(57)【要約】【課題】無線ネットワークの信頼性を向上するためのシステム及び方法を提供する。【解決手段】選択的ポーリング技術は、適切にデータを送信することに失敗したステーションに送信失敗を修正する機会が与えられることを確保するために、無線ネットワーク内でステーションを選択的にポーリングするのに用いられる。選択的ポーリング技術は、あらゆるポーリングベースのシステムに適用でき、従って、レガシーシステムとの下位互換性が維持される。【選択図】図４
2012235453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセスポイントであって、
前記アクセスポイントによって制御される複数のステーションをポーリングするための無線送受信機を備え、
前記無線送受信機は、スケジュールに従って前記複数のステーションをポーリングし、
前記スケジュールは、
前記複数のステーションの各々をポーリングするための包括的ポーリング段階と、
前記包括的ポーリング段階の後の搬送波感知多重アクセス（ＣＳＭＡ）段階と、
前記アクセスポイントが前記包括的ポーリング段階中に前記複数のステーションの内のステーションからデータを正確に受信することに失敗した場合、前記包括的ポーリング段階の後であって前記ＣＳＭＡ段階の前に、前記失敗したステーションを選択的にポーリングするための選択的ポーリング段階とを備えることを特徴とするアクセスポイント。
【請求項２】
請求項１に記載のアクセスポイントにおいて、
前記複数のステーションの各々をポーリングすることは、前記包括的ポーリング段階中に、否定応答（ＮＡＣＫ）を前記失敗したステーションへ送信することを備え、
前記失敗したステーションを選択的にポーリングすることは、前記選択的ポーリング段階中に、ポーリングパケットを前記失敗したステーションへ送信することを備えることを特徴とするアクセスポイント。
【請求項３】
請求項１に記載のアクセスポイントにおいて、
前記失敗したステーションを選択的にポーリングすることは、前記包括的ポーリング段階中にポーリングパケットを送信する前のギャップであるフレーム間スペース（ＩＦＳ）において前記失敗したステーションへのデータが検出されない場合、前記選択的ポーリング段階中に前記失敗したステーションへポーリングパケットを送信することを備えることを特徴とするアクセスポイント。
【請求項４】
請求項１に記載のアクセスポイントにおいて、
前記複数のステーションの各々をポーリングすることは、更に、チャネルが占有されている期間を示すネットワーク割り当てベクトル（ＮＡＶ）を前記複数のステーションの各々へ送信することを備え、
前記アクセスポイントが前記包括的ポーリング段階中に前記失敗したステーションからデータを正確に受信することに失敗した場合、前記アクセスポイントは、前記ＮＡＶを前記選択的ポーリング段階の継続期間分延長することを特徴とするアクセスポイント。
【請求項５】
請求項１に記載のアクセスポイントにおいて、
前記複数のステーションの各々をポーリングすることは、送信のためのデータストリームとポーリングパケットとを送信することを備え、
正確にデータを受信することは、肯定応答（ＡＣＫ）と前記送信のためのデータストリームとを正確に受信することを備えることを特徴とするアクセスポイント。
【請求項６】
請求項１に記載のアクセスポイントにおいて、
前記複数のステーションの各々をポーリングすることは、前記複数のステーションの各々の全てに対する全てのポーリングパケットを第１の単一統合ポーリングパケットへ統合することと、
前記第１の単一統合ポーリングパケットと前記スケジュールとを前記複数のステーションの各々へ送信することと、
前記アクセスポイントが前記包括的ポーリング段階中に前記失敗したステーションからデータを正確に受信することに失敗した場合、第２の単一統合ポーリングパケットを生成し、且つ前記第２の単一統合ポーリングパケットを前記失敗したステーションへ送信することとを備えることを特徴とするアクセスポイント。
【請求項７】
アクセスポイントによって制御される各ステーションをポーリングするための無線送受信機を利用することを備える方法であって、
前記アクセスポイントによって制御される前記各ステーションをポーリングすることは、スケジュールに従って行われ、前記スケジュールは、
前記各ステーションをポーリングするための包括的ポーリング段階と、
前記包括的ポーリング段階の後の搬送波感知多重アクセス（ＣＳＭＡ）段階と、
前記アクセスポイントが前記包括的ポーリング段階中に前記各々のステーションの内のステーションからデータを正確に受信することに失敗した場合、前記包括的ポーリング段階の後であって前記ＣＳＭＡ段階の前に、前記失敗したステーションを選択的にポーリングするための選択的ポーリング段階とを備えることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、
前記各々のステーションをポーリングすることは、前記包括的ポーリング段階中に、否定応答（ＮＡＣＫ）を前記失敗したステーションへ送信することを備え、
前記失敗したステーションを選択的にポーリングすることは、前記選択的ポーリング段階中に、ポーリングパケットを前記失敗したステーションへ送信することを備えることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項７に記載の方法において、
前記各ステーションをポーリングすることは、更に、前記包括的ポーリング段階中にポーリングパケットを送信する前のギャップであるフレーム間スペース（ＩＦＳ）において前記失敗したステーションへのデータが検出されない場合、前記選択的ポーリング段階中に前記失敗したステーションへポーリングパケットを送信することを備えることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項７に記載の方法において、
前記各ステーションをポーリングすることは、更に、チャネルが占有されている期間を示すネットワーク割り当てベクトル（ＮＡＶ）を前記各ステーションへ送信することを備え、
前記アクセスポイントが前記包括的ポーリング段階中に前記失敗したステーションからデータを正確に受信することに失敗した場合、前記アクセスポイントは、前記ＮＡＶを前記選択的ポーリング段階の継続期間分延長することを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項７に記載の方法において、
前記各ステーションをポーリングすることは、パケットを前記各ステーションへ送信することを備え、前記パケットは、肯定応答（ＡＣＫ）、送信用データストリーム及びポーリングパケットを備え、
データを正確に受信することは、ＡＣＫと前記送信用データストリームとを受信することを備えることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項７に記載の方法において、
前記各ステーションをポーリングすることは、
前記各ステーションに対応するポーリングパケットを第１の単一統合ポーリングパケットへ統合することと、
前記第１の単一統合ポーリングパケットと前記スケジュールとを前記各ステーションへ送信することと、
前記アクセスポイントが前記包括的ポーリング段階中に前記失敗したステーションからデータを正確に受信することに失敗した場合、第２の単一統合ポーリングパケットを生成し、且つ前記第２の単一統合ポーリングパケットを前記失敗したステーションへ送信することとを備えることを特徴とする方法。
【請求項１３】
複数の端末ノードと、
前記複数の端末ノードをポーリングするアクセスポイントとを備えるシステムであって、
前記複数の端末ノードをポーリングすることは、スケジュールに従って実行され、前記スケジュールは、
前記複数の端末ノードの各々をポーリングするための包括的ポーリング段階と、
前記包括的ポーリング段階の後の搬送波感知多重アクセス（ＣＳＭＡ）段階と、
前記アクセスポイントが前記包括的ポーリング段階中に前記複数の端末ノードの端末ノードからデータを正確に受信することに失敗した場合、前記包括的ポーリング段階の後であって前記ＣＳＭＡ段階の前に、前記失敗した端末ノードを選択的にポーリングするための選択的ポーリング段階とを備えることを特徴とするシステム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のシステムにおいて、
前記複数の端末ノードの各々をポーリングすることは、前記包括的ポーリング段階中に、否定応答（ＮＡＣＫ）を前記失敗した端末ノードへ送信することを備え、
前記失敗した端末ノードを選択的にポーリングすることは、前記選択的ポーリング段階中に、前記失敗した端末ノードへポーリングパケットを送信することを備えることを特徴とするシステム。
【請求項１５】
請求項１３に記載のシステムにおいて、
前記複数の端末ノードの各々をポーリングすることは、更に、前記包括的ポーリング段階中にポーリングパケットを送信する前のギャップであるフレーム間スペース（ＩＦＳ）において前記失敗した端末ノードへのデータが検出されない場合、前記選択的ポーリング段階中に前記失敗した端末ノードへポーリングパケットを送信することを備えることを特徴とするシステム。
【請求項１６】
請求項１３に記載のシステムにおいて、
前記複数の端末ノードの各々をポーリングすることは、更に、チャネルが占有されている期間を示すネットワーク割り当てベクトル（ＮＡＶ）を前記複数の端末ノードの各々へ送信することを備え、
前記アクセスポイントが前記ポーリング段階中に前記失敗した端末ノードからデータを正確に受信することに失敗した場合、前記アクセスポイントは、前記ＮＡＶを前記選択的ポーリング段階の継続期間分延長することを特徴とするシステム。
【請求項１７】
請求項１３に記載のシステムにおいて、
前記複数の端末ノードの各々をポーリングすることは、パケットを前記複数の端末ノードの各々へ送信することを備え、前記パケットは、肯定応答（ＡＣＫ）と、送信用データストリームと、ポーリングパケットとを備え、
データを正確に受信することは、ＡＣＫと前記送信用データストリームとを受信することを備えることを特徴とするシステム。
【請求項１８】
請求項１３に記載のシステムにおいて、
前記複数の端末ノードの各々をポーリングすることは、
前記複数の端末ノードの各々に対応するポーリングパケットを第１の単一統合ポーリングパケットへ統合することと、
前記第１の単一統合ポーリングパケットと前記スケジュールとを前記複数の端末ノードの各々へ送信することと、
前記アクセスポイントが前記包括的ポーリング段階中に前記失敗した端末ノードからデータを正確に受信することに失敗した場合、第２の単一統合ポーリングパケットを生成し、且つ前記第２の単一統合ポーリングパケットを前記失敗した端末ノードへ送信することとを備えることを特徴とするシステム。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して無線通信に関し、より具体的には、選択的ポーリングの使用によってポーリングベースの通信システムを改良することに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＥＥＥ８０２．１１ＭＡＣプロトコルに準拠している無線システムなどの無線システムは、典型的にはチャネルアクセスを制御するための二つの機能を有する。その一つは、搬送波感知多重アクセス／衝突回避（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）アルゴリズム（ＣＳＭＡ／ＣＡ）のようなアルゴリズムベースの分散協調機能（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（ＤＣＦ））である。もう一方は、集中協調機能（Ｐｏｉｎｔ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（ＰＣＦ））である。ＤＣＦ及びＰＣＦは、チャネルアクセスの衝突を回避するために逐次送信信号間の種々のギャップを利用する。送信信号（パケット）は、“フレーム”に編成され、隣り合うフレーム間のギャップは、フレーム間スペース（ＩＦＳ）と呼ばれる。フレーム間スペースの既知の例としては、短フレーム間スペース（Ｓｈｏｒｔ  Ｉｎｔｅｒ  Ｆｒａｍｅ  Ｓｐａｃｅ（ＳＩＦＳ））、プライオリティフレーム間スペース（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ  Ｉｎｔｅｒ  Ｆｒａｍｅ  Ｓｐａｃｅ（ＰＩＦＳ））、及び分散フレーム間スペース（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｉｎｔｅｒ  Ｆｒａｍｅ  Ｓｐａｃｅ（ＤＩＦＳ））がある。
【０００３】
図１は、ＳＩＦＳ、ＰＩＦＳ、及びＤＩＦＳを夫々含む時間スロットチャネルホッピング割り当て（ｔｉｍｅ−ｓｌｏｔｔｅｄ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｈｏｐｐｉｎｇ  ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）プロセスの従来の例を示す。図１において、ＳＩＦＳは、最も短い時間スロットであり、ＰＩＦＳは、２番目に短い時間スロットである。より短いＩＦＳ後の送信は、優先度が最も高い。このように、ＳＩＦＳは、通常、ＡＣＫ（肯定応答）信号のようなバースト送信及び応答アクセスに関連して使用される。ＰＩＦＳは、ビーコン信号に関連する使用など優先アクセスのために使用される。
【０００４】
ＤＩＦＳは、ＣＳＭＡ／ＣＡに基づくＤＣＦ機能に関連して使用される。ステーション（ＳＴＡ）は、アイドル状態に使用可能な通信メディアのモニタリングに基づいてチャネルアクセスを得る。また、ＳＴＡは、より優先度の高いＳＴＡによって送信されるパケットとの衝突を回避するために、パケットの送信を始める前に、ランダムバックオフ時間を備えている。
【０００５】
ＰＣＦ機能において、アクセスポイント（ＡＰ）は、ＰＩＦＳに基づいてアイドル状態に使用可能な通信メディアをモニターした後、チャネルアクセスを得る。ＰＩＦＳがＤＩＦＳよりも短いので、ＡＰは、他の複数のＳＴＡよりも高い優先度を有することができる。ＡＰがチャネルアクセスを得ると、そのＡＰは、ポーリングによって競合なしに送信する機会をＳＴＡに与えることができる。例えば、ＡＰは、ポーリングパケットや協調機能ポール（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｐｏｌｌ（ＣＦ−Ｐｏｌｌ））をＳＴＡへ送信し、ＣＦ−Ｐｏｌｌを受信したＳＴＡは、ＳＩＦＳの後、データをＡＰへ送信することができる。この構成によって、ＡＰがＳＴＡを制御して高効率チャネルアクセスを可能にする集中メカニズムが提供される。
【０００６】
また、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ規格において、高度ＤＣＦチャネルアクセス（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  ＤＣＦ  ｃｈａｎｎｅｌ  ａｃｃｅｓｓ（ＥＤＣＡ））とハイブリッド協調機能（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（ＨＣＦ））制御チャネルアクセス（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ａｃｃｅｓｓ）（ＨＣＣＡ）との二つの新しいメカニズムを介した既存のＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇＭＡＣのＭＡＣ拡張が提供されている。ＥＤＣＡは、レガシーＤＣＦ機能を拡張してサービス差別化及び優先化メカニズムを提供する。このメカニズムは、なおＣＳＭＡ／ＣＡに基づいているが、調停ＩＦＳ（Ａｒｂｉｔｒａｔｉｏｎ  ＩＦＳ（ＡＩＦＳ））を導入し、複数のレベルの優先度を作成する。
【０００７】
ＥＤＣＡ機能は、パラメータ化されたサービス品質（ＱｏＳ）を提供することはできるが、それがＣＳＭＡ／ＣＡに基づく限り、適切な決定性待ち時間（レイテンシー）を提供することはできない。更に、ＨＣＣＡの基準スケジューラ設計は、それがパケットエラーを考慮していないので、決定性待ち時間を確保するのに十分ではない。例えば、ＳＴＡは、データをＡＰへ送信することに失敗すると、次のＳＩに伴う次のポーリングパケットを待たなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述の背景を考えると、無線システムのための従来の技術に関連する前述の問題を実質的に取り除く新たなシステム及び方法が必要とされている。具体的には、１０ｍｓ配信待ち時間内で１０−９パケットロス率よりも良好なパケットロス率が必要な制御アプリケーションのための適切な決定性待ち時間を提供する必要がある。加えて、それらのシステム及び方法は、以下の要請に対応することが必要である。
【０００９】
トラフィックモデル：従来のランダム双方向送信に加えて周期的アップリンクパケット送信を扱う必要性がある。多くのアプリケーションにおいて、パケットあたりのデータ量が比較的小さい。
【００１０】
レガシーＷｉＦｉデバイスとの共存：レガシーＷｉＦｉデバイスとの下位互換性を確保する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の手法は、無線システムのための既知の従来の技術に関連する上記及びその他の問題の内の少なくとも一つを実質的に取り除く方法及びシステムに関する。
【００１２】
本発明の態様は、アクセスポイントによって制御される複数のステーションをポーリングするための無線送受信機を有する当該アクセスポイントを含んでいる。この無線送受信機は、包括的ポーリング段階、ＣＳＭＡ段階及び選択的ポーリング段階を有するスケジュールに従ってステーションをポーリングすることができる。包括的ポーリング段階中、アクセスポイントは、複数のステーションの各々をポーリングすることができる。包括的ポーリング段階中に、アクセスポイントがステーションからデータを正確に受信することに失敗した場合、この包括的ポーリング段階の後であってＣＳＭＡ段階の前に、失敗したステーションを選択的にポーリングするために選択的ポーリング段階が利用され得る。
【００１３】
また、本発明の態様は、アクセスポイントによって制御される各ステーションをポーリングするために無線送受信機を用いることを伴う方法を含んでいる。そのポーリングは、包括的ポーリング段階、ＣＳＭＡ段階及び選択的ポーリング段階を有するスケジュールに従って行われ得る。包括的ポーリング段階中、アクセスポイントは、ステーションの各々をポーリングすることができる。包括的ポーリング段階中に、アクセスポイントがステーションからデータを正確に受信することに失敗した場合、この包括的ポーリング段階の後であってＣＳＭＡ段階の前に、失敗したステーションを選択的にポーリングするために選択的ポーリング段階が利用され得る。
【００１４】
更に、本発明の態様は、複数の端末ノード及び当該複数の端末ノードをポーリングするアクセスポイントを有するシステムを含んでいる。そのポーリングは、包括的ポーリング段階、ＣＳＭＡ段階及び選択的ポーリング段階を有するスケジュールに従って実行され得る。包括的ポーリング段階中、アクセスポイントは、複数の端末ノードの各々をポーリングすることができる。包括的ポーリング段階中に、アクセスポイントが端末ノードからデータを正確に受信することに失敗した場合、この包括的ポーリング段階の後であってＣＳＭＡ段階の前に、失敗した端末ノードを選択的にポーリングするために選択的ポーリング段階が利用され得る。
【００１５】
本発明に関連する追加の態様は、以下の記述でその一部が説明され、一部がその記述で明らかとなり、あるいは本発明の実施によって学習され得る。本発明の態様は、以下の詳細な説明及び添付の請求項で特に指摘される要素及び種々の要素の組み合わせ並びに態様によって実現及び達成され得る。
【００１６】
前述及び以下の説明は共に、単なる例示であり説明的なものであって、いずれにしても請求された発明やその用途を制限することを意図していない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、上述の要請を満足するＱｏＳ保障を提供することによって従来技術の改良を達成しようとするものである。本発明の実施の形態に従って選択的ポーリング技術を提供することにより、レガシーＩＥＥＥ８０２．１１ＭＡＣシステムとの下位互換性を維持しながら、高い信頼性が必要な無線システム（例えば、プロセスオートメーション、工場オートメーション、建設オートメーション、ビデオ監視等）において重要である低いパケットエラー率で、決定性待ち時間及び信頼性が改良され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
本明細書に組み込まれると共にその一部を構成する添付の図面は、本発明の実施の形態を例示し、その記載と共に本発明の技術の原理を説明し且つ示す役割を持つ。
【図１】従来の技術の時間スロットチャネルホッピング割り当ての例を示す図である。
【図２】無線ネットワークの例を示す図である。
【図３】基準ＨＣＣＡスケジューラプロトコルの例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態のポーリングスケジューラ設計の例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態のＨＣＣＡスケジューラ設計の例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態のアクセスポイントがビットエラーが原因でパケットを正確に受信することに失敗した場合の時間図を例示す図である。
【図７】本発明の実施の形態のアクセスポイントがＱＳＴＡからのパケットを検出することに失敗した場合の時間図を例示する図である。
【図８】本発明の実施の形態のアクセスポイントのフローチャートを例示する図である。
【図９】本発明の実施の形態のポーリング段階のフローチャートを例示する図である。
【図１０】本発明の実施の形態のサービス品質認識ステーション（ＱＳＴＡ）のフローチャートを例示する図である。
【図１１】本発明の実施の形態のアクセスポイントのブロック図を例示する図である。
【図１２】本発明の実施の形態の双方向送信のためのスケジューラの時間図を例示する図である。
【図１３】本発明の実施の形態の統合ＣＦ−ｐｏｌｌを有するポーリングスケジューラプロトコルの例を示す図である。
【図１４】従来の技術のＴＤＭＡシステムのスーパーフレーム構造の例を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態のスーパーフレーム構造とＴＤＭＡシステムにおける共用スロットを用いたスケジューリングの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下の例示の実施の形態の詳細な記述において、添付の図面が参照され、そこでは、同一の機能要素には、同様の参照番号が付与される。前述の添付の図面は、本発明の原理と一致する特定の実施の形態及び実施を示し、それらは例示目的であって、限定目的ではない。これらの実施は、当業者が本発明を実践できるよう十分詳細に記述されており、他の実施が利用可能で且つ本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく構造変更及び／又は種々の要素の置き換えが行われ得ることが理解されるべきである。従って、以下の詳細な記述は、限定的意味で解釈されるべきではない。更に、発明の種々の実施の形態は、記載のように汎用目的コンピュータ上で実行されるソフトウエアの形態で実施されてもよく、特別なハードウエアやソフトウエアとハードウエアとの組み合わせの形態で一つ以上のプロセッサによって実行されてもよい。
【００２０】
《Ａ．提案のポーリングスケジューラの基本概念》
ＨＣＣＡは、ポーリングベースのメカニズムであり、ＨＣＡＡでは、ＡＰと共にハイブリッドコーディネータ（ＨＣ）が送信機会（ＴＸＯＰ）をＳＴＡへ与える。このメカニズムによって、レガシーＩＥＥＥ８０２．１１ｅＭＡＣシステムのＰＣＦが改良される。
【００２１】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ規格に基づく送信機会（ＴＸＯＰ）の概念によると、ＳＴＡがチャネルアクセスを得ると、ＳＴＡは、ＴＸＯＰ内で一つ以上のフレームを送信することができる。ＴＸＯＰ中、肯定応答（ＡＣＫ）が各フレームの後に、或いはブロックＡＣＫが最後のフレームの後に送信され得る。
【００２２】
また、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ規格では、図２及び図３に示されるように、ＨＣＣＡスキームを補完するための基準スケジューラ設計が提供される。
【００２３】
図２は、単一のＡＰ２００及び幾つかの非ＡＰのＳＴＡ２０１を有する無線ネットワークアーキテクチャを示す。ＡＰ２００のアドミッションコントローラによって承認されたストリームを有するＳＴＡは、サービス品質認識ステーション（ＱＳＴＡ）２０２と呼ばれる。一つ以上のＱＳＴＡ２０２が、ネットワーク中に存在してよい。
【００２４】
図３は、図２のネットワークアーキテクチャのための例示的な基準スケジューラプロトコルとスケジュールとを示す。スケジューラは、ＡＰのアドミッションコントローラによって承認された一つ以上のストリームを有する各非ＡＰのＳＴＡ（ＱＳＴＡ）を周期的にポーリングするためにＡＰによって使用される時間間隔である指定サービスインターバル（ＳＩ）３００を決定する。どのＱＳＴＡでもＳＩ内でＴＸＯＰを得ることができる。ポーリング段階のこの段階は、ＣＡＰ（制御アクセス期間）３０１と呼ばれる。ＥＤＣＡメカニズムに基づくＣＳＭＡ段階（ＣＰ）３０２が、ＣＡＰに続く。
【００２５】
本発明の基本的実施の形態は、上述の要請を満足するＱｏＳ保障を確保するＭＡＣ及びスケジューラ設計を提供する。
【００２６】
以下に記述される本発明の種々の実施の形態において、各非ＡＰのＳＴＡ（ステーション）を周期的にポーリングするためにアクセスポイント（ＡＰ）によって使用される時間間隔である指定サービスインターバル（ＳＩ）は、三つの期間、即ち、包括的ポーリング段階、選択的ポーリング段階及びＣＳＭＡ段階、に分割される。
【００２７】
包括的ポーリング段階において、ＡＰは、ＱｏＳ送信を必要とする全てのＳＴＡをポーリングする。各ＳＴＡは、送信されたポーリングパケット自体を受信した後、そのデータを送信する。
【００２８】
選択的ポーリング段階では、ＡＰは、ＡＰが包括的ポーリング段階においてデータを受信することに失敗した全てのＳＴＡをポーリングする。ＡＰは、ＡＰがＳＴＡの全てからデータを受信することに成功するまでＳＴＡをポーリングし続ける。
【００２９】
ＣＳＭＡ段階は、ＣＳＭＡ（搬送波感知多重アクセス）メカニズムに基づく、レガシーデバイスからの通信のための期間である。他のストリームがこの期間に通信される。また、ＳＴＡは、この期間に幾つかの構成パケットをＡＰと通信することができる。
【００３０】
ＳＩの長さは、事前に決定されるが、これらの三つの期間の長さは、包括的ポーリング段階における送信の結果によって決まる。
【００３１】
図４は、本発明の実施の形態のポーリングベースのチャネルアクセスのためのスケジューラプロトコルを例示している。スケジューラは、ＳＩ４００を三つの期間、即ち、包括的ポーリング段階（ＣＡＰ）４０１、選択的ポーリング段階４０２及びＣＳＭＡ段階（ＣＰ）４０３に分割する。
【００３２】
包括的ポーリング段階４０１において、ＡＰは、ＡＰのアドミッションコントローラによって承認された一つ以上のストリームを有する全てのＱＳＴＡ、すなわち非ＡＰのＳＴＡをポーリングする。各ポーリングされたＱＳＴＡは、ポーリングパケットを受信した後に、そのデータを送信する。選択的ポーリング段階４０２において、ＡＰは、包括的ポーリング段階において送信することに失敗したＱＳＴＡをポーリングする。ＡＰは、そのＡＰがＱＳＴＡの全てからデータを受信することに成功するまでＱＳＴＡをポーリングし続ける。
【００３３】
ＣＳＭＡ段階４０３は、ＣＳＭＡ（搬送波感知多重アクセス）メカニズムに基づくレガシーデバイスの通信のためのものである。ＱＳＴＡ以外のステーションは、この期間に通信する。また、全てのＳＴＡは、この期間に幾つかの構成パケットをＡＰと通信することができる。
【００３４】
図４の例において、ＱＳＴＡ２  ４０４は、包括的ポーリング段階においてデータを送信することに失敗している。従って、ＡＰは、ＡＰがＱＳＴＡ全てのポーリングを終了した後、選択的ポーリング段階において再びＱＳＴＡ２  ４０５をポーリングする。ＡＰが、データを送信する最後のＱＳＴＡとしてＱＳＴＡ２からデータを受信することに成功すると、ＡＰは選択的ポーリング段階を終了し、それはＣＦ−ｅｎｄパケット４０６によって示される。
【００３５】
図５は、本発明の他の例示の実施の形態のＨＣＣＡスケジューラプロトコルを例示している。ここで、ＡＰは、ＣＦ−ｐｏｌｌ（競合のないポール）パケット５０４をＱＳＴＡの各々に対するポーリングとして送信する。ＱＳＴＡがＣＦ−ｐｏｌｌを受信すると、選択されたＱＳＴＡは、ＣＦ−ｐｏｌｌパケットに含まれるＴＸＯＰ５０５中にチャネルアクセスを得ることができる。ＳＩ５００内で、ポーリング段階５０１の終わりに、先に述べたタイプの選択的ポーリング５０２が始まり、それはＣＳＭＡ段階（ＣＰ）５０３の開始も示すＣＦ−ｅｎｄパケット５０６によって終了される。
【００３６】
包括的段階の終わりに、ＡＰが、ＱＳＴＡからデータの全てを受信していなかった場合、ＡＰは、ＣＦ−ｐｏｌｌパケットを使用して、選択的ポーリング段階の予期された継続期間に対して新たなＮＡＶ（ネットワーク割り当てベクトル）を送信する。ＮＡＶは、チャネルが占有される期間を示し、ＮＡＶを有するパケットを受信し且つデータを送信するために選択されなかった他のＳＴＡは、ＮＡＶによって指定される継続期間中にパケットを送信することができない。選択的ポーリング段階５０２の後に生じるＣＰ期間５０３は、ＥＤＣＡベースのチャネルアクセス５０７のために使用される。
【００３７】
《Ｂ．実施の形態の実施例》
本発明の実施の形態の幾つかの例示の実施が以下に説明される。これらの実施は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ規格に基づくシステムに限定されず、全てのポーリングベースのシステムに適用され得る。
【００３８】
《第１の実施の形態−ＡＣＫを有するＣＦ−ｐｏｌｌ》
図６は、第１の実施の形態の時間図を例示している。具体的に、図６は、ＡＰが包括的ポーリング段階においてＱＳＴＡ２からビットエラーが原因でパケットを正確に受信することに失敗した場合における時間図を示している。
【００３９】
この実施の形態において、ＡＰは、先のＱＳＴＡデータ送信のためのＡＣＫを有するＣＦ−ｐｏｌｌを送信する。包括的ポーリング段階において、ＡＰは、ＣＦ−ｐｏｌｌをＱＳＴＡ１に送信し、且つＡＣＫ６００を有するＣＦ−ｐｏｌｌをＱＳＴＡ２へ送信する。また、ＡＰは、そのＡＰがＱＳＴＡ２からデータ６０２を正確に受信することに失敗すると、ＱＳＴＡ２への否定応答（ＮＡＣＫ）６０１と共にＣＦ−ｐｏｌｌをＱＳＴＡ３へ送信する。ＡＰがＱＳＴＡ３からデータ６０５を受信した後、ＡＰは、ＣＦ−ｐｏｌｌをＱＳＴＡ２へ再送してＱＳＴＡ２からデータ６０３を得る。最後に、ＡＰがＱＳＴＡ２からデータ６０３を受信することに成功すると、ＡＰは、ポーリングベースのチャネルアクセス期間であるＣＡＰ６０４を終了する。
【００４０】
図７は、ＡＰがＱＳＴＡ２からパケットを検出できない場合の第１の実施の形態の時間図を例示している。この状態は、ＣＦ−ｐｏｌｌがＱＳＴＡに到達しない時、又はＡＰがＱＳＴＡ２からのパケットを逃した時に生じ、パケットロス７００となる。この場合、ＡＰは、ＡＰがＣＦ−ｐｏｌｌの送信を終了した後、ＰＩＦＳ内でパケットを受信できないので、ＡＰは、次のＣＦ−ｐｏｌｌを送信し、ＱＳＴＡ３からデータを得る。ＡＰがＱＳＴＡ３からデータを受信した後、ＡＰは、ＱＳＴＡ２からデータの全てを得るためにＣＦ−ｐｏｌｌに基づいてデータ７０１をＱＳＴＡ２に再送する。最後に、ＡＰがＱＳＴＡ２からデータ７０１を受信することに成功すると、ＡＰは、ポーリングベースのチャネルアクセス期間であるＣＡＰ６０４を終了する。
【００４１】
ＡＰは、包括的段階７０３の継続期間にＣＦ−ｐｏｌｌパケット内のＮＡＶ（ネットワーク割り当てベクトル）７０２を設定することができる。ＮＡＶを有するパケットを受信する他のＳＴＡは、ＮＡＶによって指定される継続期間中パケットを送信することができない。包括的段階の終わりに、ＡＰがＱＳＴＡから全てのデータを受信していなかった場合、ＡＰは、ＣＦ−ｐｏｌｌパケットを使用することによって、次の選択的ポーリング段階の予期された継続期間へＮＡＶ７０４を延長することができる。ＡＰがＮＡＶによって指定された継続期間の終わりにデータの全てを受信していなかった場合、ＡＰは、次の選択的ポーリング段階の継続期間へＮＡＶを再び延長することができる。ＡＰは、ＣＦ−ｅｎｄパケット６０４を使用することによってＮＡＶを再設定することができる。
【００４２】
各ＣＦ−ｐｏｌｌパケットは、ＮＡＶ情報を搬送することができる。従って、ＮＡＶは、ＡＰによる受信にまだ成功していないデータの全ての送信を終了するのにどれくらい時間が掛かるかを計算することによって各ＣＦ−ｐｏｌｌパケットにより延長され得る。
【００４３】
図８は、本発明の例示の実施の形態のＡＰの動作のフローチャートを例示している。ＡＰは、各ＳＩの前に次のスケジュールを決定する（ステップ８００）。決定されたスケジュールに従って、ＡＰは、ポーリング段階において、包括的及び選択的両方でチャネルアクセスを制御する（ステップ８０１）。次に、従来のＣＳＭＡベースのチャネルアクセス期間（ステップ８０２）が続き、完了すると、スケジュール更新ステップへ戻る。
【００４４】
図９は、本発明の実施の形態の図８におけるポーリング段階のフローチャートを例示している。まず初めに、ＡＰは、決定されたスケジュール中のリストにある第１のＱＳＴＡへＣＦ−ｐｏｌｌを送信する（ステップ９００）。その後、ＡＰは、ＰＩＦＳの間、入ってくるパケットを待つ（ステップ９０１）。パケットがＰＩＦＳ内に受信されない場合（Ｎ）、ＡＰは、ＱＳＴＡをスケジュールに再登録し（ステップ９０２）、ＡＰは、ＣＦ−ｐｏｌｌを次のＱＳＴＡへ再び送信する（ステップ９００）。パケットが受信されると（Ｙ）、ＡＰは、そのパケットがＱＳＴＡからＡＰへ送信された有効データであるか否かをチェックする（ステップ９０３）。そのパケットが有効パケットでない場合（Ｎ）、ＡＰは、ＱＳＴＡをスケジュールへ再登録し（ステップ９０２）、ＡＰは、ＣＦ−ｐｏｌｌを次のＱＳＴＡへ再び送信する（ステップ９００）。パケットが有効パケットである場合（Ｙ）、ＡＰは、スケジュールからＱＳＴＡを削除し（ステップ９０４）、次に、ＡＰは、スケジュール中に次のＳＴＡがあるか否かを知るためのチェックを行う（ステップ９０５）。次のＳＴＡがある場合、ＡＰは、ＣＦ−ｐｏｌｌをもしあるならば次のＱＳＴＡへ送信する（ステップ９０６）。ＣＦ−ｐｏｌｌは、現在のＱＳＴＡに対するＡＣＫを含むことができる。リスト中にＳＴＡが存在しない場合（Ｎ）、ＡＰは、ＣＦ−ｅｎｄを一斉送信してポーリング段階が終了されたことを通知することができる（ステップ９０７）。
【００４５】
図１０は、本発明の実施の形態のＱＳＴＡの動作のフローチャートを例示している。ＡＰへの送信のためのデータストリームを有するＱＳＴＡは、次の送信のためにデータパケットを準備する（ステップ１０００）。ＱＳＴＡは、ＱＳＴＡへ送信されるＣＦ−ｐｏｌｌを待ち（ステップ１００１）、受信すると、有効ＣＦ−ｐｏｌｌがそれ自体へ送信されたか否かをチェックする（ステップ１００２）。次の有効パケットが受信されない場合（Ｎ）、プロセスは戻って次のパケットを待つ（ステップ１００１）。ＱＳＴＡが正確なＣＦ−ｐｏｌｌを受信した場合（Ｙ）、ＱＳＴＡは、データパケットを送信し（ステップ１００３）、次のパケットを待つ（ステップ１００４）。ＡＣＫが受信されたか否かがチェックされる（ステップ１００５）。ＱＳＴＡへのＡＣＫを含むパケットが受信されると（Ｙ）、ＱＳＴＡは、次のデータ送信のための準備に進む（ステップ１０００）。ＡＣＫが受信されずに、ＱＳＴＡへの次のＣＦ−ｐｏｌｌが受信されると、ＱＳＴＡは、同じデータを送信する（ステップ１００６）。必要ならばタイムアウトメカニズムや非制限再送メカニズムを本例に適宜適用してよい。
【００４６】
図１１は、本発明の実施の形態を実施するためのＡＰ構造のブロック図を例示している。ＡＰは、無線送受信機１１０２、ＭＡＣプロセッサ１１０１及びアプリケーションプロセッサ１１００を含む。無線送受信機は、多数のアンテナ１１０３を有し、ＭＩＭＯ技術やダイバーシティ技術を実行することができる。ＭＡＣプロセッサ１１０１は、ＥＤＣＡやＨＣＣＡメカニズムを介して提供され得るチャネルアクセスを制御する。アプリケーションプロセッサ１１００は、他の上位層制御を処理し、提案された技術が実施され得るスケジューラを含んでいる。また、アプリケーションプロセッサ１１００は、ポーリング段階において送信されたデータストリームを認可するアドミッションコントローラを含み得る。
【００４７】
《第２の実施の形態−双方向通信》
図１２は、本発明の第２の実施の形態の双方向送信状態における提案されたスケジューラの時間図を例示している。
【００４８】
ＡＰが幾つかのＱＳＴＡへのデータストリームを有する場合、ＡＰは、図１２に示されるようにＣＦ−ｐｏｌｌパケットにデータを含め得る。データを有するＣＦ−ｐｏｌｌを受信するＱＳＴＡは、受信データへのＡＣＫを有するデータパケット１２００を送信することができる。ＱＳＴＡへのデータ及びＡＰへのデータのいずれかが包括的段階１２０１中に失われた場合、ＡＰは、全てのデータのＡＰ及びＱＳＴＡによる受信が成功するまで、選択的段階１２０２においてＱＳＴＡにデータを有するＣＰ−ｐｏｌｌを再送することができる。
【００４９】
《第３の実施の形態−統合ポーリングパケット》
図１３は、統合ＣＦ−ｐｏｌｌを利用する本発明の実施の形態のためのプロトコルを示している。この実施の形態によると、全てのＣＦ−ｐｏｌｌが一つのＣＦ−ｐｏｌｌに統合される。統合されたＣＦ−ｐｏｌｌ１３００は、包括的ポーリング段階において送信可能な認可されたデータストリームと送信の順序とを指定する。各ＱＳＴＡ（ＱＳＴＡ１からＱＳＴＡ３）は、ＣＦ−ｐｏｌｌ１３０１によって指定された順序に従ってデータを送信する。包括的ポーリング段階の後に、ＡＰは、ＡＰが包括的ポーリング段階に受信しなかった認可されたデータストリーム、例えば、ＴＸＯＰ２  １３０３を指定する次の統合ＣＦ−ｐｏｌｌ１３０２を送信する。ＡＰは、認可されたデータストリーム全てのＳＩ内の受信が成功するまで統合ＣＦ−ｐｏｌｌを送信し続け、ＣＦ−ｅｎｄ１３０４でポーリング段階を終了する。引き続き、ＣＳＭＡ段階１３０５が行われる。
【００５０】
《第４の実施の形態−ＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）における共用スロット》
先に記述された本発明の実施の形態は、共用スロットの概念を利用することによってＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）システムへも適用され得る。図１４は、従来の技術の典型的なＴＤＭＡシステムを示している。典型的なＴＤＭＡシステムは、図１４に示されるように、ＳＴＡにつき一つのスロットを割り当てる。図１４のＴＤＭＡシステムは、６個のＳＴＡを備え、このＴＤＭＡシステムで使用されるスーパーフレームは、６個の時間スロットを備え、これらのスロットは、各ＳＴＡに割り当てられる。
【００５１】
本発明の実施の形態の共用スロットの概念では、時間スロットは、図１５に示されるように幾つかのＳＴＡによって共用される。この例のスーパーフレームは、２個の時間スロットと１個のポーリングスロットとを含む。一方の時間スロットは、ＱＳＴＡ１、ＱＳＴＡ２及びＱＳＴＡ３と共用され、もう一方の時間スロットは、ＱＳＴＡ４、ＱＳＴＡ５及びＱＳＴＡ６と共用される。包括的ポーリング段階１５００において、ＡＰは、時間スロットを共用する全てのＳＴＡをポーリングする。包括的ポーリング段階の後、選択的ポーリング段階１５０１において、ＡＰは、包括的ポーリング段階で送信に失敗したＳＴＡ（例えば、ＱＳＴＡ１、ＱＳＴＡ３、ＱＳＴＡ５）をポーリングする。全てのＱＳＴＡが送信に成功すると、残りの時間スロットは、フリーアクセス段階１５０２の間、フリーアクセスのために使用される。
【００５２】
この概念により、不良な無線環境においても高効率通信が可能となる。典型的なＴＤＭＡシステムでは、不都合な無線環境において信頼性の高い送信を確保するために余分な時間スロットを保有しなければならず、このためシステムの通信効率が低下してしまう。共用時間スロットに関する本発明の実施の形態は、この問題への対応の助けとなる。
【００５３】
最後に、詳細な説明の幾つかの部分においては、アルゴリズム及びコンピュータ内での動作のシンボリックな表示について述べられている。これらのアルゴリズムの記述及びシンボリックな表示は、データ処理技術の分野における当業者が他の技術者にそれらのイノベーションの本質を最も効果的に伝えるために使用する手段である。アルゴリズムは、望ましい終了状態や結果へ導く一連の定義されたステップである。本発明において、実行されるステップは、具体的な結果を達成するための具体的な数の物理的操作を必要とする。
【００５４】
具体的にそうではないと述べられない限り、先の議論から明らかなように、記述全体を通して、“処理する”、“演算する”、“計算する”、“決定する”、“表示する”等のような用語を用いる議論には、コンピュータシステムのレジスタやメモリ内で物理（電子）量として表されるデータを処理してコンピュータシステムのメモリやレジスタ又は他の情報記憶、送信又は表示デバイス内で物理量として同様に表される他のデータへ変換するコンピュータシステムや他の情報処理デバイスの動作及び処理が含まれていてよい。
【００５５】
また、本発明は、ここでの動作を実行するための装置に関する。この装置は、必要とされる目的のために特別に構成されてよく、或いは、それは、一つ以上のコンピュータプログラムによって選択的に起動されるか又は再構成される一つ以上の汎用目的コンピュータを含む。そのようなコンピュータプログラムは、これらに限定されないが、光ディスク、磁気ディスク、リードオンリーメモリ、ランダムアクセスメモリ、固体デバイス、及びドライブのようなコンピュータが読み出し可能な記憶媒体或いは電子情報を記憶するのに適した任意の他のタイプの媒体に格納され得る。ここで提示されるアルゴリズム及びディスプレイは、特定のコンピュータや他の装置に本質的に関連するものではない。
【００５６】
ここでの教示に従って、種々の汎用目的システムをプログラム及びモジュールによって使用することができ、また所望の方法ステップを実行するためにより特別な装置を構成することが有効であることが分かる。更に、本発明は、何らかの特定のプログラム言語を参照して記述されるものではない。ここで記述される発明の教示を実施するために、種々のプログラム言語が使用され得ることは十分理解されるであろう。プログラム言語の命令は、一つ又は複数の処理デバイス、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）、プロセッサ又はコントローラによって実行され得る。
【００５７】
従来の技術で既知のように、上記で述べられた動作は、ハードウエア、ソフトウエア、又はソフトウエアとハードウエアの組み合わせによって実行され得る。本発明の実施の形態の種々の態様は、回路及び論理デバイス（ハードウエア）を使用して実施され得ると共に、その他の態様は、プロセッサによって実行されることでそのプロセッサに本発明の実施の形態を実行する方法を行わせるコンピュータが読み出し可能な媒体に格納された命令（ソフトウエア）を使用して実施され得る。更に、本発明の幾つかの実施の形態は、ハードウエアにおいて単独で実行され得ると共に、他の実施の形態は、ソフトウエアにおいて単独で実行されても良い。更に、記述された種々の機能は、単一のユニットにおいて実行されても良いし、あらゆる方法を用いて多くのコンポーネントへ展開されても良い。ソフトウエアによって実行される場合、その方法は、コンピュータが読み出し可能な媒体に格納された命令に基づいて、汎用目的コンピュータのようなプロセッサによって実行され得る。必要な場合、それらの命令は、圧縮及び／又は暗号化フォーマットで媒体に格納されても良い。
【００５８】
更に、本発明の他の実施は、明細書の考察及びここで開示された発明の実践から当業者には明らかとなる。記述された実施の形態の種々の態様及び／又はコンポーネントは、単独で又は組み合わせで通信システム中において使用され得る。明細書及び例は単に例示であると考えられ、本発明の真の範囲と趣旨とは、以下の請求項によって示される。
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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