(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のステーションを有する無線複合速度通信ネットワークにおいて、通信媒体への衝突回避予約プロトコルを用いるときに、アクセス距離を延長し、隠れステーションによる衝突を低減する方法であって、
フレームを送信するステップを含み、
上記フレームは、該フレームのタイプを示す制御フィールドと、上記フレームの発信元アドレス及び宛先アドレスとを有し、
上記制御フィールドは、進行中の予約またはデータ交換を識別する予約識別を有し、第１の速度で送信され、
上記フレームは、上記第１の速度よりも高い第２の速度で送信される情報フィールドを有し、
上記第１の速度は、上記アクセス距離を延長し、衝突を低減するために使用され、
上記第２の速度は、上記発信元アドレス及び上記宛先アドレスによりそれぞれ示される発信元と宛先との間のスループットを向上するために使用される、通信媒体アクセス制御方法であって、さらに
上記データ・フレームの予約識別フィールドは、上記ステーションの１つまたは上記ステーションの１つによる伝送を識別し、自身に割り当てられた予約識別と異なる予約識別を受信したステーションは前記伝送を無視するステップと
を含む通信媒体アクセス制御方法。
【請求項２】
複数のステーションを有する無線複合速度通信ネットワークにおいて、上記ネットワークの通信媒体をアクセスする方法であって、
通信媒体アクセス調整のための制御フレームを送信するステップであって、上記制御フレームは、少なくとも予約識別フィールドと、タイプ・フィールドと、予約時間フィールドとを有し、上記予約識別フィールド、上記タイプ・フィールド及び上記予約時間フィールドは、全て、第１の伝送速度で送信され、上記予約識別フィールドは、上記ステーションの１つまたは上記ステーションの１つによる伝送を識別し、自身に割り当てられた予約識別と異なる予約識別を受信したステーションは前記伝送を無視し、上記制御フレーム内のタイプ・フィールドは、送信される上記制御フレームのタイプを示し、上記予約時間フィールドは、上記予約識別を有する上記ステーションが上記ネットワークをアクセス可能な期間を示す第１の送信ステップと、
データ・フレームを送信するステップであって、上記データ・フレームはヘッダ及び本体を有し、上記ヘッダは、第１の速度で送信され、上記本体が上記第１の速度よりも高い第２の速度で送信される第２の送信ステップと、
上記ステーションの１つが上記制御フレームの１つを受信するとき、上記制御フレームが予約試行を示すタイプ・フィールドを有する場合、当該制御フレームを受信するステーションは、予約確認を第２の制御フレームのタイプ・フィールドにより送信し、他の全ての上記ステーションが上記第２の制御フレームの受信に応答して、上記期間の間、静止状態を維持し、上記当該ステーションが上記期間の間に上記データ・フレームを送信する第３の送信ステップと
を含む通信媒体アクセス制御方法。
【請求項３】
複数のステーションを有する無線複合速度通信ネットワークにおいて、予約プロトコルを用いるときに、アクセス距離を延長する方法であって、
進行中の予約またはデータ交換を識別する予約識別フィールドを有する任意のフレーム内の物理レイヤー・シンボルを送信するステップを含み、上記シンボルは、第１の伝送速度における通信媒体アクセス・プロトコル及び調整に関する情報を有し、上記物理レイヤー・フレーム内の他の全てのシンボルは、上記第１の速度よりも高い第２の速度で送信され、上記第１の速度は上記アクセス距離を延長するために使用され、上記第２の速度は上記フレームを送信する上記ステーションと、上記フレームを受信する上記ステーションとの間のスループットを向上し、上記データ・フレームの予約識別フィールドは、上記ステーションの１つまたは上記ステーションの１つによる伝送を識別し、自身に割り当てられた予約識別と異なる予約識別を受信したステーションは前記伝送を無視する通信媒体アクセス制御方法。
【請求項４】
複数のステーションを有する無線複合速度通信ネットワークにおいて、予約プロトコルを用いるときに、アクセス距離を延長する方法であって、
進行中の予約またはデータ交換を識別する予約識別フィールドを有する任意のフレーム内の物理レイヤー・シンボルを第１の伝送速度で送信するステップを含み、
上記シンボルは、上記予約プロトコルに関連する情報と、上記第１の伝送速度と、上記第１の速度よりも高い第２の速度で送信される上記物理レイヤー・フレーム内の他の全てのシンボルとを有し、
上記第１の速度は、上記アクセス距離を延長するために使用され、
上記第２の速度は、上記フレームを送信する上記ステーションと、上記フレームを受信するグループ・ステーションとの間のスループットを向上するために使用され、
上記第１の速度及び上記第２の速度は、発信元が上記グループ・ステーション内の任意の宛先ステーションと通信するために要求される最低の伝送速度にもとづき選択される通信媒体アクセス制御方法であって、さらに
上記データ・フレームの予約識別フィールドは、上記ステーションの１つまたは上記ステーションの１つによる伝送を識別し、自身に割り当てられた予約識別と異なる予約識別を受信したステーションは前記伝送を無視するステップと
を含む通信媒体アクセス制御方法。
【請求項５】
上記第１の速度のシンボル繰り返し率は、上記第２の速度のシンボル繰り返し率よりも大きい請求項１記載の通信媒体アクセス制御方法。
【請求項６】
上記ヘッダは少なくとも、予約フィールドと、タイプ・フィールドと、予約時間フィールドとを有し、
上記データ・フレーム内のタイプ・フィールドは、送信されるデータ・フレームのタイプを示す
請求項２記載の通信媒体アクセス制御方法。
【請求項７】
上記第１の速度のシンボル繰り返し率は、上記第２の速度のシンボル繰り返し率よりも大きい請求項２記載の通信媒体アクセス制御方法。
【請求項８】
上記第１の速度のシンボル繰り返し率は、上記第２の速度のシンボル繰り返し率よりも大きい請求項３記載の通信媒体アクセス制御方法。
【請求項９】
上記第１の速度のシンボル繰り返し率は、上記第２の速度のシンボル繰り返し率よりも大きい請求項４記載の通信媒体アクセス制御方法。
【請求項１０】
上記第１の速度のシンボル繰り返し率は、上記第２の速度のシンボル繰り返し率よりも大きい請求項６記載の通信媒体アクセス制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数速度（または変調方式）が同一の共用無線通信媒体内で使用されるように通信環境が拡張される、無線通信及び多重アクセス・プロトコルの分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線環境では、ビット誤り率は、いずれかの端末における受信信号の品質、及び受信機における信号対雑音比（ＳＮＲ）に依存する。一般に、ＳＮＲは送信機から受信機までの距離、送信電力、及び環境そのもの（例えば空き空間、地理的空間の特性、及び環境内で使用される材料）に依存する。固定の送信出力及び与えられる環境を仮定すると、受信機におけるＳＮＲは、受信機における妨害のレベル（例えば電力により測定される）と同様に、送信機からの距離に依存する。この妨害は環境（例えば赤外線伝送における光源）により、または他の端末により伝送される信号により生成され得る。一般に、妨害の特性に応じて、受信機におけるＳＮＲを改善するための変調、符号化、または信号処理技術が使用され得る（参考文献［１］J．Proakis及びM．Salehi著、"Communication Systems Engineering"、Prentice Hall、1994参照）。赤外無線通信媒体では、繰り返し符号化にもとづく方式が提案されている（参考文献［２］F．Gfeller、W．Hirt、M de Lange、及びBeat Weiss著、"Wireless Infrared Transmission:How to reach All Office Space"、Proceedings of IEEE VTC、Atlanta、4/1996参照）。この方式では、各シンボルが無線チャネルにおいてｎ回伝送される（従って用語"繰り返し符号化"が使用される）。ここでｎは繰り返し率（Ｒ）として示される。受信機は、引き続きｎ個のシンボル（symbol）を受信し、復号判定を行う。ｎを増加すると、シンボルを正しく受信する確率が増加し、ある受信機における所与のビット誤り率（ＢＥＲ）または信号対雑音比（ＳＮＲ）に対して、正しいシンボルを受信する確率を予め定義されたレベルよりも大きくするｎの値を見い出すことができる。結果的に、所与の受信機において、シンボルを予め定義された確率により正しく受信するために要求される繰り返し率Ｒは、受信機における妨害レベル、及び送信機からの距離に依存する。従って、ＳＮＲは地理的配置及び妨害に依存するので、受信機において所与のＢＥＲを達成するために必要な繰り返し率は、無線ネットワーク内の全ての接続に対して固定ではない。任意の分散または調整されたプロトコルを用いて、共用通信媒体にアクセスする問題について考えてみよう（参考文献［３］M．Schwartz著、"Telecommunications Networks; Protocols,Modeling,and Analysis"、1987参照）。一般に通信媒体アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルを用いるいずれかの無線端末が、通信媒体へのアクセスを調整する信号を送信する必要がある場合、こうした信号は、その通信媒体を使用する全ての端末により受信される必要がある。ＭＡＣプロトコル、通信媒体の調整、または予約にとって重要な情報を伝達するいずれの信号またはシンボルも、予約または制御信号、または、シンボルとして参照される（制御シンボルは、分散ＭＡＣ内のいずれかの無線端末から、及び、調整されたＭＡＣ内のセントラル・コーディネータにより送信され得る）。各フレーム内の全ての予約シンボルの集まりは、ＭＡＣプロトコル規則及び仕様に準拠するために使用される予約情報を伝達する。
【０００３】
情報またはデータ・シンボルとして参照される別のタイプの信号またはシンボルが存在し、これらはより高位のレイヤー・プロトコル・データ・ユニットなどの情報を、送信機から特定の受信機または受信機のグループ（マルチキャストの場合）に転送するために使用される。これらのシンボルは予約または制御の意味を伝達せず、従って、共用無線通信媒体を使用する全ての端末により受信される必要はない。予約または制御シンボルが、共用通信媒体を使用する全ての端末により受信されない場合、ＭＡＣプロトコル規則は全てのステーションにより正しく準拠されず、予約信号を受信しないいずれかのステーションが、許可なしに通信媒体をアクセスしようとし得る。その結果として、ＭＡＣプロトコルによっては、衝突が高い確率で発生し、ネットワークのスループットが低下し得る。換言すると、予約の信頼性は、共用通信媒体をアクセスする全てのステーションが予約シンボルを受信する確率に依存し、通信媒体スループットは、予約の信頼性に依存する。ＭＡＣプロトコルの設計における１つの重要な問題は、繰り返し率Ｒの選択である。ここでＣ（Ｉ，Ｊ）を、ステーションＩにおいて受信シンボルの誤り確率が、予め決められたレベルよりも小さくなるような、ステーションＩからステーションＪへの伝送速度として定義する。各シンボルが１度だけ送信されるＲ＝１における所与の最大伝送速度Ｃｍａｘに対して、Ｃｍａｘ／Ｃ（Ｉ，Ｊ）は、端末Ｉがシンボルを端末Ｊに送信するために使用する繰り返し率Ｒ（Ｉ，Ｊ）を定義する。繰り返し率Ｒ（Ｉ，Ｊ）の選択に関して、共用通信媒体をアクセスする全てのステーションが、全ての伝送（予約及びデータ）を受信することができるように、全てのシンボルを最大繰り返し符号化率で送信することが可能である。しかしながら、このことは最低のスループットを生じることになる。本願で述べられる方法は、この問題を克服し、スループットを向上する方式を提供しつつ、制御（または予約）フレーム及び（または）データ・フレーム内の全てのシンボルが、妨害範囲内の全ての端末が、充分に高い確率でそれらを正しく復号し得る繰り返し率Ｒｍａｘで送信され、方式においてと同様に、予約の信頼性を維持する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、参考文献［４］V．Bhargavan、A．Demers、S．Shenker、L．Zhang著、"MACAW: A Media Access Protocol for Wireless LANS"、Proceeding of SIGCOMM 94、London、England、8/94で述べられる送信要求（ＲＴＳ）及び送信可（ＣＴＳ）にもとづくランダム・アクセス・プロトコルについて考えてみる。繰り返し符号化を用いるマルチレート（multirate）通信に関する上述の議論から、ＲＴＳ及びＣＴＳパケットは、無線通信媒体を共用する全ての端末が、こうした制御パケットまたはフレームを、予め決められた高い確率で受信可能にする繰り返し符号化率Ｒｍａｘで送信されることが必要である。この場合の問題は、第１に、高度に繰り返し符号化されたＲＴＳまたはＣＴＳパケットは、それらの伝送時間、従ってＭＡＣプロトコルのコリジョン・ウィンドウ（collision window）を増加し、スループットを低下させる。更に、バースト予約の実行による延長時間に対してチャネルが予約されるとき、予約に参加していない他の端末が、チャネルが使用中であることを知り、伝送を抑止することが必要である。予約がＲｍａｘで実行される時でさえも、いずれかのステーションが予約の交換を失敗する可能性がある。再度、この問題を解決するために、全ての情報をＲｍａｘで送信し得るが、非常に低いスループットを生じることになる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解法するために、本発明に係る通信媒体アクセス制御方法は、複数のステーションを有する無線複合速度通信ネットワークにおいて、通信媒体への衝突回避予約プロトコルを用いるときに、アクセス距離を延長し、隠れステーションによる衝突を低減する方法であって、フレームを送信するステップを含み、上記フレームは、該フレームのタイプを示す制御フィールドと、上記フレームの発信元アドレス及び宛先アドレスとを有し、上記制御フィールドは、しきい値速度よりも低い第１の速度で送信され、上記フレームは、上記第１の速度よりも高い第２の速度で送信される情報フィールドを有し、上記第１の速度は、上記アクセス距離を延長し、衝突を低減するために使用され、上記第２の速度は、上記発信元アドレス及び上記宛先アドレスによりそれぞれ示される発信元と宛先との間のスループットを向上するために使用される。
【０００６】
また、本発明に係る通信媒体アクセス制御方法は、複数のステーションを有する無線複合速度通信ネットワークにおいて、上記ネットワークの通信媒体をアクセスする方法であって、通信媒体アクセス調整のための制御フレームを送信するステップであって、上記制御フレームは、少なくとも予約識別フィールドと、タイプ・フィールドと、予約時間フィールドとを有し、上記予約識別フィールド、上記タイプ・フィールド及び上記予約時間フィールドは、全て、予め定義されたしきい値よりも低い第１の伝送速度で送信され、上記予約識別フィールドは、上記ステーションの１つまたは上記ステーションの１つによる伝送を識別し、上記制御フレーム内のタイプ・フィールドは、送信される上記制御フレームのタイプを示し、上記予約時間フィールドは、上記予約識別を有する上記ステーションが上記ネットワークをアクセス可能な期間を示す第１の送信ステップと、データ・フレームを送信するステップであって、上記データ・フレームはヘッダ及び本体を有し、上記ヘッダは、予め定義されたしきい値より低い第１の速度で送信され、上記本体が上記第１の速度よりも高い第２の速度で送信される第２の送信ステップと、上記ステーションの１つが上記制御フレームの１つを受信するとき、上記制御フレームが予約試行を示すタイプ・フィールドを有する場合、当該制御フレームを受信するステーションは、予約確認を第２の制御フレームのタイプ・フィールドにより送信し、他の全ての上記ステーションが上記第２の制御フレームの受信に応答して、上記期間の間、静止状態を維持し、上記当該ステーションが上記期間の間に上記データ・フレームを送信する第３の送信ステップとを有する。
【０００７】
また、本発明に係る通信媒体アクセス制御方法は、複数のステーションを有する無線複合速度通信ネットワークにおいて、予約プロトコルを用いるときに、アクセス距離を延長する方法であって、任意のフレーム内の物理レイヤー・シンボルを送信するステップを含み、上記シンボルは、第１の伝送速度における通信媒体アクセス・プロトコル及び調整に関する情報を有し、上記第１の伝送速度はしきい値よりも低く、上記物理レイヤー・フレーム内の他の全てのシンボルは、上記第１の速度よりも高い第２の速度で送信され、上記第１の速度は上記アクセス距離を延長するために使用され、上記第２の速度は上記フレームを送信する上記ステーションと、上記フレームを受信する上記ステーションとの間のスループットを向上する。
【０００８】
また、本発明に係る通信媒体アクセス制御方法は、複数のステーションを有する無線複合速度通信ネットワークにおいて、予約プロトコルを用いるときに、アクセス距離を延長する方法であって、任意のフレーム内の物理レイヤー・シンボルを第１の伝送速度で送信するステップを含み、上記シンボルは、上記予約プロトコルに関連する情報と、しきい値よりも低い上記第１の伝送速度と、上記第１の速度よりも高い第２の速度で送信される上記物理レイヤー・フレーム内の他の全てのシンボルとを有し、上記第１の速度は、上記アクセス距離を延長するために使用され、上記第２の速度は、上記フレームを送信する上記ステーションと、上記フレームを受信するグループ・ステーションとの間のスループットを向上するために使用され、上記第１の速度及び上記第２の速度は、発信元が上記グループ・ステーション内の任意の宛先ステーションと通信するために要求される最低の伝送速度にもとづき選択される。
【０００９】
好適には、上記通信媒体アクセス制御方法の上記第１の速度のシンボル繰り返し率は、上記第２の速度のシンボル繰り返し率よりも大きい。
【００１０】
更に好適には、上記通信媒体アクセス制御方法の上記ヘッダは少なくとも、予約フィールドと、タイプ・フィールドと、予約時間フィールドとを有し、上記データ・フレームの予約識別フィールドは、上記ステーションの１つまたは上記ステーションの１つによる伝送を識別し、上記データ・フレーム内のタイプ・フィールドは、送信されるデータ・フレームのタイプを示す。
【００１１】
本願では、完全な制御パケットまたはフレーム及び（または）データ・フレームが、Ｒｍａｘで送信される場合と同等の予約の信頼性を有する一方で、高いスループットを達成する方式を定義する。マルチレートの無線通信を使用する通信媒体アクセス及び競合を解決する方式が述べられる。こうした環境では、各物理レイヤー・フレームが２つの部分、すなわち（１）ＭＡＣプロトコル及び通信媒体調整にとって重要な全てのシンボルを含み、繰り返し率Ｒｍａｘで送信されるロバスト（robust）ヘッダ部（ここでＲｍａｘは、妨害環境内の全てのステーションが予約シンボルを所望の確率で復号できるように選択される）、及び（２）Ｒｍａｘより小さい繰り返し率Ｒで送信されるデータ・シンボルとに分けられる。ここでＲは、こうしたデータ・シンボルを送信する発信元ステーションに対応するいずれかの宛先のチャネルの状態に依存する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
詳細に説明するために、シンボルの正しい受信の確率を向上させるために、妨害に応じて送信された各シンボル（symbol）が繰り返し符号化される、すなわち、各シンボルが変調レベルにおいて、複数回繰り返される無線通信媒体を使用する。この第１の例は、無線通信媒体として赤外線（ＩＲ）が使用される場合である（参考文献［２］参照）。各シンボルの繰り返しはスループットの低下を招くので、リンクの品質の向上はパケット伝送時間を延長し、リンク・スピードを低下させる。上述の観点から、制御情報を伝搬し、全てのステーションにより受信される必要があるシンボルが、全てのステーションにより正しく受信されるように、最高の繰り返し率で送信される。また一方では、データが宛先ステーションにおいて高い確率で正しく受信されるように、データ・シンボルの繰り返し率が、後述の繰り返し率選択アルゴリズムを用いて選択される。本願では、用語"繰り返し率"及び"符号化率"は、交換可能に使用され、当分野において理解される符号化率を示すために使用される。
【００１３】
基礎となる伝送及び通信媒体アクセス方式：
このセクションでは、好適な実施例を詳述するために、次の特性を有する無線システムについて考る。但し、ここで提供される一般的な方式、方法論、及びアルゴリズムは、多くの異なる無線リンク変調及び通信媒体アクセス方式において使用され、以下の環境仕様に制限されるものではない。
【００１４】
１．一般的に２つのタイプのパケット、（ａ）制御パケット、（ｂ）データ・パケットを定義するパケット伝送またはアクセス方式（図１参照）。
【００１５】
２．各物理レイヤー・フレームが、図１に示されるように、ヘッダがＲｍａｘで示される固定率（例えば１６回）にて繰り返し符号化され、任意の送信機の妨害範囲内の全てのステーションが、ヘッダを高い確率で受信し、復号することができるロバスト・ヘッダ及びＭＡＣ本体を含む。フレーム本体は、その伝送の宛先がフレーム本体内に提供される情報を受信し、復号できる程度に、繰り返し符号化される。この繰り返し率はＲにより示される。従って、フレーム本体の繰り返し符号化率は、受信機における妨害、及び発信元／宛先対間のチャネルの状態に応じて変化する。
【００１６】
３．ＭＡＣＡＷ（参考文献［４］参照）にもとづく衝突回避付きランダム・アクセス方式が、共用無線通信媒体をアクセスするために使用される。発信元ステーション（Ａ）から宛先ステーション（Ｂ）への各データ伝送が、ＡＣＫパケットをＢからＡに送信することにより、継続され得る。通信媒体がＡとＢとの間の予約交換（例えばＲＴＳ−ＣＴＳ交換）により確保され、次に１つ以上のデータ・パケットがＡとＢとの間で交換され得る。通信媒体が確保される時間長は、予約ハンドシェークによりＡ及びＢにより通知されるか、或いはデータ伝送の終りに、切断メッセージを交換することにより、終了され得る。
【００１７】
確実な通信媒体アクセス予約及びシグナリング（signaling）：
方式１：
この方式では、制御フレームの本体の繰り返し率ＲはＲｍａｘ以下である。すなわち、制御フレームの本体がある繰り返し率で送信され、それらの宛先が高い確率で本体を受信し、復号する。ヘッダが常にＲｍａｘにて繰り返し符号化され、送信機の妨害範囲内の全てのステーションが、それを高い確率で受信し、復号することができる。この方式はスループットを向上し、予約制御フレーム（例えばＲＴＳ／ＣＴＳ）の伝送において、コリジョン・ウィンドウを低減するように設計される。なぜなら、ＭＡＣ本体が反復コードＲｍａｘと一緒に伝送された場合、それらは潜在的に多大に長い伝送時間を有し、従ってより大きなコリジョン・ウィンドウを有する。任意の予約に特有な情報を有するいずれのフレーム（予約フレームまたはデータ・フレーム）の全てのフィールドが、Ｒｍａｘにて繰り返し符号化され、フレーム・ヘッダ内に存在する。物理レイヤーにより要求されるプリアンブル（または他のフィールド）に加え、以下のフィールドがヘッダ内で定義される。ここで発信元及び宛先アドレスは、フレーム本体内に存在し、繰り返し率Ｒにて送信される。
【００１８】
１．予約識別（ＲＩＤ）：
このフィールドは、進行中の予約試行またはデータ交換に関連付けらるＩＤを識別する。ＲＩＤはロバスト・ヘッダ内にあるので、送信ステーションが妨害し得る全てのステーションにより、高い確率で受信される。結果的に、たとえ予約交換制御フレームの発信元または宛先アドレス・フィールド、若しくはデータ・フレームが、送信機Ａへの雑音があるのチャネルを有するステーションＣにより正しく復号されない場合にも、ステーションＣは共用通信媒体のステータスに関して、適切な判断を行うことができる（すなわち、保留の予約試行が存在するか否か、またはデータ交換が発生しているか否か）。この情報を知ることにより、ステーションＣは既存の予約の妨害を回避するために、適切なアクションを取ることができる。逆に、受信ステーションＢは、ＭＡＣ本体が正しく受信されなかったが、以前の予約試行がＢに向けられたものであることを知り、新たな予約試行の後、他の予約が保留でなければ、その予約に応答すべきことを知る。上述の説明では、ＲＩＤは１つの予約につき、静的またはランダムに定義される。すなわち、予約を開始するステーションは、各宛先ステーションに対して固有に定義された予め決められたＲＩＤを有するか、または各予約試行及びデータ交換の全期間に対して、ランダムＲＩＤを選択することができる。ＲＩＤの別の代わりの用途は、それをステーションのグループに対して定義することである。この場合、同一のＲＩＤを有する全てのステーションが共通の繰り返し率Ｒを有し、それにより全てのステーションがグループの任意のメンバの伝送を受信し、復号することができる。グループに割り当てられ、自身に割り当てられたＲＩＤと異なるＲＩＤを有するデータまたは制御フレームを受信する任意のステーションは、伝送を無視する。換言すると、いずれのステーションも、自身のグループに属するステーションにより、物理レイヤーにおいて送信された信号をロックしようとする。
【００１９】
２．フレーム・タイプ：
このフィールドは、フレームのタイプを定義する。第１に、これはフレームがデータ・フレームかまたは制御フレームかを定義する。第２に、各定義タイプ内のフレームのサブ・タイプを定義する。データ・フレームに対して、次のタイプすなわち（１）予約交換を用いて送信される予約データ・フレーム、（２）完全な予約交換を経ること無しに送信される非予約データ・フレームが定義される。制御フレームに対しては、少なくとも次のフレーム・タイプ、すなわち送信要求（ＲＴＳ）、送信可（ＣＴＳ）、バースト終了（ＥＯＢ）、バースト終了確認（ＥＯＢＣ）、ＡＣＫ及びＮＡＫが定義される。
【００２０】
３．予約時間：
このフィールドは、通信媒体が予約されている時間長を制御フレーム内に定義し、またデータ・フレームが予約時間内で送信されるときに、予約された期間の終了までに残された時間長を定義する。
【００２１】
上述のフィールドを使用する方式の例について、以下に述べる。ここで、予約に参加している２つのステーションＡ及びＢ、並びに予約の観察者であるステーションＣが存在する。また、参考文献［４］で定義されるＭＡＣ規則が使用され、フレーム・ヘッダの繰り返し符号化に関連付けられる場合だけを特定するものとする。制御フレーム及びデータ・フレームのヘッダが図１に示される。
【表１  】
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表１には、これらのフレーム内で定義される全てのフィールド、及び各フィールドに関連付けられる繰り返し率が示される。ここで重要な点は、各フレームの巡回冗長検査（ＣＲＣ）が、ＭＡＣ本体と呼ばれるフレーム部分内のデータにもとづき、ＭＡＣ本体がフレームの発信元アドレス及び宛先アドレスの他に、高位のレイヤー・プロトコルのデータ・ユニットを含むことである。特定の例の繰り返し率に関して、ステーションＢがステーションＡからデータ・シンボル（または情報シンボル）を所望値（Ｐで表される）より小さい誤り確率で受信するために要求される繰り返し率を、Ｒａ＿ｂにより表し、同様に、ステーションＢからステーションＡに送信されるデータ・シンボルの繰り返し率を、Ｒｂ＿ａにより表す。ここで、Ｒａ＿ｂ及びＲｂ＿ａは、ステーションＡとステーションＢとの間のパケット交換にもとづき選択され、誤り計算にもとづき、繰り返し率が選択される。以降では、参考文献［４］で定義されるＭＡＣＡ規則に加え定義され、本発明の主題に特定的なＭＡＣ規則について述べ、予約シンボルに対する最大繰り返し率伝送、並びにデータ・シンボルに対する低い繰り返し率伝送の使用について例示する。ここで重要な点は、ＭＡＣ本体がいずれかのステーションにより受信されるとき、参考文献［４］で述べられる通常のＭＡＣ規則に従うことであり、ここではＭＡＣフレームがエラーであるが、ロバスト・ヘッダのタイプ及びＲＩＤフィールドが正しく受信される状況についてのみ述べることにする。この方式では、ステーションＡがステーションＢに対して予約試行を開始するとき、ステーションＢとの通信のために、ステーションＡに予め割り当てられ得るＲＩＤを選択するか、その単一の予約試行のために、ＲＩＤがランダムに選択され得る。こうしたＲＩＤが選択されると、これは予約試行を通じ、変更されること無く維持される。これは予約が成功し、データ・フレーム伝送が発生して、データ及びＡＣＫフレームも同一のＲＩＤを使用するまで、または幾つかの他のステーション間の別の予約試行が、ステーションＡを静止状態にするまで、維持される。
【００２２】
１．ステーションＢがＲＴＳフレームをステーションＡから受信し（ここでフレームのタイプ（ＲＴＳ）は、ロバスト・ヘッダのタイプ・フィールドにもとづき定義される）、ＭＡＣ本体がエラーである（すなわち不良のＣＲＣを有する）場合、ステーションＢは上記フレームのＲＩＤを記録し、時間Ｔ１の間、静止状態に留まる。この時間Ｔ１は、ＲＴＳに応答して、ＣＴＳがその時間内に送信され得るように選択される。
【００２３】
２．ステーションＡが、その最も最近のＲＴＳフレームとして使用したのと同一のＲＩＤを有するＣＴＳフレームを受信し、ステーションＡがＣＴＳ待機状態である場合、ステーションＡは予約が成功したと仮定する。たとえ受信ＣＴＳフレームのＭＡＣ本体部分がエラーであっても、そのように仮定される。
【００２４】
３．ステーションＢが、以前のフレーム内で受信されたのと同一のＲＩＤを有するＲＴＳフレームを受信し、上記ＲＴＳフレームの間に異なるＲＩＤを有する他のＲＴＳまたはＣＴＳフレームが存在せず、第１のＲＴＳフレームのＭＡＣ本体が不正に受信され、第２のＲＴＳフレームの宛先アドレスがステーションＢであり、また、正しく受信される場合、ステーションＢはステーションＡがステーションＢとの予約を試行していると仮定し、ステーションＡがステーションＢに送信したＲＴＳフレーム内で使用したのと同一のＲＩＤを用いて、ＣＴＳによりステーションＡに応答する。
【００２５】
４．ステーションＣがステーションＢからＣＴＳフレームを受信すると、そのフレームのＲＩＤを記録し、時間Ｔ２の間、静止状態に入る。これはたとえＣＴＳフレームのＭＡＣフレーム部分がエラーの場合にも、適用される。ここで時間Ｔ２は、同一のＲＩＤを有するＡＣＫを受信するために要求される時間であったり、或いはステーションＡがヘッダの予約時間により示される意図された予約時間内に、その全てのデータをステーションＢに送信できるように選択され得る。
【００２６】
５．ステーションＣがデータ・フレームをステーションＡから受信するか、ステーションＢから、予約試行（及びＲＴＳまたはＣＴＳ）において以前に受信されたのと同一のＲＩＤを有するＡＣＫフレームを受信するとき、ステーションＣはフレームの予約時間フィールド内で定義された時間、静止状態に留まる。予約時間フィールドが使用されない場合、ステーションＣは予め定義された時間、またはステーションＡとＢとの間のデータ伝送の終了が、ＥＯＢ及びＥＯＢＣフレームの送信により通知されるまで、静止状態に留まる。
【００２７】
６．ステーションＢがステーションＡからデータ・フレームを受信し、そのフレームのＭＡＣ本体がエラーの場合、ステーションＢは、データ・フレームがステーションＡとの最も最近の予約交換（ＲＴＳ／ＣＴＳ交換）において使用されたＲＩＤと同一のＲＩＤを有し、且つ通信媒体がまだステーションＡとＢとの伝送のために予約されていれば、否定応答（ＮＡＣＫ）をステーションＡに送信する。
【００２８】
７．ステーションＣがデータまたはＡＣＫフレームを受信し、上記フレームのＲＩＤが、Ｃが認識する任意の進行中の予約のＲＩＤと異なる場合、ステーションＣは上記予約が完了するまで、静止状態に留まる。データ伝送の完了に関する判定は、予約時間フィールドの観察またはＥＯＢ／ＥＯＢＣ交換にもとづく。
【００２９】
方式２：
ここでは、制御フレームがＲｍａｘにて繰り返し符号化される（ヘッダ及び本体）。全ての制御フレームがＲｍａｘにて繰り返し符号化されるので、発信元及び宛先アドレスが通信媒体を予約中のステーションを識別し、予約状態を追跡するために使用される。この方式では、タイプ及び予約時間フィールドは、データ・フレームのヘッダ内に存在可能であり、ＭＡＣプロトコル規則に従うために使用される。
【００３０】
繰り返し率選択アルゴリズム：
このセクションでは、上述の環境において使用される繰り返し率選択アルゴリズムについて述べる。ここでＲｍａｘは、同一の共用通信媒体を使用する全ての端末がお互いの予約シンボルを受信できるように、定義される。これは送信ステーションの発信元アドレスを有し、送信ステーションが他のステーションからのシンボルを復号するために必要とする、最低繰り返し率または最高繰り返し率を同一のブロードキャスト・フレーム内に含む、テスト・フレームをブロードキャスト（broadcast）することにより達成され得る。ここで、ブロードキャスト・フレームを受信する各ステーションは、繰り返し率の選択判断をエラー（または信号の品質またはＳＮＲ）をカウントすることにより行い、繰り返し率がネットワーク内で認識されているよりも小さい場合、通信媒体における新たな繰り返し率をブロードキャストする。このようにして、通信媒体に対して要求される最低の繰り返し率が見い出されると、１つのステーションをセントラル・コーディネータとして割り当てることにより、新たなＲｍａｘがネットワーク内で認識されるようになり、あらゆる端末がそのＲｍａｘをセットする。別の方法では、Ｒｍａｘを固定し、それを初期化時に定義する。
【００３１】
次に、２つのステーション間でのデータ・シンボルの伝送において、ＲＲ及びＲＲ*を選択する方法について述べる。ここでＲＲは送信されるフレームの繰り返し率であり、ＲＲ*は受信機がフレームを送信機に送信するために使用するように推奨される繰り返し率である。
【００３２】
初期化：
繰り返し率選択テーブル（ＲＳＴ）内で、対応するエントリを有さないステーション・アドレスのＲＲ及びＲＲ*は、繰り返し符号化の最大値にセットされる。
【００３３】
テーブル保守：
繰り返し率選択テーブルは固定数のエントリを有し、旧エントリはエージング・タイマにもとづき、キャッシュ・アウトされる。
【００３４】
繰り返し率選択プロセス：
１）フレームが物理レイヤーから受信される。
２ａ）エラーがカウントされ、それにもとづき、リンク品質パラメータが計算され、繰り返し率選択モジュールに渡される。
２ｂ）もし、フレームに対する即時応答が要求されるなら、フレームのＲＲ*が応答率として使用される。
［IF（フレームに対する即時応答が要求される）THEN
｛フレームのＲＲ*が応答率として使用される；｝］
３）また、フレームが繰り返し選択モジュールに渡されるなら、ＬＰＱがフレームに沿って、繰り返し率選択モジュールに渡され、フレーム内で示されるＲＰ*が、送信ステーションへの繰り返し率ＲＰとして使用され、図２に示される繰り返し率選択テーブル（ＲＳＴ）に保管され、ＬＰＱにもとづき、フレームを送信ステーションから受信ステーションに送信する応答率ＲＲ*が、繰り返し率選択アルゴリズム（ＲＳＡ）を用いて選択され、図２に示されるＲＳＴに保管される。        ［ELSE IF（フレームが繰り返し率選択モジュールに渡される）THEN
｛ＬＰＱがフレームに沿って、繰り返し率選択モジュールに渡される。
フレーム内で示されるＲＲ*が、送信ステーションへの繰り返し率ＲＲとして使用され、図２に示される繰り返し率選択テーブル（ＲＴＳ）に保管される。
ＬＰＱにもとづき、フレームを送信ステーションから受信ステーションに送信する応答率ＲＲ*が、繰り返し率選択アルゴリズム（ＲＳＡ）を用いて選択され、図２に示されるＲＳＴに保管される。｝］
４）フレームが、ＲＳＴから読出される宛先アドレスにもとづくＲＲ*及びＲＲのセットにて、物理レイヤーに渡される。
５）フレームが物理レイヤーに渡されて送信され、ＲＲが繰り返し率として使用される。
６）フレームが物理通信媒体を介して伝送される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う、制御フレーム及びデータ・フレームのヘッダを示す図である。
【図２】本発明に従い、繰り返し率を選択する方式を示す図である。
【図１】
0003940203.tif 000003
【図２】
0003940203.tif 000004