(57)【要約】共有通信チャネル上の送信を最適化するための技術が開示されている。レガシー・ステーション及び機能強化されたステーションが同一の共有通信チャネル上に存在し、機能強化されたステーション間の通信をレガシー・ステーションに視認可能にするために制御フレームが使用できる。開示された本技術は、１つ以上の候補制御フレームが利用できる時に、複数の制御フレームから選ぶ。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ・フレームの前に送信するための制御フレームを、第１のフレーム及び第２のフレームから選択することであって、前記制御フレームの選択が前記データ・フレームを送信するために必要な時間に基づいて行われる、選択と、
前記制御フレームを、第１の変調方式に従って共有通信チャネル上で送信することと、
前記データ・フレームを、前記第１の変調方式と異なる第２の変調方式に従って前記共有通信チャネル上で送信することと、を含む、
方法。
【請求項２】
前記第１のフレームが送信要求フレームであり、前記第２のフレームが送信クリア・フレームである、請求項１の方法。
【請求項３】
前記制御フレームが、前記データ・フレームを送信するために必要な時間に基づく値を有する期間フィールドを含む、請求項１の方法。
【請求項４】
前記制御フレームの受信が受信機内に仮想搬送波検知機構を引き起こす、請求項１の方法。
【請求項５】
前記第１のフレーム及び前記第２のフレームからの前記制御フレームの選択が、さらに、（１）前記第１のフレームを送信するために必要な時間と、（２）前記第２のフレームを送信するために必要な時間と、（３）前記共有通信チャネルのコリージョン比と、に基づいて行われる、請求項１の方法。
【請求項６】
前記データ・フレームのペイロード内のデータがホスト・コンピュータから受信される、請求項１の方法。
【請求項７】
データ・フレームの前に送信するための制御フレームを、第１のフレーム及び第２のフレームから選択することであって、前記制御フレームの選択が前記データ・フレームを送信するために必要な時間に基づいて行われる、選択と、
前記制御フレームを共有通信チャネル上で送信することであって、前記制御フレームが、前記データ・フレームを送信するために必要な時間に基づく値を有する期間フィールドを含む、送信と、
を含む、方法。
【請求項８】
前記制御フレームが第１の変調方式に従って送信され、さらに、前記データ・フレームを、前記第１の変調方式と異なる第２の変調方式に従って前記共有通信チャネル上で送信することを含む、請求項７の方法。
【請求項９】
前記第１のフレームが送信要求フレームであり、前記第２のフレームが送信クリア・フレームである、請求項７の方法。
【請求項１０】
前記制御フレームの前記受信が受信機内に仮想搬送波検知機構を引き起こす、請求項７の方法。
【請求項１１】
前記第１のフレーム及び前記第２のフレームからの前記制御フレームの選択が、さらに、（１）前記第１のフレームを送信するために必要な時間と、（２）前記第２のフレームを送信するために必要な時間と、（３）前記共有通信チャネルのコリージョン比と、に基づいて行われる、請求項７の方法。
【請求項１２】
前記データ・フレームのペイロード内のデータがホスト・コンピュータから受信される、請求項７の方法。
【請求項１３】
データ・フレームの前に送信するための制御フレームを、第１のフレーム及び第２のフレームから選択するためのプロセッサであって、前記制御フレームの選択が前記データ・フレームを送信するために必要な時間に基づいて行われる、プロセッサと、
前記制御フレームを、第１の変調方式に従って共有通信チャネル上で送信し、
前記データ・フレームを、前記第１の変調方式と異なる第２の変調方式に従って前記共有通信チャネル上で送信するための、
送信機と、
を含む、装置。
【請求項１４】
前記第１のフレームが送信要求フレームであり、前記第２のフレームが送信クリア・フレームである、請求項１３の装置。
【請求項１５】
前記制御フレームが、前記データ・フレームを送信するために必要な時間に基づく値を有する期間フィールドを含む、請求項１３の装置。
【請求項１６】
前記制御フレームの受信が受信機内に仮想搬送波検知機構を引き起こす、請求項１３の装置。
【請求項１７】
前記第１のフレーム及び前記第２のフレームからの前記制御フレームの選択が、さらに、（１）前記第１のフレームを送信するために必要な時間と、（２）前記第２のフレームを送信するために必要な時間と、（３）前記共有通信チャネルのコリージョン比と、に基づいて行われる、請求項１３の装置。
【請求項１８】
さらにホスト・コンピュータを含み、前記データ・フレームのペイロード内のデータが前記ホスト・コンピュータから受信される、請求項１３の装置。
【請求項１９】
データ・フレームの前に送信するための制御フレームを、第１のフレーム及び第２のフレームから選択するためのプロセッサであって、前記制御フレームの選択が前記データ・フレームを送信するために必要な時間に基づいて行われる、プロセッサと、
前記制御フレームを共有通信チャネル上で送信するための送信機であって、前記制御フレームが、前記データ・フレームを送信するために必要な時間に基づく値を有する期間フィールドを含む、送信機と、
を含む、装置。
【請求項２０】
前記制御フレームが第１の変調方式に従って送信され、さらに、前記データ・フレームを、前記第１の変調方式と異なる第２の変調方式に従って前記共有通信チャネル上で送信することを含む、請求項１９の装置。
【請求項２１】
前記第１のフレームが送信要求フレームであり、前記第２のフレームが送信クリア・フレームである、請求項１９の装置。
【請求項２２】
前記制御フレームの受信が受信機内に仮想搬送波検知機構を引き起こす、請求項１９の装置。
【請求項２３】
前記第１のフレーム及び前記第２のフレームからの前記制御フレームの選択が、さらに、（１）前記第１のフレームを送信するために必要な時間と、（２）前記第２のフレームを送信するために必要な時間と、（３）前記共有通信チャネルのコリージョン比と、に基づいて行われる、請求項１９の装置。
【請求項２４】
さらにホスト・コンピュータを含み、前記データ・フレームのペイロード内のデータが前記ホスト・コンピュータから受信される、請求項１９の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連した出願への相互参照）
本出願は、２００３年１月１６日に出願された、「顧客におけるＯＦＤＭ保護最適化」という名称の、米国仮特許出願第６０／４４０，５７６号の利益を主張しており、本出願に全体として引用し援用する。
【０００２】
本発明は、一般的には遠隔通信に関する。より詳細には、本発明は、無線ローカル・エリア・ネットワークに関する。
【背景技術】
【０００３】
図１は、先行技術における無線ローカル・エリア・ネットワーク１００の部分の概略図を示す。ローカル・エリア・ネットワーク１００は、通信ステーション１０１、１０２−１、及び１０２−２を含む。ステーション１０１はレガシー・ステーション（従来のステーション）であり、ステーション１０２−１及び１０２−２は機能強化されたステーション（enhanced station）である。レガシー・ステーションとしてのステーション１０１は、相補型符号変調（complementary code keying）（CCK）等の第１の変調方式のみに従って、共有通信チャネル上で送受信できる。対照的に、機能強化されたステーションとしてのステーション１０２−１及び１０２−２は、第１の変調方式又は第２の変調方式のいずれかに従って、共有通信チャネル上で送受信できる。第２の変調方式の例は、直交周波数分割多重化（OFDM）である。したがって、ステーション１０１及びステーション１０２−２は、第１の変調方式を使用して、互いに通信しなければならない。しかしながら、ステーション１０２−１及び１０２−２は、第１又は第２の変調方式のいずれかを使用して、互いに通信できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ステーション１０２−１及び１０２−２は、可能な時はいつでも、第２の変調方式を使用して、互いに通信する。それは、そうすることにより、通信を最適化できる（例：スピード・アップ等）からである。しかしながら、第２の変調方式を使用する１つの効果は、ステーション１０２−１及び１０２−２間の通信を検出できないことである（すなわち、ステーション１０２−１及び１０２−２が第２の変調方式を使用して通信している時には、ステーション１０２−１及び１０２−２はステーション１０１にとって本質的に不可視である）。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
機能強化されたステーションをレガシー・ステーションに視認可能にさせるための１つの技術は、機能強化された変調方式を使用してデータ・フレームを送信する前に、レガシー変調方式を使用して、機能強化されたステーションに制御フレームを送信させることを含む。一部のプロトコルでは、ステーションは、送信要求（request_to_send)フレーム及び送信クリア（clear_to_send）フレーム等の複数の制御フレームから選択することができる。この柔軟性を有することは望ましいように見えるが、実際は、「間違った（wrong）」制御フレームが共有通信チャネル上に送信効率の損失を引き起こすことがある。
【０００６】
この欠点を説明するために、機能強化されたステーションが、レガシー変調方式によって送信されるべき制御フレームとして、送信クリア（clear_to_send）フレームを選択するものと仮定する。この場合には、コリージョンが発生すると、ステーションは、次のデータ・フレームも送信してタイム・アウトを経験するまでは、コリージョンが発生したことに気付かない。さらに、喪失した帯域及び時間のために、データ・フレームが長い程、コリージョンはよりコストがかかる。対照的に、機能強化されたステーションが、機能強化された変調方式によって、送信されるべき制御フレームとして送信要求（request_to_send）フレームを選択する場合にコリージョンが発生すると、ステーションは、タイム・アウトするとすぐにコリージョンが発生したことを知るが、対応する送信クリア（clear_to_send）を受信していない。したがって、送信要求（request_to_send）フレームは、送信クリア（clear_to_send）に比べて使用に優れているようである。しかしながら、送信要求（request_to_send）を制御フレームとして常に使用するにはコストがかかる。これは、対応する送信クリア（clear_to_send）フレームが、常にデータ・フレームが送信できる前に受信されなければならず、帯域を消費するからである。
【０００７】
本発明は、データ・フレームの前に送信するための制御フレームを選ぶことによって、このフレーム選択のジレンマに対処する。ここで、送信ステーションにおける制御フレームの選択は、データ・フレームを送信するために必要な時間に基づく。時間が長い場合には、送信ステーションは、制御フレームとして、第１のフレームを選ぶ。時間が短い場合には、送信ステーションは、制御フレームとして、第２のフレームを選ぶ。
【０００８】
本発明のいくつかの実施の形態は、使用される共有通信チャネルに適用可能なコリージョンしきい値を説明する。コリージョンしきい値は、発生しているか又は発生が予想されるコリージョンの相対量を示す。
【０００９】
本発明の例示的な実施の形態は、データ・フレームの前に送信するための制御フレームを、第１のフレーム及び第２のフレームから選択することであって、この制御フレームの選択がデータ・フレームを送信するために必要な時間に基づいて行われる、選択と、制御フレームを、第１の変調方式に従って共有通信チャネル上で送信することと、データ・フレームを、第１の変調方式と異なる第２の変調方式に従って共有通信チャネル上で送信することと、を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図２は、本発明の例示的な実施の形態による、ホスト・コンピュータ２０１及びステーション２０２の主要コンポーネントのブロック図を示す。ホスト・コンピュータ２０１はデータ・メッセージを生成可能であり、これらのデータ・メッセージをステーション２０２に送信可能である。ホスト・コンピュータ２０１は、さらに、データ・メッセージをステーション２０２から受信可能であり、これらのデータ・メッセージ内に含まれたデータを使用可能である。ホスト・コンピュータ２０１をどのように作製及び使用するかは、当業者には明らかであろう。
【００１１】
ステーション２０２は、データ・メッセージをホスト・コンピュータ２０１から受信可能であり、ホスト・コンピュータ２０１から受信されたデータを含むデータ・フレームを、共有通信チャネルを通じて送信可能である。ステーション２０２は、さらに、データ・フレームを共有通信チャネルから受信可能であり、データ・フレームからのデータを含むデータ・メッセージをホスト・コンピュータ２０１に送信可能である。本明細書を読めば、ステーション２０２をどのように作製及び使用するかは、当業者には明らかであろう。
【００１２】
図３は、本発明の例示的な実施の形態によるステーション２０２の主要コンポーネントのブロック図を示す。ステーション２０２は、図示したように相互接続された、受信機３０１と、プロセッサ３０２と、メモリ３０３と、送信機３０４と、を含む。
【００１３】
受信機３０１は、フレームを周知の方法で共用通信チャネルから受信可能であると共に、プロセッサ３０２に転送可能な回路である。これらのフレームは、データ・フレーム及び制御フレームの両方を含む。制御フレームの例として、送信要求（request_to_send）、送信クリア（clear_to_send）、及びアクノリッジメント（acknowledgement）フレームがある。受信機３０１をどのように作製及び使用するかは、当業者には明らかであろう。
【００１４】
プロセッサ３０２は、下記並びに図４、５、及び６のタスクを実行可能な汎用プロセッサである。本明細書を読めば、プロセッサ３０２をどのように作製及び使用するかは、当業者には明らかであろう。
【００１５】
メモリ３０３は、プロセッサ３０２によって使用されるプログラム及びデータを記憶可能である。メモリ３０３をどのように作製及び使用するかは、当業者には明らかであろう。
【００１６】
送信機３０４は、周知の方法でプロセッサ３０２からフレームを受信可能であると共に、共有通信チャネル上で送信可能な回路である。本明細書を読めば、送信機３０４をどのように作製及び使用するかは、当業者には明らかであろう。
【００１７】
図４は、本発明の例示的な実施の形態によって実行される主要なタスクのフローチャートを示す。図４に示されたどのタスクが同時に又は図示されたものとは異なる順序で実行できるかは、当業者には明らかであろう。
【００１８】
タスク４０１では、プロセッサ３０２は、ホスト・コンピュータ２０１からデータを受信し、周知の方法で該データを１つ以上のフレームに分解し、該フレームをメモリ３０３に記憶する。
【００１９】
ホスト・コンピュータ２０１から受信されたデータを送信する前に、プロセッサ３０２は、タスク４０２で、第１のフレーム及び第２のフレームから制御フレームを選ぶ。第１のフレーム及び第２のフレームは、本質的に「候補（candidate）」フレームであり、次に詳述される。プロセッサ３０２は、第１のデータ・フレームを送信するために必要な時間に基づいて、送信されるべきデータの部分から選択する。プロセッサ３０２は、１つ以上のデータ・フレームを送信する前に制御フレームを送信するために、制御フレームを選ぶ。
【００２０】
本発明の例示的な実施の形態によると、データ・フレームを送信するために必要な長さは、ある数式と比較される。この式は、第１の候補フレームを送信するために必要な時間Ｄ１と、第２の候補フレームを送信するために必要な時間Ｄ２と、共有通信チャネルのコリージョン比（fraction）Ｆと、を含む。第１の候補フレームを送信するために必要な時間と、第２の候補フレームを送信するために必要な時間と、をどのようにして決定するかは、当業者には明らかであろう。
【００２１】
コリージョン比は、コリージョンを引き起こす共有通信チャネル上の送信の割合を表す。コリージョン比は、以前に送信されたフレームの測定に基づくか又はある他の方法を通じて、推定によって決定できる。コリージョン比は静的特性であってもよく、あるいは時間の経過と共に更新されてもよい。コリージョン比をどのように決定及び使用するかは、当業者には明らかであろう。
【００２２】
送信クリア（clear_to_send）フレームと、次にデータ・フレームと、次にアクノリッジメント・フレームとを含む、第１のＩＥＥＥ８０２．１１メッセージ・シーケンスの平均期間ＤAは、次の式に等しい。
ＤA＝（１−Ｆ）*（ＤCTS+ＤData+ＤAck）+Ｆ*（ＤCTS+ＤData）（式１）
ここでＦはコリージョンしきい値であり、ＤCTS、ＤData、及びＤAckは、送信クリア（clear_to_send）、データ、及びアクノリッジメント・フレームをそれぞれ送信するために必要な時間を示し、フレーム間の間隔（例：短いフレーム間間隔等）による中間の時間間隔を説明する。同様に、送信要求（request_to_send）フレームと、次に送信クリア（clear_to_send）フレームと、次にデータ・フレームと、次にアクノリッジメント・フレームと、を含む、第２のＩＥＥＥ８０２．１１メッセージ・シーケンスの平均期間ＤBは、次の式に等しい。
ＤB＝（１−Ｆ）*（ＤRTS+ＤCTS+ＤData+ＤAck）+Ｆ*（ＤRTS）（式２）
ここでＦはコリージョンしきい値であり、ＤRTS、ＤCTS、ＤData、及びＤAckは送信要求（request_to_send）、送信クリア（clear_to_send）、データ、及びアクノリッジメント・フレームをそれぞれ送信するために必要な時間を示し、フレーム間の間隔による中間の時間間隔を説明する。
【００２３】
ＤA及びＤBを互いに等しく設定し、ＤDataについて解析することによって、いずれかのメッセージ・シーケンスの使用が等しいレベルの最適化を生じさせる、ＤDataについての値は、次の式に等しいと決定される。
（Ｄ1−Ｄ2*Ｆ）／Ｆ（式３）
ここで、Ｄ1及びＤ2は、ＤRTS及びＤCTSそれぞれの一般式である。
【００２４】
タスク４０３では、送信機３０４は制御フレームを共有通信チャネル上で送信する。送信機３０４は、制御フレームを第１の変調方式に従って送信する。第１の変調方式の例は相補型符号変調（keying）であり、本技術分野では公知である。
【００２５】
タスク４０４では、送信機３０４は、データ・フレームを共有通信チャネル上で送信する。送信機３０４は、データ・フレームを第２の変調方式に従って送信する。第２の変調方式の例は直交周波数分割多重化であり、本技術分野では公知である。データ・フレームを送信するために使用される変調方式は、制御フレームを送信するために使用される変調方式と同じであっても、異なっていてもよい。
【００２６】
図５は、本発明の例示的な実施の形態による第１の種類の制御フレームのブロック図を示す。図示された送信要求（request_to_send）フレームは、制御フレームとして選ばれステーション２０２によって送信された、２つの可能性のあるフレームの最初である。送信要求フレーム（request_to_send）フレームは、いずれかのステーションによって受信されると、本技術分野で公知のように、そのステーションの仮想搬送波検知機構（virtual carrier-sense mechanism）を引き起こす効果を有する。
【００２７】
ＩＥＥＥ８０２．１１の仮想搬送波検知機構は、他のフィールドと共に図５に示された、２オクテット（two-octet）期間フィールドに基づく。期間フィールドは、仮想搬送波検知機構の一部である、ネットワーク割当ベクトル（NAV）を周知の方法で更新するために、受信ステーションによって使用される値を含む。期間フィールド内の値は、送信要求（request_to_send）フレームに関連した１つ以上のフレームを送信するために必要な時間に基づく。一般に、期間フィールド内の値は、さらに、次のものを網羅する時間の推定に基づく。
・ステーション２０２に返送された対応する送信クリア（clear_to_send）の送信
・次のデータ・フレームの送信
・データ・フレームに対応するアクノリッジメント・フレームの送信
・個別フレーム間の任意の必要な間隔
送信要求（request_to_send）フレームをどのようにして生成及び使用するかは、当業者には明らかであろう。
【００２８】
図６は、本発明の例示的な実施の形態による第２の種類の制御フレームのブロック図を示す。図示された送信クリア（clear_to_send）フレームは、ステーション２０２によって送信されるべき制御フレームとして選ばれた、２つの可能性のあるフレームの２番目である。送信クリア（clear_to_send）フレームは、いずれかのステーションによって受信されると、本技術分野で公知のように、そのステーションの仮想搬送波検知機構を引き起こす効果を有する。
【００２９】
ＩＥＥＥ８０２．１１の仮想搬送波検知機構は、他のフィールドと共に図６に示された、２オクテット期間フィールドによる。期間フィールドは、仮想搬送波検知機構の一部であるネットワーク割当ベクトル（NAV）を周知の方法で更新するために受信ステーションによって使用される値を含む。期間フィールド内の値は、送信クリア（clear_to_send）フレームと関連した１つ以上のフレームを送信するために必要な時間に基づく。一般に、期間フィールド内の値は、さらに、次のものを網羅する時間の推定に基づく。
・次のデータ・フレームの送信
・データ・フレームに対応するアクノリッジメント・フレームの送信
・個別のフレーム間の任意の必要な間隔
送信クリア（clear_to_send）フレームをどのようにして生成及び使用するかは、当業者には明らかであろう。
【００３０】
上述の実施の形態は本発明の単なる例示であり、上述の実施の形態の多くの変形が、本発明の範囲から逸脱せずに、当業者によって案出できることを理解されたい。したがって、このような変形が、添付の特許請求の範囲及びそれらの等価物内に含まれるように意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】先行技術における無線ローカル・エリア・ネットワーク１００の部分の概略図を示す。
【図２】本発明の例示的な実施の形態による、ホスト・コンピュータ２０１及びステーション２０２を示す。
【図３】本発明の例示的な実施の形態による、ステーション２０２の主要コンポーネントのブロック図を示す。
【図４】本発明の例示的な実施の形態のフローチャートを示す。
【図５】本発明の例示的な実施の形態による、送信要求（request_to_send）制御フレームの概略図を示す。
【図６】本発明の例示的な実施の形態による、送信クリア（clear_to_send）制御フレームの概略図を示す。
【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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【国際調査報告】
2006516079.tif 000009
2006516079.tif 000010
2006516079.tif 000011