(57)【要約】      （修正有）【課題】  各送信許可の占有が複数のデータ・ストリームによる送信に対するものである場合に、個々のデータ・ストリームのＱｏＳ要件を確保する。【解決手段】複数のステーションと無線媒体を介して通信するアクセス・ポイントとを有する無線ネットワークの、競合を基礎とする媒体アクセス方式で、データ・ストリームを送信するための方法を提供する。本方法では、選択的競合期間を２つの期間に分け、占有権を競争によって争う期間と、勝利したステーションが占有を予約できる期間を設ける。【選択図】図１
2004248263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のステーションと無線媒体を介して上記ステーションに通信するアクセス・ポイントとを有する無線ネットワークを通じて、競合を基礎とする媒体アクセスのために無線媒体を介してデータ・ストリームを送信するための方法であって、
（ｉ）ステーションが選択的競合期間においてデータ・ストリームを送信するための無線媒体占有を求めてステーション間で競合を実行することと、
（ｉｉ）競合の後に競合に勝利したステーションからデータ・ストリームを送信することを含み、
上記選択的競合期間は２つの区別的な期間、即ち、
（ａ）ステーションによるデータ・ストリーム送信のための無線媒体占有を求めて複数のステーションが競合する競合媒体占有期間と、
（ｂ）競合に勝利したステーションのために無線媒体占有予約が予めスケジュールされる予めスケジュールされた媒体占有期間と
に分割されることを特徴とする方法。
【請求項２】
複数のステーションと無線媒体を介して上記ステーションに通信するアクセス・ポイントとを有する無線ネットワークを通じて、競合を基礎とする媒体アクセスのために無線媒体を介してデータ・ストリームを送信するための方法であって、
（ｉ）選択的競合期間の予めスケジュールされた媒体占有期間内に、ステーション用に予めスケジュールされた無線媒体占有予約に従ってステーションからデータ・ストリームを送信することと、
（ｉｉ）選択的競合期間の競合媒体占有期間内でのみ、競合に勝利したステーションがデータ・ストリームを送信するための無線媒体占有を求めてステーション間で競合を実行することと、
（ｉｉｉ）競合の後に競合に勝利したステーションからデータ・ストリームを送信することと、
（ｉｖ）次の選択的競合期間の予めスケジュールされた媒体占有期間内に競合に勝利したステーションが送信するための無線媒体占有予約を予めスケジュールすることを含む方法。
【請求項３】
アクセス・ポイントは、競合媒体占有期間の開始期間に関する情報を含むビーコン信号を各ステーションに送信し、これによりステーション間の選択的競合が実行される請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
ビーコン信号と、予めスケジュールされた媒体占有期間と、競合媒体占有期間とは選択的競合期間において順次供給される請求項３に記載の方法。
【請求項５】
選択的競合期間の競合媒体占有期間においてステーションが勝利すると、競合に勝利したステーションのための持続期間を有する無線媒体占有予約は次の選択的競合期間の予めスケジュールされた無線媒体占有予約内で予めスケジュールされ、次いで次の選択的競合期間の競合媒体占有期間の開始期間は、選択的競合期間の競合媒体占有期間の開始期間から持続期間だけ繰り上げられる請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
選択的競合期間の競合媒体占有期間において第１のステーションが第１の競合に勝利し、続いて第２のステーションが第１の競合後の第２の競合に勝利すると、
第１のステーションのための第１の持続期間を有する第１の媒体占有予約は、次の選択的競合期間の予めスケジュールされた媒体占有期間内に予めスケジュールされ、続いて第２のステーションのための第２の持続期間を有する第２の媒体占有予約は、次の選択的競合期間の予めスケジュールされた媒体占有期間内において第１の媒体占有予約の後に予めスケジュールされ、
次いで、次の選択的競合期間の競合媒体占有期間の開始期間は、選択的競合期間の競合媒体占有期間の開始期間から第１の持続期間と第２の持続期間の和だけ繰り上げられる請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
スケジュールされた無線媒体占有予約に従った第１及び第２のステーションからの送信の開始期間及び持続期間は、第１及び第２のステーションの双方に記録される請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ステーションは選択的競合期間において無線媒体占有の状態を監視しかつこの状態を記録し、次いで記録された無線媒体占有の状態に従って送信タイミングが決定される請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
アクセス・ポイントが、ステーションのための持続期間を有する予めスケジュールされた無線媒体占有予約に従った送信タイミングで送信されたヌル・パケットを受信すると、予めスケジュールされた無線媒体占有予約はキャンセルされ、次いで次の選択的競合期間の競合媒体占有期間の開始期間は持続期間だけ繰り下げられる請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
ビーコン信号は、
（ｉ）競合媒体占有期間及び選択的競合期間の予めスケジュールされた媒体占有期間を有する選択的競合期間の開始期間及び終了期間と、
（ｉｉ）選択的競合期間の持続期間と、に関する情報をさらに含む請求項３から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
ビーコン信号は、予めスケジュールされた媒体占有期間内の予めスケジュールされた無線媒体占有予約の開始期間と持続期間に関する情報をさらに含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ステーションは、次の選択的競合期間の予めスケジュールされた媒体占有期間における持続期間を有する無線媒体占有予約の予約パラメータを含む最終パケットを有するデータ・ストリームを送信し、
アクセス・ポイントは最終パケットに含まれる予約パラメータを受信し、ステーションの無線媒体占有予約は次の選択的競合期間の予めスケジュールされた媒体占有期間において予めスケジュールされ、次いで競合媒体占有期間の開始期間は持続期間だけ繰り上げられる請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
複数のステーションと無線媒体を介して上記ステーションと通信するアクセス・ポイントとを備える無線ネットワーク・システムであって、
アクセス・ポイントは、
媒体レコーダ・ユニットであって、
（ｉ）ステーションによるデータ・ストリーム送信のための無線媒体占有を求めて複数のステーションが競合する競合媒体占有期間の開始及び終了期間を記録し、競合媒体占有期間は選択的競合期間に含まれ、
（ｉｉ）無線媒体占有が予めスケジュールされかつ予めスケジュールされた無線媒体占有に従って送信が行われる予めスケジュールされた媒体占有期間の開始及び終了期間を記録し、予めスケジュールされた媒体占有期間は選択的競合期間に含まれる媒体レコーダ・ユニットと、
予めスケジュールされた媒体占有期間において競合に勝利したステーションの持続期間を有する無線媒体占有予約を予めスケジュールし、かつ次の選択的競合期間の競合媒体占有期間の開始期間を持続期間だけ繰り上げるコントローラ・ユニットと、
競合媒体占有期間の開始期間の情報を含むビーコン信号をステーションに送信する送信ユニットと、
ステーションから送信されたデータ・ストリームを受信する受信ユニットと
を備え、
少なくとも１つのステーションは、
アクセス・ポイントから無線媒体を介して送信された競合媒体占有期間の開始時期の情報を含むビーコン信号を受信する受信ユニットと、
無線媒体を介してデータ・ストリームを送信する送信ユニットと、
送信レコードを記録する媒体レコーダ・ユニットと、
ビーコン信号から競合媒体占有期間の開始期間の情報を抽出し、かつ競合媒体占有期間の開始期間と終了期間の間のあらゆる監視期間において無線媒体占有の状態を監視し、次いでコントローラ・ユニットが無線媒体の非占有を確認すると送信ユニットにデータ・ストリームを送信するように命令するコントローラ・ユニットとを備える無線ネットワーク・システム。
【請求項１４】
無線媒体を介して複数のステーションと通信するアクセス・ポイントであって、
媒体レコーダ・ユニットであって、
（ｉ）ステーションがデータ・ストリームを送信するための無線媒体占有を求めて複数ステーションが競合する競合媒体占有期間の開始及び終了期間を記録し、競合媒体占有期間は選択的競合期間に含まれ、
（ｉｉ）無線媒体占有が予めスケジュールされかつ予めスケジュールされた無線媒体占有に従って送信が行われる予めスケジュールされた媒体占有期間の開始及び終了期間を記録し、予めスケジュールされた媒体占有期間は選択的競合期間に含まれる媒体レコーダ・ユニットと、
予めスケジュールされた媒体占有期間において競合に勝利したステーションの持続期間を有する無線媒体占有予約を予めスケジュールし、かつ次の選択的競合期間の競合媒体占有期間の開始期間を持続期間だけ繰り上げるコントローラ・ユニットと、
競合媒体占有期間の開始期間の情報を含むビーコン信号をステーションに送信する送信ユニットと、
ステーションから送信されたデータ・ストリームを受信する受信ユニットと
を備えるアクセス・ポイント。
【請求項１５】
前記受信ユニットが、ステーションのための持続期間を有する予めスケジュールされた無線媒体占有予約に従った送信タイミングで送信されたヌル・パケットを受信すると、予めスケジュールされた無線媒体占有予約はキャンセルされ、次いで次の選択的競合期間の競合媒体占有期間の開始期間は持続期間だけ繰り下げられる請求項１４に記載のアクセス・ポイント。
【請求項１６】
無線媒体を介してアクセス・ポイントと通信するステーションであって、
アクセス・ポイントから無線媒体を介して送信された競合媒体占有期間の開始時期の情報を含むビーコン信号を受信する受信ユニットを備え、競合媒体占有期間において、ステーションはデータ・ストリームを送信する無線媒体占有を求めて他のステーションと競合し、
無線媒体を介してデータ・ストリームを送信する送信ユニットと、
送信レコードを記録する媒体レコーダ・ユニットと、
ビーコン信号から競合媒体占有期間の開始期間の情報を抽出し、かつ競合媒体占有期間の開始期間と終了期間の間のあらゆる監視期間において無線媒体占有の状態を監視し、次いでコントローラ・ユニットが無線媒体の非占有を確認すると送信ユニットにデータ・ストリームを送信するように命令するコントローラ・ユニットと
を備えるステーション。
【請求項１７】
ステーションが選択的競合期間の競合媒体占有期間において競合に勝利し、かつ競合に勝利したステーションのための持続期間を有する無線媒体占有予約を獲得すると、ステーションは次の選択的競合期間の競合媒体占有期間の開始期間の情報を抽出し、かつ競合媒体占有期間の開始期間より持続期間だけ早い時間にデータ・ストリームの送信を開始する請求項１６に記載のステーション。
【請求項１８】
媒体レコーダ・ユニットは、選択的競合期間の競合媒体占有期間及び予めスケジュールされた媒体占有期間の双方における無線媒体占有の状態を含む媒体レコードを記録し、
コントローラ・ユニットは、送信レコードに従って、ステーションが予めスケジュールされた媒体占有期間においてデータ・ストリームを送信する送信タイミングを計算する請求項１６または１７に記載のステーション。
【請求項１９】
第１及び第２のステーションが次の予めスケジュールされた媒体占有期間内に各々予めスケジュールされ、かつ第１のステーションの送信ユニットが、その自らの予めスケジュールされた無線媒体占有を放棄するために全てのステーションに送られる一種のブロードキャスティング・パケットであるヌル・パケットを送信し、第２のステーションの受信ユニットが第１のステーションからのヌル・パケットを受信すると、第２のステーションのコントローラ・ユニットは第１のステーションの予めスケジュールされた無線媒体占有予約がキャンセルされたことを認識し、次の予めスケジュールされた媒体占有期間内に第２のステーションの媒体レコーダ・ユニットによって記録された媒体レコードを使用してその第２のステーションの送信順位を再配置する請求項１６に記載のステーション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラフィック・ストリームを調整的に供給するために、ネットワーク・デバイスにサービス品質（ＱｏＳ）認識システム・プロセスを装備するものである。本発明はまた、ストリーム送信を調整することによってトラフィックのストリーム送信のＱｏＳ認識及びスループット効率を高め、競合を基礎とする媒体アクセス・メカニズムの衝突の数を減らす。
【背景技術】
【０００２】
先行技術では、調整されていないストリーム送信の送信許可を取得するタイミングはストリーム要件を基礎としていない。これは、待ち行列が空でないかどうか等をさらに考慮することなく、送信許可を要求しようとする。さらにこの許可は、国際規格 ＩＳＯ／ＩＥＣ ８８０２−１１：１９９９年：ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ規格８０２．１１、１９９９年度版−「第１１部：無線ＬＡＮ媒体アクセス制御（ＭＡＣ）及び（ＰＨＹ）仕様（３．０原案）」の原案補遺に記述されているような優先順位、及び国際規格 ＩＳＯ／ＩＥＣ ８８０２−１１：１９９９年：ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ規格８０２．１１、１９９９年度版−「第１１部：無線ＬＡＮ媒体アクセス制御（ＭＡＣ）及び（ＰＨＹ）仕様」に記述されているような幾つかのランダム周期を基礎として与えられる。
【０００３】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｅの拡張分散調整関数（ＥＤＣＦ）を基礎として、特定の時間フレーム内の連続性の各パケット配信を求める競合は、非決定的なデータ・パケットを受信機端末に到来させる。このような競合の発生はむしろ、基本サービスセット（ＢＳＳ）内へ入ることを許可された同じ優先性のストリームが複数存在する場合に一般的である。競合は、同じ優先順位のステーションが媒体占有時間を求めて競合する度に発生する可能性がある。競合の数は、ステーションに割り当てられる帯域幅の量と、ＢＳＳ内で利用可能な最大帯域幅を基礎とするＢＳＳ内のステーション数とに依存する。さらに、送信ストリームのＱｏＳ要件は、送信許可を要求するタイミングの調停及び保証がされない場合に危うくされる。
【０００４】
短い媒体占有期間の頻繁な要求は、より高い衝突及びオーバーヘッドをもたらす。特に、無線ステーションが１つの無線デバイスから別の無線デバイスへデータ・ストリームを配信するために必要なこれらの短期媒体占有期間要求を統合しない場合、これは顕著である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
各送信許可の占有が複数のデータ・ストリームによる送信に対するものである場合、個々のデータ・ストリームのＱｏＳ要件を確保するためには、ネットワーク・デバイスにおける複雑なＬＳＩ実装が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様によれば、複数のステーションと無線媒体を介して上記ステーションに通信するアクセス・ポイントとを有する無線ネットワークに渡る競合を基礎とする媒体アクセスのための、無線媒体を介してデータ・ストリームを送信するための方法が存在する。本方法は、
（ｉ）ステーションがデータ・ストリームを選択的な競合期間に送信するための無線媒体占有を求めてステーション間で競合を実行することと、
（ｉｉ）上記競合の後に、上記競合に勝利したステーションからデータ・ストリームを送信することを含む。
【０００７】
選択的な競合期間は、下記の２つの区別的な期間、即ち、
（ａ）１ステーションがデータ・ストリームを送信するための無線媒体占有を求めて複数のステーションが競合する競合媒体占有期間と、
（ｂ）競合に勝利したステーションのための無線媒体占有予約が予めスケジュールされる、予めスケジュールされた媒体占有期間と
に分割される。
【０００８】
本発明の別の態様においては、複数のステーションと無線媒体を介して上記ステーションに通信するアクセス・ポイントとを有する無線ネットワークに渡る競合を基礎とする媒体アクセスのための、無線媒体を介してデータ・ストリームを送信するための方法が存在する。本方法は、
（ｉ）選択的な競合期間の予めスケジュールされた媒体占有期間内に、特定のステーション向けに予めスケジュールされた無線媒体占有予約により上記ステーションからデータ・ストリームを送信することと、
（ｉｉ）競合に勝利したステーションが競合の選択的期間の競合媒体占有期間内のみにデータ・ストリームを送信するための無線媒体占有を求めて、ステーション間で競合を実行することと、
（ｉｉｉ）上記競合の後に、上記競合に勝利したステーションからデータ・ストリームを送信することと、
（ｉｖ）上記競合に勝利したステーションが次の選択的な競合期間の予めスケジュールされた媒体占有期間内に送信するために、無線媒体占有予約を予めスケジュールすることを含む。
【０００９】
好適には、アクセス・ポイントは、ステーション間で選択的な競合が実行され得るように、各ステーションに競合媒体占有期間の開始期間に関する情報を含むビーコン信号を送信する。
【００１０】
ビーコン信号と、予めスケジュールされた媒体占有期間と、競合媒体占有期間とは、選択的な競合期間において順次供給され得ることが知られている。
【００１１】
本発明の別の態様においては、あるステーションが選択的な競合期間の競合媒体占有期間において競合に勝利すると、次の選択的な競合期間の予めスケジュールされた媒体占有期間内に、競合に勝利したステーションのための持続時間を有する無線媒体占有予約が予めスケジュールされる。次いで、次の選択的な競合期間の競合媒体占有期間の開始期間が、選択的な競合期間の競合媒体占有期間の開始期間から持続時間だけ繰り上げられる。競合媒体占有期間の開始期間は、図２、４、１２Ａ、１３Ａ、１５Ａ、１７Ａ、１９Ａが示すような選択的競合・バックオフ・ポインタ（ＳＣＢ＿Ｐｔｒ）によって指示され得ることが知られている。
【００１２】
本発明のさらなる態様においては、第１のステーションが、選択的な競合期間の競合媒体占有期間において第１の競合に勝利すると、続いて第２のステーションは第１の競合後の第２の競合に勝利し、第１のステーションのための第１の持続期間を有する第１の媒体占有予約は、次の選択的な競合期間の予めスケジュールされた媒体占有期間内に予めスケジュールされ、続いて第２のステーションのための第２の持続期間を有する第２の媒体占有予約は、第１の媒体占有予約の後、次の選択的な競合期間の予めスケジュールされた媒体占有期間内に予めスケジュールされる。次いで、次の選択的な競合期間の競合媒体占有期間の開始期間が、選択的な競合期間の競合媒体占有期間の開始期間から第１の持続時間と第２の持続時間の和だけ繰り上げられる。
【００１３】
好適には、スケジュールされた無線媒体占有予約による第１及び第２のステーションからの送信の開始期間及び持続期間は、第１及び第２のステーションの双方に記録されることが可能である。
【００１４】
本発明のさらなる態様においては、ステーションは選択的な競合期間における無線媒体占有の状態を監視し、状態を記録し、次に、記録された無線媒体占有の状態によって送信のタイミングが決定される。
【００１５】
本発明のさらなる態様においては、アクセス・ポイントが、ステーション用の持続時間を有する予めスケジュールされた無線媒体占有予約による送信のタイミングで送信されたヌル・パケットを受信すると、予めスケジュールされた無線媒体占有予約はキャンセルされ、次いで、次の選択的な競合期間の競合媒体占有期間の開始期間が持続時間だけ繰り下げられる。
【００１６】
ビーコン信号は、
（ｉ）競合媒体占有期間を有する選択的な競合期間の開始期間と終了期間及び選択的な競合期間の予めスケジュールされた媒体占有期間と、
（ｉｉ）選択的な競合期間の持続期間と、
に関する情報を含むことが可能である。
【００１７】
さらにビーコン信号は、予めスケジュールされた媒体占有期間内の予めスケジュールされた無線媒体占有予約の開始期間と持続期間に関する情報を含むことが可能である。
【００１８】
本発明のさらに他の態様においては、ステーションは、次の選択的な競合期間の予めスケジュールされた媒体占有期間における持続期間を有する無線媒体占有予約の予約パラメータを含む最終パケットを有するデータ・ストリームを送信する。さらに、アクセス・ポイントは最終パケットに含まれる予約パラメータを受信し、ステーション用の無線媒体占有予約は次の選択的な競合期間の予めスケジュールされた媒体占有期間において予めスケジュールされ、次いで競合媒体占有期間の開始期間が持続時間だけ繰り上げられる。
【００１９】
本発明のさらに他の態様においては、複数のステーションと、無線媒体を介して上記ステーションと通信するアクセス・ポイントとを備える無線ネットワーク・システムが存在する。
【００２０】
アクセス・ポイントは、
媒体レコーダ・ユニットであって、
（ｉ）あるステーションがデータ・ストリームを送信するための無線媒体占有を求めて複数ステーションが競合する競合媒体占有期間の開始及び終了期間と、
（ｉｉ）無線媒体占有が予めスケジュールされかつ上記予めスケジュールされた無線媒体占有によって送信が実行される予めスケジュールされた媒体占有期間の開始及び終了期間と、
を記録する媒体レコーダ・ユニットと、
予めスケジュールされた媒体占有期間内に競合に勝利したステーションのための持続期間を有する無線媒体占有予約を予めスケジュールし、次の選択的な競合期間の競合媒体占有期間の開始期間を持続時間だけ繰り上げるコントローラ・ユニットと、
競合媒体占有期間の開始期間の情報を含むビーコン信号をステーションへ送信する送信ユニットと、
上記ステーションから送信されたデータ・ストリームを受信する受信ユニットと
を備える。
【００２１】
競合媒体占有期間及び予めスケジュールされた媒体占有期間は、選択的な競合期間に含まれる。
【００２２】
アクセス・ポイントでは、受信ユニットが、ステーション用の持続時間を有する予めスケジュールされた無線媒体占有予約による送信のタイミングで送信されたヌル・パケットを受信すると、予めスケジュールされた無線媒体占有予約はキャンセルされ、次いで、次の選択的な競合期間の競合媒体占有期間の開始期間は持続時間だけ繰り上げられる。
【００２３】
少なくとも１つのステーションは、
アクセス・ポイントから無線媒体を介して送信される競合媒体占有期間の開始期間の情報を含むビーコン信号を受信する受信ユニットと、
無線媒体を介してデータ・ストリームを送信する送信ユニットと、
媒体レコードを記録する媒体レコーダ・ユニットと、
ビーコン信号から競合媒体占有期間の開始期間の情報を抽出し、競合媒体占有期間の開始期間及び終了期間の間のあらゆる監視期間において無線媒体占有の状態を監視し、次いで、無線媒体が占有されていないことをコントローラ・ユニットが確認すると送信機にデータ・ストリームを送信するように命令するコントローラ・ユニットと
を含む。
【００２４】
別のステーションでは、上記ステーションが選択的な競合期間の競合媒体占有期間における競合に勝利して、競合に勝利したステーション用の持続期間を有する無線媒体占有予約を獲得すると、上記ステーションは次の選択的な競合期間の競合媒体占有期間の開始期間の情報を抽出することが可能であり、競合媒体占有期間の開始期間より持続時間だけ前の時間においてデータ・ストリームを送信し始める。
【００２５】
さらなるステーションでは、媒体レコーダ・ユニットは、選択的な競合期間の競合媒体占有期間及び予めスケジュールされた媒体占有期間の双方における無線媒体占有の状態を含む媒体レコードを記録することが可能であり、コントローラ・ユニットはまた、ステーションが送信レコードにより予めスケジュールされた媒体占有期間においてデータ・ストリームを送信する送信のタイミングを計算することができる。
【００２６】
さらに他の態様においては、第１及び第２のステーションが各々次の予めスケジュールされた媒体占有期間で予めスケジュールされ、かつ第１のステーションの送信ユニットがその自らの予めスケジュールされた無線媒体占有を解除するために全てのステーションに送信されるある種の同報通信パケットであるヌル・パケットを送信し、かつ第２のステーションの受信ユニットが第１のステーションからヌル・パケットを受信すると、第２のステーションのコントローラ・ユニットは第１のステーション用の予めスケジュールされた無線媒体占有がキャンセルされたことを認識し、次の予めスケジュールされた媒体占有期間内に、第２のステーションの媒体レコーダ・ユニットによって記録された媒体レコードを使用して第２のステーションのその送信順序を調整し直す。
【００２７】
結果的には、アプリケーション・データ・ストリームは、無線媒体制御層における競合を基礎とするメカニズムを使用して無線媒体へのアクセスを取得し、無線ネットワークへ入ることを許可されるデータ・ストリームの競合期間を選択することが可能である。全ての無線ステーションの選択的な競合は、無線ネットワークの中央コントローラから選択的な競合開始インジケータを検出した後に開始することができる。このインジケータは、選択的な競合期間の開始時に周期的に同報通信される。中央コントローラによって分散的に制御される無線ネットワーク内のステーションは、他のステーションの送信時間及びその固有の送信時間を更新する。この送信レコードにより、ステーションは無線媒体を求めて競合する最適時間を決定することが可能であり、これにより、無線ネットワーク内の競合時間が低減される。ステーションは、カレントな選択的競合期間において任意の競合方法を使用して競合することにより無線媒体を予約することが可能であり、かつ次の選択的競合期間における同じ媒体占有時間を自動的に予約することが可能である。無線媒体予約の削除は、単にスケジュールされた送信時間にデータ・パケットを送信しないことによって行われる。予めスケジュールされた時間における全ての送信及び非送信は、無線ネットワーク内の個々のステーションによって保持される送信レコードにおいて自動的に更新される。
【００２８】
本発明を適用することにより、ネットワーク・デバイスはよりＱｏＳ意識の高いものになる。ＱｏＳストリームを供給するために必要な送信許可の数は、低減される。無線媒体の競合はより計画的なものとなり、こうして無線媒体は中央コントローラにより管理される無線ネットワーク内の複数の無線ステーションによって共用され、競合または衝突の数が減る。中断されないデータ・ストリーム送信のために、本発明は競合を基礎とする無線媒体が帯域幅を予約できるようにし、これにより、予約された帯域幅に対する競合の数をゼロにまで減らす。ゼロ・競合は、送信ステーション及び受信ステーションにおいて各々一定の送信及び受信行動をもたらす。ゼロまたは極端に少ない競合期間を有することにより、高いジッタ率のようなストリーム到来行動の不良特性を排除することが可能であり、媒体アクセス・コントローラより上の層におけるさほど複雑でないインタフェース及びソフトウェア制御メカニズムの実装を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明は、添付の図面を参照して行うその好適な実施形態に関する以下の説明から、容易に理解されるようになるであろう。諸図面を通じて、類似の部分は類似の参照数字によって表される。
【００３０】
以下の説明において述べる例示を目的とした特定の数字、時間、構成、プロトコル名及び他のパラメータは、本発明の完全な理解をもたらすためのものである。以下の諸段落は、本発明を実装し得る方法を例示している。但し当業者には、本発明をこれらの特定な詳細事項なしに実装できることが明白となるであろう。他の例では、本発明を不必要に分かりにくくしないために、ブロック図には周知のコンポーネント及びモジュールを示している。
【００３１】
本発明を完全に理解するために、以下、幾つかの演算シーケンス、情報データ構造及び計算技術について述べる。ある種のデータ構造を使用するが、これらは本発明を実装する単なる例でしかない。当業者とって、実際の実装では、新たな情報が加えられる場合もあり、かつ実際に使用される状況に依存してある種のパーツが省略される場合もあることは明白である。
【００３２】
図１は、本発明において開示されている、競合方法を基礎とする媒体占有の予約に成功した後のデータ・ストリームに属するデータ・パケット送信のための後続のゼロ・競合期間を保証する選択的競合を例示したものである。本発明をより良く説明する目的で、図２は、選択的競合期間内の無線ネットワークにおける無線ステーション及び無線中央コントローラのオペレーションをより良く理解するための参照として使用されるべきものである。
【００３３】
図２は、（４０１）で記されたある選択的競合期間内の他のサブ期間の関係を説明したものである。図２が描く選択的競合期間タイミング関係は、図２及び３に関連する実施形態が図１におけるＨＭＳＣによって読み取られる場合のよい参考となる。
【００３４】
１つの競合期間内には、（ｉ）予めスケジュールされた媒体占有（４０３）、及び（ｉｉ）媒体占有競合（４０４）の２つのサブ期間が存在する。予めスケジュールされた媒体占有期間は、先の選択的競合期間の（４０４）における競合に勝利したステーションのデータ送信に使用される。（４０５）で記されたＳＣＢ＿Ｐｔｒで表されているポインタは、Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ＿Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ＿Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎデータ構造の選択的競合・バックオフ・フィールドから計算される。各ステーションが採用する競合・バックオフは、全てのステーションがデータ送信の権利を求めて競合を始めると、（４０６）で記された無線媒体競合をもたらす可能性がある。媒体占有競合期間内に、複数の競合（４０６）が発生することは可能である。
【００３５】
本発明の第７の態様を参照すると、ハイレベル・メッセージ・シーケンス・チャート（ＨＭＳＣ）は、複数の無線ステーションが送信の権利を求めて競合する場合に無線ネットワーク内で発生する選択的競合期間の典型的なライフサイクルを示す。競合する権利は、（３０２）で記されたプロセスの間に中央コントローラにＳｅｌｅｃｔｉｖｅ＿Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ＿Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ構造において説明されているタイミング・パラメータを含むメッセージを同報送信させることによって全てのステーションに知らされる。データ構造における情報であるＳｅｌｅｃｔｉｖｅ＿Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ＿Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎは、ある選択的競合期間内でデータ・ストリームの第１の送信に対する競合が発生し得る場所の表示を供給する。このメッセージの同報通信は、選択的競合期間の始まりを指示し、または、Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ＿Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ＿ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎにおけるＳｔａｒｔ＿ｎ＿Ｅｎｄパラメータの値を基礎として選択的競合期間の終わりを指示するために使用されることも可能である。このメッセージは、選択的競合期間の始めに同報通信され、かつ選択的競合期間の終わりに（３０１）で記された状態より前へ追加されることが可能である。
【００３６】
選択的競合期間の始めを示すために使用されるメッセージは、少なくとも以下のパラメータで構成される。
Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ＿Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ＿Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ
｛
Ｓｔａｒｔ＿ｎ＿Ｅｎｄ；／＊選択的競合期間の開始または終了を示すビット・フィールド＊／
Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ＿Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ＿Ｂａｃｋｏｆｆ；／＊無線ステーションが、媒体占有の先行認可なしに競合が開始可能になるまでに待機しなければならない時間長を示すデータ・フィールド。帯域幅予約に対する競合は、認定されたデータ・ストリームにしか許容されない。このフィールドは、Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ＿Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ＿Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎメッセージの同報通信の開始から第１の媒体占有要求の競合が実行可能になる時間までの時間を単位として測定される。＊／
Ｄｕｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ；／＊選択的期間の持続時間＊／
｝
【００３７】
実装は、メッセージ・フォーマット（１）におけるＳｅｌｅｃｔｉｖｅ＿Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ＿Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎパラメータの全て、または一部を、国際規格ＩＳＯ／ＩＥＣ ８８０２−１１：１９９９年：ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ規格８０２．１１、１９９９年度版−「第１１部：無線ＬＡＮ媒体アクセス制御（ＭＡＣ）及び（ＰＨＹ）仕様」に開示されているＩＥＥＥ８０２．１１の仕様に記述されたビーコン・フレームの一部のような既存のデータ・フレームに付加することによって行うことが可能である。選択的競合を実装する別の方法は、送信されることが可能な情報エレメントの形式のＳｅｌｅｃｔｉｖｅ＿Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ＿Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎメッセージのパラメータの全てまたは一部をＩＥＥＥ８０２．１１のビーコン・フレームに付加することである。情報エレメントであるＳｅｌｅｃｔｉｖｅ＿Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ＿Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎメッセージを伴うこれらのビーコン・フレームは、周期的に管理する無線ネットワークの媒体占有コントローラによって同報通信される。選択的競合の持続時間のようなパラメータの幾つかは、ＳＮＭＰ（簡易ネットワーク管理プロトコル）の管理情報を基礎とする（ＭＩＢ）値を介して無線ネットワーク内の全てのステーションによって共用される変数として実装されることが可能である。
【００３８】
（３０２）においてメッセージを受信した後、無線ネットワーク内の全てのステーションは、割当て前のステーションの競合・アクティブ状態にある（３０３）。無線ネットワークの制御内にある全てのステーションは、先の選択的競合期間からの競合の結果として勝利した先行無線媒体占有が存在している場合にのみデータを送信する（３０４）。データ・ストリームからデータ・パケットを送信する正確な時間は、媒体占有ベクトルに記憶された値、即ちＭ＿Ｏ＿Ｖｅｃ［ｎ］が示す送信の時間及びＭ＿Ｏ＿Ｄｕｒ［ｎ］が示す送信持続時間によってもたらされる。ステーションが、割当て前のステーションの競合・アクティブ状態においてデータ送信を中止することを決定した場合（３１６）、ステーションは、送信を中止するか、もしくはヌル・データ・パケットを送信してステーションが先の選択的競合期間で予約したその媒体占有時間を放棄したことを示すか、を選ぶことができる。
【００３９】
この選択的競合期間の間に媒体占有の取得に関与したステーションに関して、送信側のステーションは、媒体占有の中央コントローラが管理する無線ネットワークへの進入を認められた特定のデータ・ストリームの送信休止期間及び媒体占有期間のｍ個のインスタンスを観察しかつレコードをとらなければならない。本実施形態に記述されたこのレコードの例示は、下記の通りである。
Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｒｅｃｏｒｄ｛
Ｍ＿Ｏ＿Ｖｅｃ［ｎ］；／＊Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ＿Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ＿Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎの始めからストリームｎの媒体占有時間の開始まで測定された媒体占有開始時間＊／
Ｍ＿Ｏ＿Ｄｕｒ［ｎ］；／＊媒体占有の持続時間または終了時間＊／
Ｓ＿Ｖｅｃ［ｍ］；／＊インスタンスｍの送信休止開始時間＊／
Ｓ＿Ｄｕｒ［ｍ］；／＊インスタンスｍの送信休止持続時間または終了時間＊／
｝
【００４０】
ストリーム送信時間のパラメータは、特定のデータ・ストリームのデータ・パケットが送信の媒体を求めて競合するようにスケジュールされる場合の時間である。送信休止時間のパラメータは、ステーションが送信用の媒体占有を求めて競合してはならない場合の時間である。Ｓ＿Ｖｅｃ［ｎ］及びＳ＿Ｄｕｒ［ｎ］より成る送信休止ベクトルは、競合または媒体占有ベクトルに起因する時間期間によってのみ分離される連続性の送信ブロックである。媒体占有ベクトルは、Ｍ＿Ｏ＿Ｖｅｃ［ｎ］及びＭ＿Ｏ＿Ｄｕｒ［ｎ］で構成される。送信休止時間は、特定の時間にデータを送信していないステーションによって観察される他のステーションからの送信による時間である。ＩＥＥＥ８０２．１１では、この値は、国際規格ＩＳＯ／ＩＥＣ ８８０２−１１：１９９９年：ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ規格８０２．１１、１９９９年度版−「第１１部：無線ＬＡＮ媒体アクセス制御（ＭＡＣ）及び（ＰＨＹ）仕様」に開示された持続時間／ＩＤフィールドに反映されることが可能である。
【００４１】
先の選択的競合期間においてステーションが媒体占有の競合に勝利すれば、（３０４）においてステーションの送信レコードから集められた媒体占有を基礎とするデータの送信を実行することができる。（３０４）で記されたＨＭＳＣ状態にあるデータ・パケットの送信は、図２が描く選択的競合期間のタイミング関係の（４０３）において行われる。Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ＿Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ＿ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎのＳｅｌｅｃｔｉｖｅ＿Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ＿Ｂａｃｋｏｆｆを基礎として、全てのステーションは、選択的競合期間のＳＣＢ＿Ｐｔｒを計算してそのコピーを保持し（４０５）、無線ネットワークへ入ることを認められたストリームの第１のデータ送信を求めて競合を始める。ステーションが（３０５）で記された状態にあれば、媒体占有予約を求める競合は、図１のＨＭＳＣが示すようにそのステーションによって開始することができる。許容されたストリームからの第１のデータ・パケット送信を得ようとするステーションは、（３０７）におけるように媒体占有を求めて競合を始める。
【００４２】
（４０４）におけるような媒体占有競合期間の間の競合に勝利した無線媒体占有期間における競合及び送信は、次の選択的競合期間（４０１）における予めスケジュールされた媒体占有期間において反復されることが認められる。（４０４）に記されているような期間における競合に勝利した媒体占有を有するステーションは、競合・アクセス権を付与された状態（３０８）となり、（３１１）及び（３１３）で記されたプロセスにおいてデータ・パケットを送信することを認められる。勝利した競合から付与される媒体占有期間の送信のためのデータ・パケットがｎ（但しｎ＞１）個存在するとして、（３１１）で記されたプロセスは（ｎ−１）個までのパケットを送信し、プロセス（３１３）はｎ番目のパケットを送信することを許可される。（ｎ−１）個のデータ・パケットを送信した後、媒体占有期間の送信ステーションは（３１２）で記された状態にあることを選択することができる。（３１２）の状態において、ステーションは、（３１４）及び（３１５）におけるタスクを実行することによる次の選択的競合期間（４０１）における同量の媒体占有時間を特に要求することができる。（３１４）で記されたプロセスでは、ステーションは、媒体占有競合期間（４０４）において勝利し認可されたデータ・ストリームのデータ・パケットの送信を次の送信のために統合することを選択可能である。プロセス（３１５）は必要な制御情報を作成し、最後のデータ・パケット送信にその情報を追加することにより無線占有が必要であることを中央コントローラに示す。（３１５）において送信される情報は、次の送信のデータ構造に下記のように記述される。
【００４３】
Ｎｅｘｔ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ｛
Ｒｅｐｅａｔ＿Ｆｌａｇ；＊／全てのステーション及び中央コントローラに、次の選択的競合期間が特定の媒体占有期間を保有すべきであること、または媒体占有期間を解除させるべきであることを示すビットフィールド／＊
Ｓｔｒｅａｍ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｓｔａｒｔ；／＊Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ＿Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ＿Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎの送信の始めから測定された時間＊／
Ｓｔｒｅａｍ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｕｒａｔｉｏｎ  ｏｒ  Ｅｎｄ  ｔｉｍｅ；／＊単位時間またはＳｅｌｅｃｔｉｖｅ＿Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ＿Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎの始めから測定されたデータ・ストリームの送信の終了時間＊／
｝
【００４４】
無線中央コントローラ及び上記無線中央コントローラによって制御される無線ネットワーク内の無線ステーションの双方は、送信休止期間アクティブ状態の更新（３０９）の間に（３１０）で記されたプロセスにより、選択的競合期間の間の他のステーションによる送信のリストを保持しなければならない。ＩＥＥＥ８０２．１１では、これは、国際規格ＩＳＯ／ＩＥＣ ８８０２−１１：１９９９年：ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ規格８０２．１１、１９９９年度版−「第１１部：無線ＬＡＮ媒体アクセス制御（ＭＡＣ）及び（ＰＨＹ）仕様」の更新に開示されているネットワーク割り当てベクトルとして周知の更新である。
【００４５】
プロセス（３０６）における検出のように、選択的競合期間の終わりが検出されると、この検出が中央タイマのタイムアウト、もしくはＳｅｌｅｃｔｉｖｅ＿Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ＿Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎの選択的競合・パラメータの持続時間における値を介してステーションにより生成されるタイムアウトの何れを通じて行われるにしても、無線媒体を求める競合は中止されなければならない。中央コントローラは（３０６）で記されたプロセスに入り、予めスケジュールされた媒体占有期間及び媒体占有競合期間において登録された媒体占有を基礎として更新を実行し、次の選択的競合期間のための新たな選択的競合・バックオフのパラメータを生成する。新たなＳｅｌｅｃｔｉｖｅ＿Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ＿Ｂａｃｋｏｆｆのパラメータより成る新たな同報通信は、選択的競合期間の始めに全ての無線ステーションへ同報通信される。
【００４６】
図３は、次の選択的競合期間の予めスケジュールされた媒体占有期間において中央コントローラに制御される、ステーション及び無線ネットワークにおけるステーションへのＳｅｌｅｃｔｉｖｅ＿Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ＿Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ内のデータの同報通信を担当する中央コントローラにおいて更新される送信休止及び特定のストリーム送信の詳細描写である。これは、次の選択的競合期間における予めスケジュールされた媒体占有期間の一部を形成する媒体占有競合期間（４０４）において浪費される競合時間をなくするためのものである。
【００４７】
図３における実装は、送信休止ベクトル及び媒体占有の更新がインタリーブされた送信休止及び媒体占有期間を基礎とすることを前提としている。図３における更新プロセスは、選択的競合期間の終わりに始まることが可能である（５０１）。中央コントローラ及び無線ネットワーク内のステーションは、図３における同じフローチャートを使用して後続の選択的競合期間のための予めスケジュールされた媒体占有期間内に選択的競合予約スケジュールを生成することができる。ステーションにおける選択的競合予約スケジュールは、送信レコード構造のＳ＿Ｖｅｃ［ｍ］及びＳ＿Ｄｕｒ［ｍ］のパラメータより成る送信休止ベクトルと、送信レコード構造のＭ＿Ｏ＿Ｖｅｃ［ｎ］及びＭ＿Ｏ＿Ｄｕｒ［ｎ］より成るストリームｎの媒体占有ベクトルとで構成される。選択的競合予約スケジュールの各々の更新について、ステーション及び中央コントローラの双方によって保持される非ゼロの送信休止ベクトル及び媒体占有レコードの合計数が更新される。プロセス・ブロック（５０３）は、最終フラグメントの送信休止の最終ポイント及び連続する送信休止フラグメントに最も近い媒体占有ベクトルまたは次の媒体占有ベクトルを決定する。
【００４８】
更新される次のベクトルが送信休止フラグメントであれば、新たな送信休止フラグメントは、先行ベクトルが媒体占有ベクトルであるか、送信休止ベクトルであるかという状態を基礎として更新される。カレント・ベクトルが媒体占有ベクトルであれば、（５０４）に示されたプロセス経路が選択される。媒体占有ベクトルは、（５０６）及び（５０９）におけるプロセスに従って更新される。
【００４９】
カレント・ベクトルが送信休止フラグメントである場合、先行ベクトルが媒体占有ベクトルであれば、送信休止フラグメントの更新は（５０７）に従って行われる。その他、先行ベクトルが送信休止ベクトルであればカレント・ベクトルは更新され、カレント・ベクトルの持続時間は（５０８）におけるように先行する送信休止ベクトルに追加される。カレント・ベクトルは、プロセス（５１０）に示されているようにヌルに初期化されて破棄される。
【００５０】
図４及び５は、ストリームが無線ネットワーク内に許容される時間からストリームが削除される時間までの無線媒体占有を求めて選択的に競合する３ステーションの例を示している。図４及び５が示すタイミング図は、ステーションからのストリームがネットワーク内に許容されかつ削除される時間を描いている。ストリームの削除及び許容は、上層のネットワーク・リソース（６０７）からの追加シグナリングを介して実行される。（６０７）が示すタイムラインは、データ・ストリームが無線ネットワーク内に許容されかつこれを出る時間を規定する。中央コントローラによる選択的競合情報のスケジュールされた同報通信は、（６０８）が示すタイミング・チャートに示されている。このタイミング・チャートには、競合及び選択的競合・バックオフのパラメータに記載された値から導出されるポインタ（ＳＣＢ＿Ｐｔｒ）の更新も示されている。
【００５１】
送信レコード・パラメータの更新は、４つの選択的競合期間である（６１３）、（６１４）、（６１５）及び（６１６）で使用されかつ指示される値を基礎とする。４つの選択的競合期間が示す更新は、選択的競合期間の終わりに実行される。この例図では、選択的競合期間（６０６）は、Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ＿Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ＿Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎより成る２つのブロードキャスト・フレームによって制限される。
【００５２】
（６０９）で記されたタイミング・ラインは、媒体占有競合期間における媒体占有を求める競合を示す。タイムライン（６０８）が示す結果的なタイム・チャートは、図３の（５０１）が指示するプロセスによって命令された送信休止及び媒体占有更新の再スケジュールの結果として生じる媒体占有期間の圧縮時間を示す。全てのステーション及び中央コントローラは、送信レコードが更新される方法を強く主張しなければならない。ステーションＡ（６１０）、ステーションＢ（６１１）及びステーションＣ（６１２）のタイムラインは、許容され、再スケジュールされかつ削除されている媒体占有競合のインスタンスを与える。これは、異なる選択的競合期間において、送信レコードの異なるパラメータのインスタンスを示す。この例では、ステーションＡによる媒体占有の削除は、図１のプロセス（３１６）のオプション１を基礎とする。
【００５３】
さらなる例示目的で、タイムライン（６０８）は、ステーションＡに以前の選択的競合期間で認可された媒体占有においてヌル・パケットを送信させることにより媒体占有の終了が如何にして発生し得るかを示している。これは、帯域幅を必要とするステーション間で媒体占有競合が（６０５）で記されたアドホック・ベースで発生することを可能にする。競合及びデータ送信の時間量は、ステーションＡが放棄した先の媒体占有によって制限される。
【００５４】
本発明をより良く理解するために、以下、幾つかのオペレーション例について述べる。
下記の例は全て、図６が示すシナリオに基づいて説明していく。図６は、中央コントローラ（「アクセス・ポイント（ＡＰ）」と称され得るもの）と、利用可能な３つのステーション（Ａ，Ｂ，Ｃ）とを含む無線ネットワークの略図である。ステーションＡはＡＰへオーディオ・データを送信しようとし、ステーションＢは、ある種のビデオ・ディスプレイ端末であるステーションＣへビデオ・データを送信しようとしている。ＣＳＭＡ／ＣＡ（衝突回避機能付き搬送波感知多重アクセス）のような競合・アクセス・メカニズムを使用する従来システムでは、ステーションＡ及びＢのような送信者である全てのステーションは、あらゆる送信の前にチャネル・アクセスを求めて競合しなければならない。
【００５５】
図７Ａは、無線ネットワークのアクセス・ポイント（１０）の略図である。アクセス・ポイント（１０）は、コントローラ・ユニット（１２）と、媒体レコーダ・ユニット（１４）と、受信ユニット（１６）と、送信ユニット（１８）とを有する。媒体レコーダ・ユニット（１４）は、競合媒体占有期間の開始及び終了期間と、予めスケジュールされた媒体占有期間の開始及び終了期間とを記録する。ここで、ステーション（２０，３０，４０）は、競合媒体占有期間においてデータ・ストリームを送信するための無線媒体占有を求めて競合する。無線媒体占有が予めスケジュールされ、予めスケジュールされた無線媒体占有に従って予めスケジュールされた媒体占有期間において送信が実行される。競合媒体占有期間及び予めスケジュールされた媒体占有期間は、選択的競合期間に含まれる。コントローラ・ユニット（１２）は、予めスケジュールされた媒体占有期間における競合に勝利したステーションのための持続期間を有する無線媒体占有予約を予めスケジュールし、次の選択的競合期間の競合媒体占有期間の開始期間を持続期間だけ繰り上げる。送信ユニット（１８）は、競合媒体占有期間の開始期間の情報を含むビーコン信号をステーションへ送信する。受信ユニット（１６）は、ステーション（２０）から送信されたデータ・ストリームを受信する。
【００５６】
図７Ｂは、無線ネットワークのステーション（２０）の略図である。ステーション（２０）は、コントローラ・ユニット（２２）と、媒体レコーダ・ユニット（２４）と、受信ユニット（２６）と、送信ユニット（２８）とを有する。受信ユニット（２６）は、アクセス・ポイント（１０）から無線媒体を介して送信される競合媒体占有期間の開始期間の情報を含むビーコン信号を受信する。競合媒体占有期間において、ステーション（２０）は、データ・ストリームを送信するための無線媒体占有を求めて他のステーションと競合する。送信ユニット（２８）は、無線媒体を介してデータ・ストリームを送信する。コントローラ・ユニット（２２）は、ビーコン信号から競合媒体占有期間の開始期間の情報を抽出し、競合媒体占有期間の開始期間と終了期間との間のあらゆる監視期間において無線媒体占有の状態を監視し、コントローラ・ユニット（２２）が無線媒体の非占有を確認すると、送信機にデータ・ストリームを送信するように命令する。
【００５７】
図８は、無線ネットワークに渡る無線媒体を介する送信のためのフローチャートである。上記送信方法は、
（ｉ）選択的競合期間の予めスケジュールされた媒体占有期間内に、データ・ストリームをステーションから、上記ステーション用の予めスケジュールされた無線媒体占有予約に従って送信することと（Ｓ０１）、
（ｉｉ）選択的競合期間の競合媒体占有期間のみにおいて、競合に勝利したステーションがデータ・ストリームを送信する無線媒体占有を求めてステーション間での競合を実行することと（Ｓ０２）、
（ｉｉｉ）上記競合の後に、競合に勝利したステーションからデータ・ストリームを送信することと（Ｓ０３）、
（ｉｖ）次の選択的競合期間の予めスケジュールされた媒体占有期間内に、競合に勝利したステーションが送信するための無線媒体占有予約を予めスケジュールすること（Ｓ０４）を含む。
【００５８】
図９は、無線ネットワークに渡る無線媒体を介する別の送信のためのフローチャートである。上記送信方法は、
（ｉ）競合媒体占有期間の開始期間に関する情報を含むビーコン信号を各ステーションへ送信することと（Ｓ１１）、
（ｉｉ）選択的競合期間の予めスケジュールされた媒体占有期間内に、データ・ストリームをステーションから、上記ステーション用の予めスケジュールされた無線媒体占有予約に従って送信することと（Ｓ１２）、
（ｉｉｉ）選択的競合期間の競合媒体占有期間のみにおいて、競合に勝利したステーションがデータ・ストリームを送信する無線媒体占有を求めてステーション間での競合を実行することと（Ｓ１３）、
（ｉｖ）上記競合の後に、競合に勝利したステーションからデータ・ストリームを送信することと（Ｓ１４）、
（ｖ）次の選択的競合期間の予めスケジュールされた媒体占有期間内に、競合に勝利したステーションが送信するための無線媒体占有予約を予めスケジュールすることと（Ｓ１５）、
（ｖｉ）次の選択的競合期間の競合媒体占有期間の開始期間を持続時間だけ繰り上げること（Ｓ１６）を含む。
【００５９】
図１０Ａ、１０Ｂ及び１１は、データの優先順位付けを使用する競合・アクセス・メカニズムの従来例を示している。各競合期間（７０１，７０２，７０３）の始めに、ＡＰは「ビーコン・フレーム」（７０４，７０７，７１２）と呼ばれるフレームを周期的に同報通信し、タイミング同期を実行するだけでなく、ＡＰに関連づけられた全てのステーションへブロードキャスティング情報を表示する。ビーコン・フレームを受信すると、全ての送信者（ステーションＡ及びＢ）はチャネル・アクセスを求めて競合を開始する。
【００６０】
図１０Ａ及び１０Ｂが示すように、ステーションＡは第１の期間（７０１）において搬送波感知を実行し、上記搬送波感知がチャネルのアイドル状態（誰もそのチャネルを使用していない）を表示することから、ステーションＡは搬送波感知後直ちにその送信を実行する（７０６）。次いでステーションＡは、第１の期間（７０１）における競合（７０５）に勝利する。ステーションＡは、第１の期間（７０１）におけるその送信を終了した後、次の搬送波感知を実行するまでのランダム期間を待機しなければならない。基本的には、ステーションがその次の搬送波感知を実行するまでに待機しなければならないランダムな時間期間は「ランダム・バックオフ時間」と呼ばれ、ランダム・バックオフ時間を待機するオペレーションは「（ランダム）バックオフ実行」と呼ばれる。第１の期間（７０１）における送信（７０６）の後、ステーションＡはランダム・バックオフを実行し、次いで第２の期間（７０２）において再度搬送波感知を実行する。しかしながら、搬送波感知はチャネルが使用中である（ステーションＢがチャネルを占有しているため）ことを表示し、よってステーションＡはその搬送波感知後直ぐにまたランダム・バックオフを実行しなければならない。次いでステーションＢが、第２の期間（７０１）（７０２？：訳者注）における競合（７０８）に勝利する。
【００６１】
各送信ステーションにより、上記段落で説明した全てのオペレーションが実行され、反復される。この種のアクセス・メカニズムは、自動チャネル・シェアリングを考慮したものであり、送信ステーションの増加に伴って急激に増大する衝突の確率を低減させる。
【００６２】
アクセス・メカニズムに加えて、データの優先順位付けは、図１１が説明しているように異なるデータ・タイプに適合するＱｏＳを提供するためにも導入されることが可能である。例えば、ＡＰは各データ・タイプの「最大バックオフ時間」を決定し、各データ・タイプが必要とする異なる遅延限界条件に合わせて平均ランダム・バックオフ時間を制御することができる。ここで言う「最大バックオフ時間」は、ランダム・バックオフ時間の上の境界を限定する最大値を示す。例えば、「最大バックオフ時間」＝０．１ミリ秒であれば、これは、ランダム・バックオフ時間が０ミリ秒より長く０．１ミリ秒より短いランダム値でなければならないことを意味する。
【００６３】
データ・タイプは、オーディオ、ビデオ及びテキストの３タイプに分かれるものと仮定する。基本的に、オーディオ・データ・タイプは他のデータ・タイプに比べて最も苛酷な遅延限度条件（最短遅延限度）を要求し、よってオーディオの最大ランダム・バックオフ時間はビデオ及びテキスト・タイプより短いものでなければならない。ビデオ・データ・タイプの場合、ビデオ・データも苛酷な遅延限度条件を要求するが、オーディオ・データの場合ほどではなく、よってビデオの最大ランダム・バックオフ時間はオーディオ・タイプよりは長いがテキスト・タイプより短いものでなければならない。上記事情を考慮して、ＡＰは、図１１が示すようなビーコン・フレームに「競合・パラメータ・テーブル」を表示することにより、各データ・タイプの平均ランダム・バックオフ時間を制御することができる。テーブル内に表示されるパラメータは、各データ・タイプに適合するＱｏＳを提供するように、付加条件、チャネル条件、他によって調整されることが可能である。図１１の場合、オーディオ・データの「最大バックオフ時間」はビデオ・データのそれより短くなるように設定されるため、オーディオ・データを送信しようとしているステーションＡはステーションＢよりもチャネルへアクセスするより多い機会を有する傾向にあることが分かる。これにより、ステーションＡによって送信されるオーディオ・データの平均パケット遅延は、ステーションＢによって送信されるビデオ・データのそれより短いと予想することができる。
【００６４】
しかしながら、例えばトラフィック負荷が高い、またはユーザ数が多い、といった高競合状態の下では、キャリアセンス結果がアイドル状態を表示する確率が極めて低いため、最高のアクセス優先順位（最短の最高バックオフ時間）を有するステーションＡであっても、ステーションが必要とする遅延限度他等のＱｏＳ条件が満足され得ない確率は極めて高い。言い替えれば、送信前に毎回競合（ランダム・バックオフによる搬送波感知）を実行しなければならない競合を基礎とするアクセス・メカニズムによってＱｏＳ保証を供給することは困難である。この問題点に対応するため、本発明による「選択的競合」と呼ばれるアクセス・メカニズムを提案する。
【００６５】
図１２乃至１９は、本発明によるアクセス・メカニズム「選択的競合」の概念を示している。
【００６６】
図１２Ａは、選択的競合・バックオフ・ポインタの定義を示す。選択的競合を実行するために、「選択的競合・バックオフ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ＿Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ＿Ｂａｃｋｏｆｆ）」と呼ばれる新たな情報が、図１２Ａに示されるようにビーコン・フレームにこれを表示することによって導入される。この情報はまた、同図の頂部が示すように、送信シーケンスにおけるＳＣＢ＿Ｐｔｒ（１）としても明示されている。
【００６７】
「選択的競合期間」（２）は、選択的競合期間の持続時間を表示する。この情報は、図１０Ａが示すような競合期間と同じ働きをする。
【００６８】
最初のステージ（第１の期間）（６１）で、ＡＰは、選択的競合期間全体が「競合媒体占有期間」として認識されることを意味する「Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ＿Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ＿Ｂａｃｋｏｆｆ」＝０を表示する。この場合には、ビーコン（６５，６８，７２，７５）の直後に、図１０Ａ及び１０Ｂにおいて説明した従来の競合・アクセスを実行することができる。
【００６９】
この第１の期間において、ステーションＡはチャネル・アクセスを求めて競合し、チャネルを２ミリ秒間占有する。次いでステーションＡは、「競合媒体占有期間」（６１）における競合（６６）に勝利する。ステーションＡが送信するデータをさらに保有していれば、ＡＰはステーションＡを「予めスケジュールされたステーション」として登録し、ステーションＡが次の選択的競合期間（第２の期間）からその送信を繰り返すことを許容する。この登録により、ＡＰは全てのステーションに対し、第２の期間のビーコンの後の２ミリ秒間は「予めスケジュールされた媒体占有期間」（６２）であり、この場合はステーションＡである「予めスケジュールされたステーション」のために予約されていることを表示しなければならない。ＡＰは、図１０Ｂが示すように、第２の期間のビーコンに「Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ＿Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ＿Ｂａｃｋｏｆｆ」＝２ミリ秒と表示することにより、このような情報を全てのステーションへ同報通信する。これにより、ステーションＡだけは、何ら競合を実行することなく、第２の期間の「予めスケジュールされた媒体占有期間」の間にチャネルへの２ミリ秒間のアクセスを得ることができる。「予めスケジュールされた媒体占有期間」（６２）の後、次のビーコン（７２）が送信されるまでの残余時間は、全てのステーションにより自動的に「競合媒体占有期間」（６３）として認識される。
【００７０】
結果的に、「予めスケジュールされたステーション」として登録されていない全てのステーションは、この「競合媒体占有期間」（６３）においてチャネル・アクセスを求めて競合する権利を有する。
【００７１】
図１２Ａ及び１２Ｂが示すように、第２の期間における「予めスケジュールされた媒体占有期間」（６２）の終了後に、ステーションＢがチャネル・アクセス（７１）を求めて競合を開始し、チャネルを３ミリ秒間占有することが分かる。次いでステーションＢは、「競合媒体占有期間」（６３）における競合（７０）に勝利する。ステーションＢが送信するデータをさらに保有していれば、ＡＰはステーションＢをも「予めスケジュールされたステーション」として登録し、ステーションＢが次の選択的競合期間（第３の期間）からその送信を繰り返すことを許容する。この登録により、ＡＰは全てのステーションに対し、第３の期間のビーコン（７２）の後の５ミリ秒間は「予めスケジュールされた媒体占有期間」（６４）であり、この場合はステーションＡ及びＢである「予めスケジュールされたステーション」のために予約されていることを表示しなければならない。ＡＰは、図１２Ａが示すように、第３の期間のビーコン（７２）に「Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ＿Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ＿Ｂａｃｋｏｆｆ」＝５ミリ秒と表示することにより、このような情報を全てのステーションへ同報通信する。これにより、ステーションＡ及びステーションＢの双方だけは、何ら競合を実行することなく、第３の期間の「予めスケジュールされた媒体占有期間」（６４）の間にチャネル（７３，７４）への各々２ミリ秒及び３ミリ秒間のアクセスを得ることができる。
【００７２】
本発明による選択的競合は、その最初の競合・アクセスに一度勝利し、かつＡＰにより「予めスケジュールされたステーション」として登録された任意のステーションは、競合なしに周期的にチャネルへのアクセスを得ることを許容する。本発明は、競合を大幅に低減させ、かつまた、トラフィック負荷が高い場合、またはユーザ数が多い場合でも、従来の競合・メカニズムより優れたＱｏＳ保証を提供できることは明白である。
【００７３】
次に、Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ＿Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ＿Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎに加えて同じく本発明に導入される送信レコードについて論じる。以下、図１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ及び１４が示す状況に基づいて、各ステーションが個々に送信レコードを保持しなければならない理由を説明する。図１３Ａでは、第１の期間（６１）においてステーションＡ及びステーションＢの双方がチャネル・アクセスを求めて競合し、チャネルを各々２ミリ秒及び３ミリ秒間占有する。次いで、「選択的競合期間」（６１）においてステーションＡは競合（８２）に勝利し、ステーションＢは競合（８４）に勝利する。ＡＰは、ステーションＡ及びステーションＢの双方を「予めスケジュールされたステーション」として登録し、第２の期間のビーコン（８６）において「Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ＿Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ＿Ｂａｃｋｏｆｆ」＝５ミリ秒を表示してビーコン後の５ミリ秒の時間期間をステーションＡ及びＢのために予約する。第２の期間のビーコン（８６）を受信すると、ステーションＡ及びＢは第１の期間（６１）で観察されたその固有の送信レコードを調べる。先の選択的競合期間の送信レコードを調べることにより、各「予めスケジュールされたステーション」は、カレントの選択的競合期間におけるその、
１．送信順序と、
２．送信の開始及び終了時間と、を確定することができる。
【００７４】
図１３Ａが示すように、ステーションＡは、第１の期間（６１）においてステーションＡが第１順位で競合に勝利し、チャネルを２ミリ秒間占有したことを確認することができる。ステーションＡはまた、その送信（８３）の後にチャネルが誰か（この場合はステーションＢ）によって３ミリ秒間占領された（８５）ことも確認することができる。これにより、ステーションＡは、第２の期間において再度第１順位で送信を実行しなければならないと決定することができる。その結果、ステーションＡは、競合なしに第２の期間においてビーコン（８６）の直後にその送信（８７）を開始する。
【００７５】
ステーションＢについて言えば、ステーションＢは、第１の期間（６１）においてステーションＢが第２順位で競合に勝利し、チャネル（８５）を３ミリ秒間占有したことを確認することができる。ステーションＢはまた、その送信（８５）の前にチャネルが誰か（この場合はステーションＡ）によって２ミリ秒間占領された（８３）ことも確認することができる。これにより、ステーションＢは、第２の期間において２ミリ秒間の待機の後に第２順位で送信を実行しなければならないと決定することができる。その結果、第２の期間のビーコン（８６）を受信した後に、ステーションＢは２ミリ秒間待機し、次いで競合なしにその送信（８８）を開始する。ステーションＢは、第２の期間の「予めスケジュールされた媒体占有期間」（６２）の終わりまで３ミリ秒間チャネルを占有する。上述のような第２の期間で発生したオペレーションが、あらゆる選択的競合期間で延々と反復される。
【００７６】
図１３Ｂが示すような送信レコードにおける「休止」は、他のステーションがそれらの送信を実行していて、そのステーションは他のステーションの送信を妨害しないように休止（何も送信しないこと）のままでいなければならない時間期間である。ＩＥＥＥ８０２．１１のシステムでは、ステーションは、他のステーションから送信されるフレーム内に表示された持続時間／ＩＤを観察することによって、それがいつ休止であるべきかを決定することができる。持続時間／ＩＤは、図１３Ｂが示すように「ネットワーク割り当てベクトル（ＮＡＶ）フィールド」として表示される。このフィールドは基本的には、各フレームのフレーム・ヘッダに表示される。
【００７７】
送信レコード・パラメータの更新方法の詳細については、図３乃至５を参照することができる。
【００７８】
送信レコードの導入が、「予めスケジュールされたステーション」によるその送信順序及び開始時間の決定に役立つことは明白である。しかしながら、任意のステーションの送信レコードに誤りがある場合、そのステーションは間違った順序で送信を実行する可能性があり、これにより、「予めスケジュールされた媒体占有期間」内で衝突が発生することになる。このような問題を回避するため、「送信レコード」に加えて、図１５Ａが示すような「予めスケジュールされたステーションのアドレス・リスト」をも導入することができる。
【００７９】
「予めスケジュールされたステーションのアドレス・リスト」はビーコン・フレームに表示され、全てのステーションへ、
（１）現在どのステーションが予めスケジュールされたステーションとして登録されているか？
（２）予めスケジュールされたステーションの各々の送信順位は何か？
（３）予めスケジュールされたステーションは「予めスケジュールされた媒体占有期間」においてどのくらいチャネルを占有できるか？を伝えるために使用される。
【００８０】
図１６において、（１）は「予めスケジュールされたステーションのアドレス」として表示され、（２）は「順位」として、かつ（３）は「ストリーム送信の持続時間」として表示されている。
【００８１】
ＡＰは、「予めスケジュールされたステーションのアドレス・リスト」をあらゆるビーコン・フレーム内に表示し、あらゆる選択的競合期間の始めで全てのステーションへ同報通信する。
【００８２】
図１７Ａ、１７Ｂ及び１８は、次の送信情報の使用方法を示している。先の説明の通り、「媒体占有競合期間」におけるチャネル占有の競合に勝利したステーションは、次の選択的競合期間からの「予めスケジュールされた媒体占有期間」において競合なしにデータ・パケットを送信することを許容される。ステーションは、カレントの選択的競合期間において送信される最終パケットで次の送信情報を表示することにより、次の選択的競合期間においても送信を続けるか、もしくは送信を中止してその固有の予めスケジュールされた媒体占有時間を放棄するかに関して、その意向を表示することができる。
【００８３】
図１７Ａ、１７Ｂ及び１８において、ステーションＡは、第２の期間においてその送信を継続するために、第１の期間に送信される最終パケットの次の送信情報フィールドに「Ｒｅｐｅａｔ＿Ｆｌａｇ」＝ＯＮ及び「Ｓｔｒｅａｍ＿Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ＿Ｄｕｒａｔｉｏｎ」＝２ミリ秒を表示している。これにより、ＡＰはステーションＡを「予めスケジュールされたステーション」として登録し、第２の期間のビーコン・フレームにおいて「Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ＿Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ＿Ｂａｃｋｏｆｆ」＝２ミリ秒を表示することにより２ミリ秒の時間期間を予約する。ビーコンを受信すると、ステーションＡは、第２の期間において競合なしにデータ・パケットを連続送信し、チャネルを２ミリ秒間占有する。ここで、ステーションＡは、第３の期間において４ミリ秒の送信持続時間でその送信を継続することを希望しているものとする。この場合、ステーションＡは、第３の期間においてその送信を継続するために、第２の期間において送信される最終パケットの次の送信情報フィールドに「Ｒｅｐｅａｔ＿Ｆｌａｇ」＝ＯＮを再度表示するが、「Ｓｔｒｅａｍ＿Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ＿Ｄｕｒａｔｉｏｎ」の値を４ミリ秒に変更する。これによりＡＰは、第３の期間のビーコン・フレームに「Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ＿Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ＿Ｂａｃｋｏｆｆ」＝４ミリ秒を表示して４ミリ秒の時間期間を予約する。ビーコンを受信すると、ステーションＡは、第３の期間において競合なしにデータ・パケットを連続送信することにより、チャネルを４ミリ秒間占有する。ここで、ステーションＡは、次の（第４の期間）選択的競合期間から送信を停止することを希望しているものとする。この場合、ステーションＡは、ステーションＡのために予約された４ミリ秒の予めスケジュールされた媒体占有時間を放棄するために、第３の期間において送信される最終パケットの次の送信情報フィールドに「Ｒｅｐｅａｔ＿Ｆｌａｇ」＝ＯＦＦを表示する。これにより、ＡＰは、第４の期間のビーコン・フレームに「Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ＿Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ＿Ｂａｃｋｏｆｆ」＝０ミリ秒を表示する。その結果、第４の期間では図１７Ｂが示すように、選択的競合期間全体が「競合媒体占有期間」として認識される。
【００８４】
また、図１９Ａ及び１９Ｂが示すように、予めスケジュールされたステーションは、ＡＰ及び全てのステーションへ「ヌル・フレーム」のようなブロードキャスティング・フレームを送信することにより、好きなときにいつでもその固有の予めスケジュールされた媒体占有時間を放棄することができる。図１９Ａ及び１９Ｂは、ヌル・フレームの使用による予めスケジュールされた送信を中止する例を示す。図１９Ａ及び１９Ｂが示すように、「予めスケジュールされたステーション」であるステーションＡは、第２の期間にヌル・フレームを送信して、ステーションＡが「予めスケジュールされた媒体占有期間」におけるその送信の中止を希望していることを表示する。ヌル・フレームを受信すると、ＡＰ及び他の予めスケジュールされたステーションは、「予めスケジュールされた媒体占有期間」内の送信順位が変わり、更新されなければならないことを認識する。この場合、「予めスケジュールされたステーション」であるステーションＢはその固有の送信レコードを確認して、第１順位で送信する「予めスケジュールされたステーション」であったステーションＡが既にその「予めスケジュールされた送信」を中止していることを発見する。その結果、ステーションＡを除く全ての予めスケジュールされたステーションは、それらが「予めスケジュールされた送信」を１段階早い順位で実行しなければならないことを認識する。この場合、先に「予めスケジュールされた送信」を第２順位で実行したステーションＢは、その送信順位が２番目の（第２）順位から１番目の（第１）順位に変更されることを認識する。同時に、ＡＰは、「Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ＿Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ＿Ｂａｃｋｏｆｆ」の値を５ミリ秒から３ミリ秒に更新し、かつ第３の期間のビーコンに「Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ＿Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ＿Ｂａｃｋｏｆｆ」＝３ミリ秒を表示することにより、ステーションＡのために予約されている２ミリ秒の予めスケジュールされた媒体占有時間を解放する。
【００８５】
これにより、第３の期間のビーコンを受信すると、ステーションＢは、図１９Ａ及び１９Ｂが示すように、その予めスケジュールされた送信を即座に開始する。
【００８６】
本発明は、ネットワーク・デバイスをＱｏＳ意識の高いものにするために装備する体系的なプロセスと、送信媒体にコストがかかりすぎるストリームの許容を拒絶する手段と、データ・ユニットの放出速度をショート・バーストの形式で形成して必要な送信許可数を減らす手段と、複数の送信待ち行列に同時に対応する送信許可を発生させる手段と、全てのトラフィック・ストリームのデータ・ユニットをＱｏＳ要件が損なわれないように送信する手段と、無線媒体占有時間の制御された競合のために選択的競合期間と呼ばれる限定された期間を生成する手段と、ステーション及び中央コントローラが、トラフィック状態に依存してあらゆる選択的競合期間において選択された時間に無線媒体を求めて競合するシステムと、各ステーションにおいて送信レコードを保持することにより、ステーション及び中央コントローラが送信の分散スケジューリングを保有するための手段と、送信レコードを更新する手段と、選択的競合期間内のスケジュールされた媒体占有時間を予約しかつ削除する手段と、競合を基礎とする無線媒体占有アクセス方法を使用してスケジュールされた媒体占有時間を予約しかつ削除するシステムとを供給することにより、問題点を解決する。
【００８７】
本発明を使用すれば、送信が調整されている全てのトラフィック・ストリームは、単一の送信待ち行列へと放出される前に速度を制御されかつ成形される。送信待ち行列における全てのトラフィック・ストリームのデータ・ユニットは、先入れ先出し的に対応される。これに対して、送信が調整されていないトラフィック・ストリームは、進入許可を制御されかつ分類された上でその個々のカテゴリの送信待ち行列へ放出される。送信待ち行列におけるデータ・ユニットは、その待ち行列に対して送信許可が付与された場合にのみ送信を許可される。さらに、送信待ち行列のその個々の送信コントローラは、送信プロセスを調整する。
【００８８】
無線媒体の送信状態に高速で適合させるためには、サービス品質（ＱｏＳ）のサポートが７層のＯＳＩ参照モデルの可能最低層において有効化されなければならない。図２０は、無線ネットワーク上の送信のＱｏＳを促進する体系的なプロセスを示す。まず、トラフィック・ストリームは、１０１で記されているように、それがサービスされる必要のある方法によって分類される必要がある。データ転送が開始される時間は、集中調整エンティティによって調整されるか、もしくは自律的手段によって決定されるか、の何れかであることが可能である。パラメータ表示された、または優先順位付けされたＱｏＳストリームは、ネットワーク・デバイスまたはセットアップの選択に依存して、調整された転送または自律的転送の何れかによって供給されることが可能である。
【００８９】
調整的に供給されるトラフィック・ストリームの場合、トラフィックの放出は、送信待ち行列への進入が許可される前に個々に速度制御され（１０３）かつ成形される（１０４）。そうすることでデータ・ユニットは、どのトラフィック・ストリーム方向にもバイアスを導入することなく先入れ先出し（ＦＩＦＯ）法で送信されることが可能である。さらにこれは、送信許可が与えられた場合に送信するデータ・ユニットを決定する必要がなく、データ送信を容易にする。このプロセスは、トラフィック・ストリームが何ら特定されることなくネットワーク・デバイスに送信許可が供される場合に、特に有益である。トラフィック・シェーパは、対応する送信待ち行列への進入を許可されたデータ・ユニットの（（ａ）数、または（ｂ）サイズの何れかで測定された）量を調整する。トラフィック・シェーピング（１０４）の第１のプロセスは、各送信待ち行列のサービス間隔を決定することである。サービス間隔は、許容された全てのストリームのＱｏＳ要件を達成するために送信待ち行列によって必要とされる送信許可の連続する占有の間の持続時間として定義される。サービス間隔を計算するためには、まず、特定の間隔Ｉ内で待ち行列から送信されるデータ・ユニットの量Ｓを決定する。次に、全てのオーバーヘッドを考慮して、１つのデータ・ユニットを完全に送信するために送信媒体上で必要とされる持続時間Ｄを計算する。次に、Ｉの間に送信されるべき全てのデータ・ユニットを送信するために必要な、Ｔで表される合計持続時間を計算する。但し、Ｔ＝Ｓ＊Ｄである。上記値Ｔを使用して、必要な送信許可の最低数Ｐを計算する。最後に、ＩをＰで除して得た結果がサービス間隔の値である。サービス間隔を決定した後は、ａ）サービス・クレジット、ｂ）サービス・ネガティブ・クレジット、及びｃ）サービス・カウントの各値を計算する必要がある。
【００９０】
サービス・クレジットは、あるサービス間隔内で送信待ち行列への進入を許可されることが可能なデータ・ユニットの（数またはサイズで測定された）平均量として定義される。これは、サービス間隔と許可された全てのトラフィック・ストリームのデータ速度の和との積として計算される。サービス・ネガティブ・クレジットは、あるサービス間隔内で送信待ち行列への進入を許可されることが可能なデータ・ユニットの過剰量として定義される。これは、突発的に発生するトラフィックを過度の待ち行列遅延をもたらすことなく平滑にするために使用される。３番目の変数であるサービス・カウントは、送信されることが許可されているが、ストリーム送信の始めからは送信されていないトラフィック・ストリームのデータ・ユニットの累積された数またはサイズである。これは、任意のデータ・ユニットが送信待ち行列へと放出される前にゼロに初期化される。サービス・クレジットは、サービス間隔の各周期の始めに変数の既存値に加算される。各送信の後、１ユニットが変数から減算される。
【００９１】
サービス間隔の周期で、カレントな周期間隔の間に送信待ち行列への進入を許可されるデータ・ユニットの量Ｎが決定される。先行する周期間隔の終わりにおけるサービス・カウントの値がゼロより大きければ、Ｎはサービス・カウントと、サービス・クレジットと、サービス・ネガティブ・クレジットとの和に等しい。そうでなければ、Ｎはサービス・カウント及びサービス・クレジットのみの和に等しい。次に、この値を使用して、送信待ち行列へのデータ・ユニットの放出が防止される。
【００９２】
最後に、送信コントローラ（１０８）は、送信許可を制御信号（１０７）に変換してデータ送信を制御し、これはまた、送信待ち行列ステータスを基礎として過剰な送信許可を解除するために必要な信号または制御フレームを発生させる（１０６）。
【００９３】
その送信時間を自律的に決定するトラフィック・ストリームの場合、各ストリームは、進入許可制御ユニット（１１２）によって進入を許可される必要がある。進入許可制御ユニットは、ストリームの進入許可がネットワークで利用可能なものを超えるリソースを必要とするかどうかを決定し、この計算を基礎としてストリームを受け入れるか拒絶するかを決定する。進入許可制御ユニット（１１２）は、２つの入力、即ち、ａ）トラフィック・ストリームの推定データ速度、及びｂ）媒体内で利用可能なストリームの進入許可以前の帯域幅、を必要とする。トラフィック・ストリームのデータ速度は、トラフィック・プライオリティザ（１１４）の入力端子におけるデータ・ユニットの数及びそのサイズを監視することにより推定されることが可能である。ステーションは、その自らの送信及びそのネットワーク割り当てベクトル（ＮＡＶ）の設定を監視することにより、媒体内で利用可能な帯域幅を推定することができる。さらに、放出速度はショート・バーストの形式で作られ、同じ送信ネットワークにおける他のストリームまたは他のネットワーク・デバイスのストリームとの送信許可を求める競合の発生が低減される。１１６で記されたトラフィック・シェーパの場合、これは、１０４で記されたトラフィック・シェーパに関して述べたものと同じ機能を有しているが、必要なサービス間隔を決定する方法に僅かな修正が加えられている。サービス間隔は、個々の送信待ち行列内の全てのストリームのＱｏＳ要件を保持することができる送信許可占有の間隔として決定される。送信許可が所与であれば、まず、許可された送信の持続時間Ｅを求める。次に、持続時間Ｅ内で送信されることが可能なデータ・ユニットの量Ｆを計算する。サービス間隔は、Ｆをデータ・ユニットが送信待ち行列へ放出される速度で除算した結果である。
【００９４】
送信コントローラ（１１８）は、送信待ち行列におけるパケットの送信を制御し、送信許可発生器に対し必要な信号を発生して送信許可を要求する。送信許可発生器に対する送信要求信号（１２０）は、個々の送信待ち行列が非空でありかつ保留の信号要求が発生されていない場合に発生される。送信許可発生器論理は、各送信待ち行列に関連づけられた３つの変数を有する図２１が示すような２ステージの有限状態機械により表現されることが可能である。第１の変数Ａは、その送信待ち行列に送信許可が付与され得るまでに送信媒体が休止のままでいなければならない固定スロットの残余数を示す。第２の変数Ｗは、その送信待ち行列が保留された送信許可要求を有することを示す。送信要求信号（２０５）が受信されていれば、これは真に設定され、送信消去信号（２０６）が発生すると偽に設定される。アイドル・ステージ（２０１）では、各スロット間隔において、Ａは、非ゼロであれば１だけ減分される。さらに、Ａがゼロであり、かつＷが個々の送信待ち行列に関して保留された送信要求信号の存在を表示していれば、送信消去信号が発生される。送信媒体が使用中であることが検出されると、アイドル・ステージから使用中ステージへの遷移が必要になる。使用中ステージ（２０２）では、Ａの減分が停止される。送信媒体が予め決められた持続時間に渡ってアイドル状態であれば、使用中からアイドルへのステージ遷移が実行される。Ａは、この遷移の間に計算し直される。これにより、ただ１つの送信許可発生器によって、複数の送信待ち行列に対応することができる。
【００９５】
本発明は、様々な態様から見た下記の構成を有することが可能である。第１の態様によれば、ネットワーク・デバイスが、デバイスによる送信開始のタイミングが調整されるＱｏＳデータ送信を促進させることを可能にするシステムは、
ｉ）トラフィック・ストリームの送信待ち行列への放出を、占有された帯域幅を乱用せずかつ予め取り決められた送信速度に違反しないように管理する速度コントローラと、
ｉｉ）全てのトラフィック・ストリームの送信待ち行列への放出速度を、どのストリームへ向けてもバイアスをもたらすことなく先入れ先出し法で供給され得るように作るトラフィック・シェーパと、
ｉｉｉ）送信待ち行列におけるパケットの送信を制御しかつ送信許可を解除するために必要な信号を発生させる送信コントローラとで構成される。
【００９６】
第２の態様によれば、ネットワーク・デバイスが、デバイスによる送信開始のタイミングが上記デバイスによって自律的に決定されるＱｏＳデータ送信を促進させることを可能にするシステムは、
ｉ）送信チャネルが新規ストリームの進入許可によってオーバーロードされないように、新たに開始されるトラフィック・ストリームに送信許可を与える進入許可コントローラと、
ｉｉ）送信許可を要求しかつ送信待ち行列におけるパケットの送信を制御するために必要な信号を発生させる送信コントローラと、
ｉｉｉ）デバイスが送信を開始するための送信許可を発生させる送信許可発生器とで構成される。
【００９７】
第３の態様によれば、送信許可が付与されるとデータ・ユニットがタイムリーにかつ先入れ先出し法で送信されることを許容するために、送信待ち行列において調整的に送信される全てのトラフィック・ストリームの全てのデータ・ユニットを結合することによりバイアスが一切導入されないことを保証する方法は、
ｉ）トラフィック・ストリームの送信待ち行列への放出速度を、予め取り決められた速度に違反しないように管理する速度制御を実行するステップと、
ｉｉ）トラフィック・ストリームの送信待ち行列への全ての放出速度を、どのストリームに対しても不正をもたらすことなく先入れ先出し法で供給され得るように作るトラフィック・シェーピングを実行するステップと
を含む。
【００９８】
第４の態様によれば、上記第３の態様の（ｉｉ）におけるトラフィック・シェーピングを達成する方法は、
ｉ）オペレーションの周期間隔を決定するステップと、
ｉｉ）トラフィック・ストリームのＱｏＳ要件を満たすために、周期間隔の持続時間内に送信されるデータ・ユニットの平均の数またはサイズを計算するステップと、
ｉｉｉ）周期間隔に渡って計算された一定のビット・レートで発生されないトラフィック・ストリームのＱｏＳ要件を満たすために、周期間隔の持続時間内に送信を許可された余分のデータ・ユニットの平均の数またはサイズの変動を計算するステップと、
ｉｖ）ストリーム送信の始めから許可はされていても未だ送信されていないトラフィック・ストリームのデータ・ユニットの累積された数またはサイズを計算するステップと
を含み、この値は、（ｉｉ）において各周期間隔の始めに計算された値を加算し、一方で実行される送信毎に１ユニットを減算して取得され、
ｖ）カレントな周期間隔の間に送信待ち行列への進入を許可されたトラフィック・ストリームのデータ・ユニットの数またはサイズを決定するステップを含み、この値は、各周期間隔の始めに、（ｉｉ）で計算された値を、先行する各周期間隔の終わりに（ｉｖ）で取得された値がゼロ以下であればこれに加算して決定され、そうでなければ、（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）で計算された値が、先行する周期間隔の終わりに（ｉｖ）で取得された値に加算される。
【００９９】
第５の態様によれば、送信待ち行列に与えられる送信許可が一定の持続時間を有する場合、第４の態様の（ｉ）における周期間隔を決定する方法は、
ｉ）上記一定の持続時間内に送信されることが可能なデータ・ユニットの数またはサイズを計算するステップと、
ｉｉ）送信待ち行列がｉにおいて計算された数またはサイズのデータ・ユニットで満たされるために必要な持続時間を計算するステップと
を含む。
【０１００】
第６の態様によれば、複数の送信待ち行列に対してただ１つの送信許可発生器を有する方法は、上記発生器のプロセスを２ステージの有限状態機械として実装することであり、上記２ステージの有限状態機械は、
ｉ）送信待ち行列に送信許可が付与され得るまでに送信媒体が休止のままでいなければならない固定スロットの残余数を示す、送信待ち行列に関連づけられた変数と、
ｉｉ）送信待ち行列が保留された送信許可要求を有することを示す、送信待ち行列に関連づけられた変数と、
ｉｉｉ）ｉにおける変数を、それが非ゼロであれば各スロット間隔において減分し、かつ送信待ち行列が保有された送信待ち行列要求を有しかつｉにおける各変数がゼロであれば、送信許可を与えるアイドル・ステージとで構成され、アイドル・ステージから使用中ステージへの遷移は、送信許可の付与が認められない場合に実行され、かつ、
ｉｖ）各スロット間隔でｉにおける変数の減分を停止させる使用中ステージで構成され、使用中からアイドル・ステージへの遷移は、送信媒体が予め決められた持続時間に渡ってアイドル状態であった場合に実行される。
【０１０１】
第７の態様によれば、無線ステーションが送信帯域幅を求めて競合する無線媒体占有競合を低減させる方法は、無線媒体占有競合を２つの区別的な期間に分割し、上記２つの区別的な期間は、
ｉ）無線媒体占有競合期間における競合に勝利したことを介して先に媒体占有期間を取得している無線ステーションに対して競合のある送信及び競合のない送信が許容される、予めスケジュールされた媒体占有期間と、
ｉｉ）無線ステーションは無線媒体占有を求めて競合することができる媒体占有競合期間とである。
【０１０２】
第８の態様によれば、第７の態様における選択的競合期間を限定する方法は、無線ステーションが選択的競合を実行する無線ネットワークの中央コントローラにパラメータを有するデータ・メッセージを同報通信させ、上記パラメータは、
ｉ）選択的競合期間の開始及び終了を表示するビットフィールドと、
ｉｉ）無線ステーションが競合を開始してカレント及び次の選択的競合期間における媒体占有期間を予約することができる時間を示す数値表示と、
ｉｉｉ）選択的競合期間の持続時間を示す数値表示とである。
【０１０３】
第９の態様によれば、全てのステーションが第７の態様におけるように無線ネットワーク内に選択的競合期間を発生させる方法は、選択的競合期間の始まりを表示する信号またはメッセージを受信しかつメッセージから予め記憶された数値表示を検索して中央コントローラにより制御または調整され、上記予め記憶された数値表示は、
ｉ）無線ステーションが競合を開始してカレント及び次の選択的競合期間における媒体占有期間を予約することができる時間を示す表示と、
ｉｉ）選択的競合期間の持続時間を示す表示とから成る。
【０１０４】
第１０の態様によれば、数値で表されるカウンタまたはポインタを使用して無線ネットワーク内の競合を基礎とする媒体占有予約を信号で合図する方法は、ある限定された期間内の競合時間の始まり及び持続時間を示し、媒体占有予約の競合を制御する。但し、上記限定された期間は第７の態様において説明されている。
【０１０５】
第１１の態様によれば、競合における勝利に基づく予約を介して他のステーションに属する無線媒体占有によって占有されている期間における無線媒体競合を防止する方法は、限定された時間期間の送信レコードを保有し、上記送信レコードは無線ネットワーク内の個々のステーションによって管理され、上記レコードは、
ｉ）ホスト無線ステーションの全てのデータ・ストリームの媒体占有開始時間と、
ｉｉ）ホスト無線ステーションの対応する全てのデータ・ストリームの媒体持続時間と、
ｉｉｉ）ホスト無線ステーションによって観察された他の無線ステーションの無線媒体占有の連続期間の開始時間と、
ｉｖ）ホスト無線ステーションによって観察された他の無線ステーションの無線媒体占有の連続期間の持続時間とで構成される。
【０１０６】
第１２の態様によれば、無線ネットワークにおいて帯域幅を予約するためのシステムでは、第１１の態様におけるように、送信レコードを分散的に更新させることによる、競合手段を使用して送信ステーションにより発生される媒体占有が、ホストステーションによって送信されるデータ・ストリームの媒体占有期間と、他のステーションへ割り当てられた媒体占有期間に起因してホストステーションによって観察された送信休止期間とで構成される。
【０１０７】
第１３の態様によれば、媒体占有競合期間における無線媒体占有予約の競合に起因する帯域幅の浪費を、帯域幅を競合に解放することによって低減させる方法は、
ｉ）競合によってのみ分離される送信休止期間の新たなブロックを付加してより大きい送信休止期間を形成するステップと、
ｉｉ）送信休止期間同士の間の媒体占有期間または別の媒体占有期間の競合時間を除去するステップと
を含む。
【０１０８】
第１４の態様によれば、後続の選択的競合期間において帯域幅予約を送信することなく次の選択的競合期間の媒体占有期間を予約する方法は、カレントの媒体占有期間における最終データ・パケットにおいて媒体占有予約パラメータを送信し、上記帯域幅予約パラメータは、
ｉ）下記の（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）において指定される無線媒体占有の予約は次の限定された期間において除去または付加されることを表示する反復フラグと、
ｉｉ）限定された期間の始まりを参照して測定された送信開始時間を表示する時間と、
ｉｉｉ）上記（ｉｉ）におけるような媒体占有時間の持続時間を記す表示と
から成る。
【０１０９】
第１５の態様によれば、予めスケジュールされた媒体占有期間における予約された媒体占有時間を解除する方法は、予約された媒体占有期間内に送信せず、無線ネットワーク内のステーションの送信レコードの更新を使用して他の無線ステーションが送信を求めて競合できるようにする。
【０１１０】
第１６の態様によれば、予めスケジュールされた媒体占有期間における予約された媒体占有を解除する方法は、ヌル・パケットを送信して予めスケジュールされた媒体占有時間内の媒体占有を求めて競合するように他のステーションへ合図する。
【０１１１】
第１７の態様によれば、ステーションによって放棄された媒体占有時間を求めて無線ネットワーク内の他のステーションが競合できるようにする方法は、媒体占有を解放するステーションから受信されるヌル・パケットをもとに個々のステーションの送信レコードの更新を実行する。
【０１１２】
第１８の態様によれば、送信がコーディネータに調整されていない同じネットワーク内の他のストリームまたは他のネットワーク・デバイスからのストリームとの衝突発生を低減させるために、データ・ユニットの放出をショート・バーストで成形する方法は、
ｉ）送信待ち行列へのデータ放出のためにトラフィック・シェーピングを実行するステップと、
ｉｉ）送信許可を要求する信号を発生するように送信コントローラに要求するステップと
を含む。
【０１１３】
第１９の態様によれば、第２の態様におけるｉｉｉまたは第１８の態様におけるｉｉの送信コントローラが他の送信と衝突しそうにない送信許可を要求する信号を生成するタイミングを決定する方法は、送信許可を要求する信号が、信号発生の遅延は失効となる如何なるデータ・ユニットの有効期限をも犠牲にしないという条件で、送信許可を受信した際に送信されるデータ・ユニットが十分に存在する場合にのみ発生されるように、送信待ち行列のステータスを監視することを含む。
【０１１４】
第２０の態様によれば、第１７の態様において言及されているようにステーションが選択的競合期間の範囲内で媒体占有を求めて競合する方法は、分散されかつ自己調整される制御状態を使用し、上記制御状態は、
ｉ）中央コントローラは第８の態様に示されたパラメータで構成されるメッセージを送信し、他のステーションは上記メッセージの正常な受信を待機する、選択的競合期間の始めの状態と、
ｉｉ）先行する選択的競合期間の競合における先行勝利を有するステーションは、第１１の態様におけるように、送信レコードを基礎として無線媒体占有時間を求めて特定の時間に競合することを許可される、ステーション競合が予め割り当てられた状態と、
ｉｉｉ）ステーションはカレント及び次の選択的競合期間に各々媒体占有を求めて競合しかつこれを予約することができる競合予約状態と、で構成され、選択的競合期間に参加するステーションはまた、この状態における他のステーションによって実行される勝利した媒体占有時間期間の媒体占有時間の競合・スケジュールを更新し、
ｉｖ）競合に勝利したステーションが於かれる、データ・ストリームのデータ・パケットが送信される競合・アクセス権が付与された状態と、
ｖ）送信ステーションが次の選択的競合期間における媒体占有を予約することを選択すると、上記ステーションが横断することになる上記（ｉｖ）に記述した状態における事前競合回避アクティブ状態と、
ｖｉ）上記（ｉｖ）におけるように勝利した競合において媒体占有時間に予約された全てのデータ・パケットを送信した後、ステーションの送信レコードが更新される送信休止期間更新アクティブ状態と
で構成される。
【０１１５】
本発明を、添付の図面を参照し、その好適な実施形態に関連して説明したが、当業者には様々な変更及び修正が明白であることは留意されなければならない。このような変更及び修正は、添付の請求の範囲によって定義された本発明の範囲を逸脱しない限り、本発明のこの範囲に包含されるものと理解されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】選択的競合期間の間に動作する無線ステーション及び中央コントローラのハイレベル・メッセージ・シーケンス・チャートを示す。
【図２】典型的な選択的競合期間のタイミング図である。
【図３】送信レコードを更新するフローチャートである。
【図４】選択的競合期間における中央コントローラを示す。
【図５】無線ステーションによる送信レコードのオペレーションを示す。
【図６】本発明の無線ネットワークの略図である。
【図７Ａ】ネットワークのアクセス・ポイントの略図である。
【図７Ｂ】ネットワークのステーションの略図である。
【図８】無線ネットワークに渡る無線媒体を介する送信のフローチャートである。
【図９】無線ネットワークに渡る無線媒体を介する送信のフローチャートである。
【図１０Ａ】データの優先順位付けを使用する競合・アクセス・メカニズムの従来例である。
【図１０Ｂ】ステーションＡ及びステーションＢにおける無線媒体占有の状態の略図である。
【図１１】アクセス・ポイントからのビーコンの略図である。
【図１２Ａ】選択的競合・バックオフ・ポインタの定義である。
【図１２Ｂ】選択的競合・バックオフ・ポインタの定義である。
【図１３Ａ】ステーションＡとＢとの間の選択的競合の略図である。
【図１３Ｂ】ステーションＡ及びステーションＢにおける無線媒体占有の状態の略図である。
【図１３Ｃ】アクセス・ポイントからのビーコンの略図である。
【図１４】ステーションからのデータ・フレームの略図である。
【図１５Ａ】ステーションＡとステーションＢとの間の選択的競合の略図である。
【図１５Ｂ】ステーションＡ及びステーションＢにおける無線媒体占有の状態の略図である。
【図１６】アクセス・ポイントからのビーコンの略図である。
【図１７Ａ】選択的競合の別の態様の略図である。
【図１７Ｂ】アクセス・ポイントからのビーコンの略図である。
【図１８】次の送信情報を含む最終データ・パケットの略図である。
【図１９Ａ】ステーションＡとステーションＢとの間の選択的競合の略図である。
【図１９Ｂ】ステーションＡ及びステーションＢにおける無線媒体占有の状態の略図である。
【図２０】媒体占有スケジュール生成の系統的プロセスである。
【図２１】送信許可発生器の有限状態機械である。
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【外国語明細書】
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