりＢＥステーションが枯渇しないことである。
【００５４】
次に順番設定とアドミッション制御のメカニズムについて説明する。
【００５５】
リアルタイムステーションが加入を望み、そして、それがプライマリステーションではない場合には、まずＴにおける十分な送信時間がリアルタイムパケットを収容するのに十分利用可能かどうかをチェックする必要がある。
【００５６】
実施の一形態によれば、
【数２】
2008245283.tif 000004
であって、ここで、
・ｔｔｏｔ＝既に述べた、必要な全送信時間
・ｔｇｕａｒｄ＝ベストエフォートトラフィックを確保するためのガード時間
・２ＳＩＦＳ＝２×ＳＩＦＳ（short interframe space）
・ｔｓｌｏｔ＝使用されるＩＥＥＥ８０２．１１の改良版（例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ）で定められたタイムスロット
・ｔａｃｋ＝ＭＡＣ確認応答の送信時間
・ｔｄａｔａ＝データ送信時間
である場合には、リアルタイムステーションは参加が認められる。それ以外の場合、リアルタイムパケットの送信を控え、ＢＥプライオリティを使用して競合する。これは、それまでにリザーブされた時間（ｔｔｏｔ＋ｔｇｕａｒｄ）＋加入を望むステーションの送信に必要な時間が、ラウンド時間Ｔを超えないかどうかを効率的にチェックする自立型アドミッション制御である。
【００５７】
次に、本発明の実施の一形態に基づいてシーケンス番号がどのように割り当てられるかについて説明する。プライマリステーションはシーケンス番号１を持つ。加入した新たなリアルタイムステーションは、既にプライマリステーションによりＲＡＭにおいて通知されたリアルタイムステーションの総数ｎｒｔに単純に１を足すことによって、自己のシーケンス番号ｉ（ｉ＝１，２，．．．）を取得する。シーケンス番号ｉを有するリアルタイムステーションは、キュー内の最初のパケットに対して非ランダムバックオフ時間ｔｂａｃｋ，ｉ＝（ｉ−１）ｔｓｌｏｔを選択する。キュー内のその他のパケットに付与されたバックオフ値は、ステーションがＲＴ時間の間に送信することを許されたパケットの数に到達するまで１だけインクリメントされる。いま述べた方法でバックオフを選択すれば所与の送信シーケンスが得られ、リアルタイムステーション同士の衝突が避けられる。しかしながら、２つのステーションが同じ時間に参加し、このため同じバックオフを選択する確率は小さいながらも存在する。これは衝突（ＡＣＫがないことにより検出される）につながる。このコンフリクトを解決するため、衝突する２つのステーションは、再び加入を試みる前に時間ｒＴ（ｒは１と１０の間のランダムな整数である）だけ待機する。
【００５８】
既に言及したように、実施の一形態によれば、各ＲＴステーションはＲＴ時間の間にＲＴスロットを１つだけ（ｍ＝１のケース）の代わりにｍ個のＲＴスロットをリザーブすることが許される。この場合にはプライマリステーションは、全てのＲＴステーションのシーケンス番号をステーション毎のリザーブされたＲＴスロットの数と共に通知する。ある特定のステーションＳＴＡｉによって選ばれたバックオフＡＩＦＳ_ｉは、送信キューで待機する正に最初のパケットに適用される。このＳＴＡｉが送信することを許された残りの（ｍ−１）個のパケットは、漸増するバックオフＡＩＦＳ_ｉ＋１、ＡＩＦＳ_ｉ＋２、．．．、ＡＩＦＳ_ｉ＋（ｍ−１）を取得する。このようにして、リザーブされた異なる数のＲＴスロットを割り当てることにより、様々なステーションの様々なスループット要件を扱うことが可能となる。
【００５９】
次に再利用及び下位互換性について説明する。
【００６０】
あるリアルタイムステーションがＲＡＭを（送信または）受信すると、１つのリアルタイムパケットを送信することを許される。ＲＡＭを受信したときにリアルタイムパケットが既にバッファで待機している場合には、リアルタイムステーションはチャネルがＡＩＦＳ（＝ＳＩＦＳ＋ｔｓｌｏｔ）時間の間だけアイドル状態になった後にバックオフのデクリメントを開始する。別のリアルタイムステーションが送信している場合には、チャネルが再びアイドル状態になるまでバックオフは据え置かれる。このため、ＲＡＭを受信したときに全てのリアルタイムステーションがそれらのバッファにパケットを有する場合、任意の連続する２つのリアルタイムパケットはそれらの間のアイドル時間ＡＩＦＳで送信されている。この様子を図４に示している。この図から、連続するＲＴパケットの間の時間はＳＩＦＳ＋ｔｓｌｏｔであることが見て取れる。同じＲＴステーションによって生成されたパケットにも同じことが言える。
【００６１】
図５は、ステーションＡから２つのパケット、ステーションＢ〜Ｄから１つのパケットがバッファ内で待機しており、パケットＢがスキップされる場合の、ＲＴスロットの再利用を示している。パケットＣがステーションＢの代わりにその場所を占め、パケットＤがパケットＣに対してリザーブされた場所を占めることが見て取れる。
【００６２】
リアルタイムステーションがＲＡＭを受信したときに準備のできたパケットを持たない場合、その順番をスキップする。このとき次の順番のステーションが、その前の送信の後、ＡＩＦＳ＋ｔｓｌｏｔのアイドル時間を置いて、次に送信する。これは、予定されたパケットがスキップされたこと、従って次のパケットがそのバックオフを減らしてその役割を引き継ぐことができることを実際に決定したことが検出されなければならない追加のアイドル時間ＳＩＦＳ＋ｔｓｌｏｔを除いて、次のパケットがその前のパケットのためにリザーブされたＲＴスロットを実際に引き継ぐことを意味する。一般に、１パケット／ラウンドを送信する権利を持つｋ個の連続するステーションがＲＡＭ後にＲＴパケットを送信することを控える場合、２つのパケットの間のアイドル時間はＳＩＦＳ＋ｋ・ｔｓｌｏｔになる。言い換えると、最初のパケット（シーケンス番号１で、プライマリステーションの後、最初にＲＴトラフィックに加入したステーションを送信元とするパケット）は、１ｔｓｌｏｔに相当する１つのバックオフを有し、シーケンス番号２（プライマリステーションの後に第２番目にＲＴトラフィックに加入したステーションを送信元とする）の次のパケットは２ｔｓｌｏｔのバックオフを有する。以下、同様である。受信したＲＡＭの後にアイドルスロットが検出される毎に、転送されるバッファ内で待機しているパケットは、そのバックオフがゼロに達して送信が可能となるまで、そのバックオフを減らす。その結果、アイドル時間は最大アイドル時間ＡＩＦＳ＋ｋ・ｔｓｌｏｔに達する。
【００６３】
このアイドル時間は、大きなｋ（またはｎｒｔ）に対してレガシー８０２．１１ステーションのＤＩＦＳ（ＡＣＫとＢＥパケットの間の最小時間に対応する）より長くなることがある。これは、最大のアイドル時間がＤＩＦＳより大きく、この結果、ＲＴパケットがまだバッファ内で待機している間にＢＥステーションがアイドルなＲＴスロットの１つに飛び込む可能性があるために、ＲＴステーションとＢＥステーションとの間に衝突が起きる。これを避けるために、図６Ａ及び図６Ｂに示している本発明の実施の一形態によれば、ＲＴスロットを引き継ぐ可能性があるＢＥパケットは、リアルタイム送信に対する有効なシーケンス番号を持つリアルタイムパケットがもはやバッファで待機しているものがないことが明らかになるまで、しばらく待機すべきであることを通知される。そのため、本発明の実施の一形態によれば、最大のシーケンス番号を持つものを除いた全てのリアルタイムステーションは、それらのパケットにおける（レガシー８０２．１１ステーションのネットワークアロケーションベクトルＮＡＶを設定するための）時間フィールドを2SIFS+tack+(nrt-station_index+1)tslotに設定する。このようして、各ＲＴステーションがただ１つのＲＴスロットをリザーブしている状況では、リアルタイムパケットにおける時間フィールドは、ベストエフォートパケットが当該またはその次のリアルタイムパケットに対してリザーブされたＲＴスロットを捕捉することができることが避けられるような時間に設定することができる。ステーションが２つ以上のＲＴスロットをリザーブしているケースでは、2SIFS+tack+ tslot * ( Total Number of RT Slots Required - (SUM(RT_slots_required_by_STA_i, for = 1 to (station_index -1) ) + number_of_packets_already_transmitted_by_sta_index in current round)+ 1 )のような式がパケット単位で適用され、少し複雑になる。これは、インデックスｉを有するステーションとその後続の全てのステーション（最大インデックスを持つステーションまでのインデクスを有する）とに対してリザーブされたＲＴスロットに対して、それらはＢＥパケットによって引き継がれることをこのようにして防止することができることを意味する。ｔｓｌｏｔはＲＴパケットに対してリザーブされたＲＴスロットより一般にずっと短い８０２．１１スロットの長さであるという点に留意すべきである。言い換えると、１つのＲＴスロットは、一般に多数の８０２．１１時間スロット（ｔｓｌｏｔｓ）と同等である。さらに、ＲＴスロットの総数は、SUM(REQUIRED_SLOTS BYSTA_i, for i=1 to nrt)によって与えられることに留意すべきである。ここでｎｒｔはリアルタイムステーションの数である。各ＲＴステーションがただ１つのＲＴスロットを必要とする場合、ｎｒｔは必要とされるＲＴスロットの総数に等しい。ＲＴステーションが２つ以上のＲＴスロットを必要とする場合、プライマリステーションはＲＡＭでＲＴステーションの数を送信するだけでなく、リザーブされたＲＴスロットの総数も送信して、ＲＴステーションがバックオフを正しく決定することができるようにする。
【００６４】
このため、ベストエフォートステーションは、パケットをバッファに有する全てのリアルタイムステーションが送信し終わるまで送信を控える。また、時間フィールドは、ＲＡＭにおいてＳＩＦＳ＋（ＲＴスロットの総数＋１）ｔｓｌｏｔに設定する必要がある。時間フィールドはリアルタイムステーションによって無視される。言い換えると、リアルタイムアクセスマーカ（ＲＡＭ）における時間フィールドは、ベストエフォートステーションがリアルタイムステーションに割り当てられたＲＴスロットを引き継ぐことを避けるために、全てのリアルタイムステーションの累積したバックオフ時間に相当する時間に設定される。
【００６５】
次に本発明の実施の一形態に基づいてＢＥトラフィックとＲＴステーション同士の間の公平性をどのように確保するかについて説明する。
【００６６】
ステーションは、連続する２つのＲＡＭの間（「ラウンド」の間）はいつでもアプリケーション層からリアルタイムパケットを受信することができる。（所与のステーションの）ラウンド内の最初のｍ個のパケットは、既に述べたように、例えばそのステーションが単一のＲＴ時間の間に送信することを許されたパケットの数ｍまで昇順にバックオフ（ＡＩＦＳ_ｉ，ＡＩＦＳ_ｉ＋１，ＡＩＦＳ_ｉ＋２，．．．）を割り当てることによって、高いプライオリティが割り当てられる。しかしながら、（同じステーションの）第（ｍ＋１）番目が同じラウンドの間に到着する場合、それは次のＲＡＭまでキューに入れられるかまたはＢＥと同じ条件で競合する（図７参照）。このような「降格（degrade）した」パケットを、以下、ＢＥ−ＲＴパケットと呼ぶ。新たなＲＡＭを検出すると、待機しているＢＥ−ＲＴパケットを持つステーションは、それをそのＲＴ時間内で送信できるように高いプライオリティに「昇格」し戻される（promote back）。ＢＥ−ＲＴパケットを昇格させる利点は次のようなものである。
・同じフローのパケットがＭＡＣ層で再度オーダーされることを避ける
・ＢＥ−ＲＴパケットが送信されるのを待機するキュー内のＲＴパケットを遅らせない。
【００６７】
本発明の実施の一形態によれば、ＲＴステーションは間隔毎にｍ個のＲＴパケットのみを送信することが許される。他のＲＴパケットは８０２．１１ステーションと等しく競合するためにＢＥ−ＲＴプライオリティに「降格」される。
【００６８】
ｍ個のＲＴパケットがあるステーションによって送信されることを認めることによって、異なるステーションに対する異なるスループット要件の問題に対応することができる。本メカニズムは、３つのＲＴステーションが単一のＲＴスロット又はフレームを送信することと、単一のＲＴステーションが３つの連続するＲＴスロット又はフレームを送信することとが（系統的な観点から）同等であるという考え方に基づく。
【００６９】
これは、あらゆるＲＴステーションに異なる連続するバックオフを使っていくつもの（ｍ個の）連続するＲＴスロットを「リザーブ」させることによりシンプルに実行することができる。これについて具体例を使って説明する。例えば、ｍ＝３の連続するパケットを送信する権利を持つステーションＡを考える。ＦＩＦＯキュー内の最初のパケットに対して付随するバックオフ値はＡＩＦＳ_Ａ、ＦＩＦＯキュー内の第２のバックオフ値に対してはＡＩＦＳ_Ａ＋１＊ｔｓｌｏｔ、ＦＩＦＯキュー内の第３のパケットに対してはＡＩＦＳ_Ａ＋２＊ｔｓｌｏｔである（以下同様）。すなわち、ステーションＡのパケットは、Ａがその３つのＲＴスロットを全て使用する場合にはパケット送信間隔ＡＩＦＳ_Ａで送信される。
【００７０】
プライマリステーションの側で、ビーコンでアナウンスされる「ＲＴスロットの数」を適宜増加させ、それにより新たに入ってくるＲＴステーションは、適切な新しいバックオフ値を選ぶことができる。プライマリステーションは、プライマリステーションが取り扱うアドレスのリストにないアドレスを有するステーションからの（８０２．１１ヘッダにおいて新たなタイプのパケットとして特定される）ＲＴパケットをオーバーヒアリングすることにより、新たに加入したステーションを検出する。また、プライマリステーションは、この新たなステーションに付随した値ｍを、この新たなステーションによって送信された連続する複数のＲＴパケットをオーバーヒアリングすることにより検出する。次のビーコンから、プライマリステーションは、シーケンス番号とＲＴスロット又はラウンドの数についての各ステーションへの通知を開始する（ＲＴスロットはパケットを送信する留保された権利と同等であり、従ってＲＴスロットは固定された時間長を持たないと解する）。
【００７１】
それゆえ、ＲＴステーションからの（降格（downgrade）される）「追加的又は過剰な」ＲＴパケットは、パケットが１パケット又はフレームの代わりにｍパケット又はフレームを超える程度を表す。例えば、同じステーションＡが関連付けられた値ｍ＝３を有する場合、ステーションＡは単一フレームで最大３ＲＴパケットまで送信することが許される。もしそれが時間フレームの始まりに４パケットを有する場合には、ＲＴ時間の間に３パケットを送信するが、第４番目のパケットは、ベストエフォート（ＢＥ）時間の間、従来の８０２．１１のプロシージャに従ってチャネルアクセス権について競合する。
【００７２】
次に、予約を解除するためのメカニズムについて説明する。
【００７３】
リアルタイムステーションがセッションを終了した場合、既にリザーブされたリソースはリリースされなければならない。ステーションが時間ｐＴ（ｐは全てのステーションで有効な所定の整数、例えば１００）の間にリアルタイムパケットを送信しなかった場合には、プライマリステーションはリアルタイセッションを終了したものと見なす。プライマリステーションは、次にその他のリアルタイムステーションに対して次のＲＡＭにおいてこの事実について離脱したステーションのシーケンス番号と一緒に知らせる。続いて、より大きいシーケンス番号を持つ全てのリアルタイムステーションは、キューにおいてそれらの最初のパケットの非ランダムバックオフを１だけデクリメントすることができる。
【００７４】
ステーションが、そのリアルタイムセッションをまだ終えていないにもかかわらず、ｐＴよりも長い時間、リアルタイムパケットを送信しなかった場合、そのステーションは既に述べたように次のリアルタイムパケットを送信する前に加入し直す必要がある。代わりに、キープアライブメッセージ（ペイロードなしのリアルタイムパケット）をそのインアクティブ時間内に（ｐ−１）Ｔの間隔で送信することができる。
【００７５】
プライマリステーションがそのリアルタイムセッションを終えたいとする場合、まだブロードキャストする予定の残っているＲＡＭの数を最後のｊ（例えば１０）個のＲＡＭに加える。この結果、他のリアルタイムステーションは、シーケンス番号をデクリメントしなければならない時を知る。さらに、シーケンス番号２を持つリアルタイムステーションは、このときプライマリステーションの役割を引き継がなければならない時を知る。
【００７６】
次に本発明の実施形態に基づくリアルタイムステーションとスケジューリングメカニズムのいくつかの特徴をまとめる。時間長Ｔの単一ラウンドまたは時間フレームは２つの時間、すなわち、（１）リアルタイムパケットのために保証された時間と、（２）ベストエフォートトラフィックのための従来の８０２．１１コンテンションベースの時間（ベストエフォート型リアルタイムパケットによって使用されることもある）とに分割できる。この時間フレーム構造は、あらゆるリアルタイムステーションｉが少なくともｍｉ個のデータパケットをＴ秒毎に送信できることを保証する。ネットワークが単一のコリジョンドメイン内にｎｒｔ個のリアルタイムステーションとｎｂｅ個のベストエフォートステーションとを含み、チャネルのエラーがないとして、パケットの衝突が存在しない、つまり２つ以上のステーションによる同時送信がなければ、それらの全ては互いに完全な状態でオーバーヒアリングすることができる。
【００７７】
本発明の実施の一形態によるリアルタイムステーションは、以下の特性を共有する。
１．ネットワーク初期化段階において、あらゆるリアルタイムステーションは受信したＲＡＭから他のリアルタイムステーションの数ｎｒｔとそれらのステーションの各々が送信することを許されたパケットの数とを取得し、またはその最初のパケットを送信する前にそれ自身でプライマリステーションを選択する（つまりｎｒｔがゼロだった）。新たなリアルタイムステーションは、そのシーケンス番号（ｉ＝ＲＴスロットの総数＋１）に基づいて非ランダムバックオフ値ｔｂａｃｋ，ｉ＝（ｉ−１）ｔｓｌｏｔを選択する。
【００７８】
リアルタイムステーションがＲＡＭを受信する際にそのバッファ内に待機しているパケットを有する場合、チャネルがＳＩＦＳ後にアイドル状態になっている間にそのバックオフのカウントダウンを開始する。このため、全てのＲＴステーションがＲＡＭを受信する際にそれらのバッファ内に待機している１つのパケットを有する場合、連続する２つのＲＴパケットの間のアイドル時間は１ｔｓｌｏｔである。その他の場合、ラウンド当たり１つのパケットを送信することを許されたｋ個の連続するステーションが、ＲＡＭ後にＲＴパケットの送信を控える場合、２つのパケットの間のアイドル時間はＳＩＦＳ＋ｋ・ｔｓｌｏｔになる。
【００７９】
２．ＲＴステーションは８０２．１１パケットヘッダ内の時間フィールドを無視する。
【００８０】
３．ステーションがラウンド内で最初のパケットを送信するとき、そのステーションはその時間フィールドを、2SIFS+tack+tslot*(1+SUM(i*Number of RT Slots Required_i, from i=my_station_index to i=last station index))tに設定してレガシー８０２．１１ステーションがリアルタイム期間の間にバックオフカウンタを減らさないようにする。結果として、時間フィールドは非リアルタイムステーションによってそれらのＮＡＶを設定すると考えることができる。
【００８１】
４．許されたｍ個のパケットが現在のラウンドまたは時間フレーム内において既に送信されており、送信バッファ内に１つ以上のパケットが存在する場合、これらのリアルタイムパケットをＴにおける次のＲＡＭまでベストエフォート期間内に送信することを試みる。新たなＲＡＭをオーバーヒアリングすると、キュー内の次のｍ個のベストエフォートリアルタイムパケットはリアルタイムクラスに昇格する。
【００８２】
本発明は実施の一形態として次のような特徴を有する。
・ＲＴスロットの再利用のために（タイマとして）固定されたバックオフを使用し、ＢＥトラフィックにより多くの「スペース」を与える。
・ＮＡＶを利用して時間とともに８０２．１１ステーションをプッシュして任意数のＲＴステーションに対するリアルタイムスケジューリングを可能にする。
・プライマリステーションを検出し、または既存のＲＴ通信をオーバーヒアリングすることによって、バックオフを連続的に選択して、分散スケジューリングを可能にする。
・プライマリステーションの選択。
・パケットの「降格」（過剰な場合）及び「昇格」（新たな周期的ラウンドがスタートする場合）によって、ＢＥトラフィックを枯渇させない。
【００８３】
図８は、本発明の実施の一形態によるメカニズムの働きのフローチャートである。最初にアプリケーションからパケットを受信し、それがＲＴパケットではない場合、それはＢＥモードで転送される。
【００８４】
既にプライマリステーションが存在する場合、存在するＲＴステーションの数とＲＴスロットの総数とをＲＡＭから通知され、アドミッションチェックの結果、更なるＲＴステーションを受け入れるのに十分な時間が存在すると判断した場合には、シーケンス番号が適宜（１のインクリメントを使って）選ばれる。受け入れられなければ、パケットはＢＥモードで転送される。
【００８５】
新たなパケットがそのラウンドの最初のパケットでない場合、それはＢＥパケットとして競合する。最初のパケットの場合には、時間フィールドはＢＥパケットをプッシュするように設定され、バックオフが順番（シーケンス番号とそれまでにリザーブされたＲＴスロットの数）に基づいて選ばれる。
【００８６】
降格したパケットが送信できなかった場合、再び昇格し、順番が再び設定される。
【００８７】
ＲＡＭを待機してタイムアウトになる場合、順番が減じられる。その結果１に達したら、そのステーションは新たなプライマリステーションとなる。
【００８８】
上記の実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、あるいはハードウェアとソフトウェアとの組み合わせによって実施することができることは当業者であれば理解できよう。本発明の実施形態に関連して説明したモジュール及び機能は、全体的または部分的に、本発明の実施形態に関連して説明した方法の通りに動作するように適切にプログラムされたマイクロプロセッサまたはコンピュータによって実現することができる。本発明の実施形態を実現する装置は、例えば、本発明の実施形態で説明したリアルタイム送信を実行することが可能なように適切にプログラムされたネットワークにおけるノードその他の構成要素を含む。
【００８９】
本発明の実施の一形態として、データキャリアに格納されるか、あるいは他の方法で記録媒体もしくは伝送リンクといった何らかの物理的手段によって具現化されたコンピュータプログラムであって、上記実施形態に従ってコンピュータを動作させることを可能にするコンピュータプログラムが提供される。
【００９０】
本発明の実施形態は、例えばネットワークのノード若しくはネットワークの他のエンティティであって上述したトラフィックスケジューリング機構に従って動作するようにプログラムされたものによって実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１Ａ】従来技術によるスケジューリング方法の説明図である。
【図１Ｂ】従来技術による図１Ａのスケジューリング方法の問題点の説明図である。
【図２】本発明の実施形態によるスケジューリング方法の説明図である。
【図３】本発明の実施形態によるスケジューリング方法の説明図である。
【図４】本発明の実施形態によるスケジューリング方法における時間フレーム構造の一例を示す説明図である。
【図５】本発明の実施形態によるスケジューリング方法におけるＲＴスロットの再利用の説明図である。
【図６Ａ】本発明の実施形態によるスケジューリング方法における時間フレーム構造の一例を示す説明図である。
【図６Ｂ】本発明の実施形態によるスケジューリング方法におけるＢＥパケットのプッシングの説明図である。
【図７】本発明の実施形態によるスケジューリング方法における時間フレーム構造の一例を示す説明図である。
【図８】本発明の実施形態によるスケジューリング方法のフロー図である。
【図１Ａ】
2008245283.tif 000005
【図１Ｂ】
2008245283.tif 000006
【図２】
2008245283.tif 000007
【図３】
2008245283.tif 000008
【図４】
2008245283.tif 000009
【図５】
2008245283.tif 000010
【図６Ａ】
2008245283.tif 000011
【図６Ｂ】
2008245283.tif 000012
【図７】
2008245283.tif 000013
【図８】
2008245283.tif 000014
【外国語明細書】
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