【手続補正書】
【提出日】平成17年10月18日(2005.10.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】データ通信用の媒体アクセス制御プロトコル
【特許請求の範囲】
【請求項１】  一つのハブと分散された複数のステーションの間における一つの媒体上の通信アクセスを制御する方法であって、
（ａ）複数のチャンネルを、前記複数のステーションと前記ハブの間におけるデータ通信のため割り当てるステップであって、チャンネル数は少なくともステーションの数に等しく、各ステーションは少なくとも一つのチャンネルを所有し、各チャンネルは、変動的に、空状態、予約状態、及び所有者状態の一つにあり、
（ｉ）前記空状態はどのステーションもアクセスすることができる一つのチャンネルを提供し、
（ii）前記予約状態は、前記ハブに対して予約したステーションによってアクセス可能であるが前記ステーションによって所有されていない一つのチャンネルを提供し、
(iii）前記所有者状態はチャンネルを所有するステーションのみがアクセスを有する一つのチャンネルを提供するステップ、
及び
（ｂ）チャンネルのそれぞれの状態及び／又は数を、前記各ステーションのデータ要求をベースにして、経時的に再割り当てするステップ
を含む方法。
【請求項２】  前記データ通信が、有限のバンド幅を有する媒体上で行われる請求項１に記載される方法。
【請求項３】  少なくとも存在するステーションの数と同じ数の、所有者状態にあるチャンネルが存在する、請求項１及び２のいずれか一つに記載される方法。
【請求項４】  請求項１から３までのいずれか一つに記載される方法であって、一つ又はそれ以上の特別チャンネルが割り当てられるように、一つのステーションが任意の時点において前記ハブにリクエストするステップを更に含む方法。
【請求項５】  請求項１から４までのいずれか一つに記載される方法であって、一つのチャンネルがさらに前記各ステーションと前記ハブの間の管理トラフィックを提供し、
管理トラフィックとして、所有者状態にある必要個数のチャンネルの割り当てを受けるように一つのステーションが前記ハブと交渉するステップをさらに含む方法。
【請求項６】  前記予約状態にある必要個数のチャンネルの割り当てを受けるように一つのステーションが前記ハブと交渉するステップをさらに含む請求項５に記載される方法。
【請求項７】  請求項５及び６のいずれか一つに記載される方法であって、登録する事を求めているステーションの数の表示情報を一つのステーションがリクエストしてそれに前記ハブが応答するステップであって、前記一つのステーションは前記表示情報をリクエスト及び表示情報によって受信するステップを更に含む方法。
【請求項８】  請求項５及び６のいずれか一つに記載される方法であって、登録する事を求めているステーションの数の表示情報を一つのステーションがリクエストしてそれに前記ハブが応答するステップであって、前記一つのステーションは前記表示情報をブロードキャストによって受信するステップを更に含む方法。
【請求項９】  請求項５から８までのいずれか一つに記載される方法であって、一つのチャンネルを使用することを求めているステーションの数の表示情報を一つのステーションがリクエストしてそれに前記ハブが応答するステップであって、前記一つのステーションは前記表示情報をリクエスト及び表示情報によって受信するステップを更に含む方法。
【請求項１０】  請求項５から８までのいずれか一つに記載される方法であって、一つのチャンネルを使用することを求めているステーションの数の表示情報を一つのステーションがリクエストしてそれに前記ハブが応答するステップであって、前記一つのステーションは前記表示情報をブロードキャストによって受信するステップを更に含む方法。
【請求項１１】  請求項５から１０までのいずれか一つに記載される方法であって、一つのステーションが、割り当てられたチャンネルを放棄するため、登録取り消しを前記ハブにリクエストするステップを更に含む方法。
【請求項１２】  請求項５から１０までのいずれか一つに記載される方法であって、一つのステーションが、スリープモードに入るため、ある期間このステーションへのデータ通信をすべて遅延するように前記ハブにリクエストするステップを更に含む方法。
【請求項１３】  請求項１から１２までのいずれか一つに記載される方法であって、前記再割り当てするステップが、予約状態チャンネルの使用を、それを所有していないステーションに一時的に帰属させるステップを含む方法。
【請求項１４】  請求項１３に記載される方法であって、前記帰属せしめられたステーションによって当該チャンネルがある期間使用されなければ、前記一時的な使用の帰属が撤回される方法。
【請求項１５】  請求項１２及び１３のいずれか一つに記載される方法であって、前記予約状態にあるチャンネルを所有するステーションが、要求によって使用を取り戻す方法。
【請求項１６】  請求項１から１５までのいずれか一つに記載される方法であって、前記各チャンネルは、可変長のデータユニットをそれぞれ備えた複数のスロットを備え、
前記各チャンネルはハブから移動体へのスロット又は移動体からハブへのスロットを持ち、
前記ハブから移動体へのスロットの長さを、前記移動体からハブへのスロットの長さとは異なるように構成するステップを更に含む方法。
【請求項１７】  請求項１６に記載される方法であって、前記ハブから移動体へのスロットの長さが、前記移動体からハブへのスロットの長さとは異なり、
前記スロットの長さが、異なったトラフィック状況を説明するため変動させられるステップを更に含む方法。
【請求項１８】  請求項１７に記載される方法であって、前記スロットの長さを変動させるステップにおいて、前記ハブは、異なったトラフィック状況を説明するため、一つの移動体からハブへのスロットを一つのハブから移動体へのスロットで置き換えるように構成される方法。
【請求項１９】  一つのハブと複数の移動ステーションの間のデータアクセスを提供する複数のチャンネルを介して前記ハブと前記複数の移動ステーションの間の通信アクセスを制御する方法であって、少なくとも移動ステーションと同数のチャンネルが存在し、前記チャンネルは、変動的に、空状態、予約状態、及び所有者状態の一つにあり、
（ｉ）前記空状態はどのステーションもアクセスすることができる一つのチャンネルを提供し、
（ii）前記予約状態は、前記ハブに対して予約したステーションによってアクセス可能であるが前記ステーションによって所有されていない一つのチャンネルを提供し、
(iii）前記所有者状態はチャンネルを所有するステーションのみがアクセスすることができる一つのチャンネルを提供し、
前記方法は、チャンネルのそれぞれの状態及び／又は数を、前記各ステーションのデータ要求をベースにして、経時的に再割り当てするステップを含む方法。
【請求項２０】  データ通信が、有限のバンド幅を有する媒体上で行われる請求項１９に記載される方法。
【請求項２１】  請求項１９及び２０のいずれか一つに記載される方法であって、一つのチャンネルがさらに前記各ステーションと前記ハブの間の管理トラフィックを提供し、
管理トラフィックとして、所有者状態にある必要個数のチャンネルの割り当てを受けるように一つのステーションが前記ハブと交渉するステップをさらに含む方法。
【請求項２２】  媒体が自由空間である、請求項１９から２１までのいずれか一つに記載される方法。
【請求項２３】  前記予約状態にある必要個数のチャンネルの割り当てを受けるように一つのステーションが前記ハブと交渉するステップをさらに含む請求項１９から２２までのいずれか一つに記載される方法。
【請求項２４】  請求項１９から２２までのいずれか一つに記載される方法であって、登録する事を求めているステーションの数の表示情報を一つのステーションがリクエストしてそれに前記ハブが応答するステップであって、前記一つのステーションは前記表示情報をリクエスト及び表示情報によって受信するステップを更に含む方法。
【請求項２５】  請求項１９から２３までのいずれか一つに記載される方法であって、登録する事を求めているステーションの数の表示情報を一つのステーションがリクエストしてそれに前記ハブが応答するステップであって、前記一つのステーションは前記表示情報をブロードキャストによって受信するステップを更に含む方法。
【請求項２６】  請求項１９から２５までのいずれか一つに記載される方法であって、一つのチャンネルを使用することを求めているステーションの数の表示情報を一つのステーションがリクエストしてそれに前記ハブが応答するステップであって、前記一つのステーションは前記表示情報をリクエスト及び表示情報によって受信するステップを更に含む方法。
【請求項２７】  請求項１９から２５までのいずれか一つに記載される方法であって、一つのチャンネルを使用することを求めているステーションの数の表示情報を一つのステーションがリクエストしてそれに前記ハブが応答するステップであって、前記一つのステーションは前記表示情報をブロードキャストによって受信するステップを更に含む方法。
【請求項２８】  請求項１９から２７までのいずれか一つに記載される方法であって、一つのステーションが、割り当てられたチャンネルを放棄するため、登録取り消しを前記ハブにリクエストするステップを更に含む方法。
【請求項２９】  請求項１９から２８までのいずれか一つに記載される方法であって、一つのステーションが、スリープモードに入るため、ある期間このステーションへのデータ通信をすべて遅延するようにハブにリクエストするステップを更に含む方法。
【請求項３０】  請求項１９から２９までのいずれか一つに記載される方法であって、前記再割り当てするステップが、予約状態チャンネルの使用を、それを所有していないステーションに一時的に帰属させるステップを含む方法。
【請求項３１】  請求項３０に記載される方法であって、前記帰属させられたステーションによって当該チャンネルがある期間使用されなければ、前記一時的な使用の帰属が撤回される方法。
【請求項３２】  請求項３０及び３１のいずれか一つに記載される方法であって、前記予約状態にあるチャンネルを所有するステーションが、要求によってその使用を取り戻す方法。
【請求項３３】  請求項１９から３２までのいずれか一つに記載される方法であって、前記各チャンネルは、可変長のデータユニットをそれぞれ備えた複数のスロットを備え、
前記各チャンネルはハブから移動体へのスロット又は移動体からハブへのスロットを持ち、
前記ハブから移動体へのスロットの長さを、前記移動体からハブへのスロットの長さとは異なるように構成するステップを更に含む方法。
【請求項３４】  請求項３３に記載される方法であって、前記ハブから移動体へのスロットの長さが、移動体からハブへのスロットの長さとは異なり、
前記スロットの長さが、異なったトラフィック状況を説明するため変動させられるステップを更に含む方法。
【請求項３５】  請求項３４に記載される方法であって、前記スロットの長さを変動させるステップにおいて、前記ハブは、異なったトラフィック状況を説明するため、一つの移動体からハブへのスロットを一つのハブから移動体へのスロットで置き換えるように構成される方法。
【請求項３６】  一つの媒体への制御されたデータアクセスを有する通信システムであって、
前記媒体を経て通信するための送受信手段を有し、データ処理手段を有するハブと、
前記媒体を経て前記ハブと通信するための送受信手段をそれぞれ有し、データ処理手段をそれぞれ有する、分散された複数のステーションとを備え、
前記ハブと前記ステーションの前記データ処理手段が協力して、前記ステーションと前記ハブの間のデータ通信のため複数のチャンネルを割り当て、チャンネルの数が少なくともステーションの数に等しく、各ステーションは少なくとも一つのチャンネルを所有し、各チャンネルは、変動的に、空状態、予約状態、及び所有者状態の一つにあり、
（ｉ）前記空状態はどのステーションもアクセスすることができる一つのチャンネルを提供し、
（ii）前記予約状態は、前記ハブに対して予約したステーションによってアクセス可能であるが前記ステーションによって所有されていない一つのチャンネルを提供し、
(iii）前記所有者状態はチャンネルを所有するステーションのみがアクセスする一つのチャンネルを提供し、
前記ハブと前記ステーションの前記データ処理手段が協力して、チャンネルのそれぞれの状態及び／又は数を、前記各ステーションのデータ要求をベースにして、経時的に再割り当てを行うシステム。
【請求項３７】  前記ステーションが移動体であり、前記媒体が自由空間である、請求項３６に記載されるシステム。
【請求項３８】  データ通信が、有限のバンド幅を有する媒体上で行われる請求項３６及び３７のいずれか一つに記載されるシステム。
【請求項３９】  少なくとも存在するステーションの数と同じ数の、所有者状態にあるチャンネルが存在する、請求項３６から３８までのいずれか一つに記載されるシステム。
【請求項４０】  請求項３６から３９までのいずれか一つに記載されるシステムであって、一つ又はそれ以上の特別チャンネルが割り当てられるように、一つのステーションのデータ処理手段が任意の時点において前記ハブのデータ処理手段にリクエストするシステム。
【請求項４１】  請求項３６から４０までのいずれか一つに記載されるシステムであって、前記ハブのデータ処理手段がさらに前記各ステーションと前記ハブの間の管理トラフィックを提供し、
前記管理トラフィックは、所有者状態にある必要個数のチャンネルの割り当てを受けるように一つのステーションが前記ハブと交渉することを含むシステム。
【請求項４２】  請求項４１に記載されるシステムであって、一つのステーションのデータ処理手段が、予約状態にある必要個数のチャンネルの割り当てを受けるように前記ハブのデータ処理手段と交渉するシステム。
【請求項４３】  請求項４１及び４２のいずれか一つに記載されるシステムであって、登録する事を求めているステーションの数の表示情報を一つのステーションのデータ処理手段がリクエストしてそれに前記ハブのデータ処理手段が応答し、前記一つのステーションは前記表示情報をリクエスト及び表示情報によって受信するシステム。
【請求項４４】  請求項４１及び４２のいずれか一つに記載されるシステムであって、登録する事を求めているステーションの数の表示情報を一つのステーションのデータ処理手段がリクエストしてそれに前記ハブのデータ処理手段が応答し、前記一つのステーションは前記表示情報をブロードキャストによって受信するシステム。
【請求項４５】  請求項４１から４４までのいずれか一つに記載されるシステムであって、一つのチャンネルを使用することを求めているステーションの数の表示情報を一つのステーションのデータ処理手段がリクエストしてそれに前記ハブが応答し、前記一つのステーションは前記表示情報をリクエスト及び表示情報によって受信するシステム。
【請求項４６】  請求項４１から４３までのいずれか一つに記載されるシステムであって、一つのチャンネルを使用することを求めているステーションの数の表示情報を一つのステーションのデータ処理手段がリクエストしてそれに前記ハブが応答し、前記一つのステーションは前記表示情報をブロードキャストによって受信するシステム。
【請求項４７】  請求項４１から４６までのいずれか一つに記載されるシステムであって、一つのステーションのデータ処理手段が、割り当てられたチャンネルを放棄するため、登録取り消しを前記ハブのデータ処理手段にリクエストするシステム。
【請求項４８】  請求項４１から４７までのいずれか一つに記載されるシステムであって、一つのステーションのデータ処理手段が、スリープモードに入るため、ある期間このステーションへのデータ通信をすべて遅延するように前記ハブのデータ処理手段にリクエストするシステム。
【請求項４９】  請求項３６から４８までのいずれか一つに記載されるシステムであって、前記再割り当てが、予約状態チャンネルの使用を、それを所有していないステーションに一時的に帰属させることを含むシステム。
【請求項５０】  請求項４９に記載されるシステムであって、前記帰属させられたステーションによって当該チャンネルがある期間使用されなければ、前記一時的な使用の帰属が撤回されるシステム。
【請求項５１】  請求項４９及び５０のいずれか一つに記載されるシステムであって、前記予約状態にあるチャンネルを所有するステーションが、要求によってその使用を取り戻すシステム。
【請求項５２】  請求項３６から５１までのいずれか一つに記載されるシステムであって、前記各チャンネルは複数のスロットを備えたシステム。
【請求項５３】  請求項５２に記載されるシステムであって、前記各スロットは可変長の一つのデータユニットを備えたシステム。
【請求項５４】  請求項５２及び５３のいずれか一つに記載されるシステムであって、前記各チャンネルはハブから移動体へのスロット又は移動体からハブへのスロットを持つシステム。
【請求項５５】  請求項５４に記載されるシステムであって、前記ハブから移動体へのスロットの長さが、前記移動体からハブへのスロットの長さとは異なるシステム。
【請求項５６】  請求項５２から５４までのいずれか一つに記載されるシステムであって、前記スロットの長さが、異なったトラフィック状況を説明するため変動するシステム。
【請求項５７】  請求項５４から５６までのいずれか一つに記載されるシステムであって、前記ハブは、異なったトラフィック状況を説明するため、一つの移動体からハブへのスロットを一つのハブから移動体へのスロットで置き換えるように構成されるシステム。
【請求項５８】  分散された複数のステーションと協力して媒体への制御されたデータアクセスを有するように動作する、通信システムのためのハブであって、
前記媒体を経て通信するための送受信手段と、
前記送受信手段と接続されたデータ処理手段とを備え、
前記ハブの前記データ処理手段が、前記ステーションと前記ハブの間のデータトラフィックのため複数のチャンネルを割り当てるように動作し、チャンネルの数が少なくともステーションの数に等しく、各チャンネルは、変動的に、空状態、予約状態、及び所有者状態の一つにあり、
（ｉ）前記空状態はどのステーションもアクセスすることができる一つのチャンネルを提供し、
（ii）前記予約状態は、前記ハブに対して予約したステーションによってアクセス可能であるが前記ステーションによって所有されていない一つのチャンネルを提供し、
(iii）前記所有者状態はチャンネルを所有するステーションのみがアクセスする一つのチャンネルを提供し、
前記ハブの前記データ処理手段が、チャンネルのそれぞれの状態及び／又は数を、前記各ステーションのデータ要求をベースにして、経時的に再割り当てを行うように動作するハブ。
【請求項５９】  前記ステーションが移動体であり、前記媒体が自由空間である、請求項５８に記載されるハブ。
【請求項６０】  データ通信が、有限のバンド幅を有する媒体上で行われる請求項５８及び５９のいずれか一つに記載されるハブ。
【請求項６１】  少なくとも存在するステーションの数と同じ数の、所有者状態にあるチャンネルが存在する、請求項５８から６０までのいずれか一つに記載されるハブ。
【請求項６２】  請求項５８から６１までのいずれか一つに記載されるハブであって、一つ又はそれ以上の特別チャンネルが割り当てられるように、一つのステーションのデータ処理手段が任意の時点において前記ハブのデータ処理手段にリクエストするハブ。
【請求項６３】  請求項５８から６２までのいずれか一つに記載されるハブであって、前記ハブのデータ処理手段がさらに前記各ステーションと前記ハブの間の管理トラフィックを提供し、
前記管理トラフィックは、所有者状態にある必要個数のチャンネルの割り当てを受けるように一つのステーションが前記ハブと交渉することを含むハブ。
【請求項６４】  請求項５８から６３までのいずれか一つに記載されるハブであって、一つのステーションのデータ処理手段が、予約状態にある必要個数のチャンネルの割り当てを受けるように前記ハブのデータ処理手段と交渉するハブ。
【請求項６５】  請求項６３及び６４のいずれか一つに記載されるハブであって、登録する事を求めているステーションの数の表示情報を一つのステーションのデータ処理手段がリクエストしてそれに前記ハブのデータ処理手段が応答し、前記一つのステーションは前記表示情報をリクエスト及び表示情報によって受信するハブ。
【請求項６６】  請求項６３及び６４のいずれか一つに記載されるハブであって、登録する事を求めているステーションの数の表示情報を一つのステーションのデータ処理手段がリクエストしてそれに前記ハブのデータ処理手段が応答し、前記一つのステーションは前記表示情報をブロードキャストによって受信するハブ。
【請求項６７】  請求項６３から６６までのいずれか一つに記載されるハブであって、一つのチャンネルを使用することを求めているステーションの数の表示情報を一つのステーションのデータ処理手段がリクエストしてそれに前記ハブが応答し、前記一つのステーションは前記表示情報をリクエスト及び表示情報によって受信するハブ。
【請求項６８】  請求項６３から６６までのいずれか一つに記載されるハブであって、一つのチャンネルを使用することを求めているステーションの数の表示情報を一つのステーションのデータ処理手段がリクエストしてそれに前記ハブが応答し、前記一つのステーションは前記表示情報をブロードキャストによって受信するハブ。
【請求項６９】  請求項６３から６７までのいずれか一つに記載されるハブであって、一つのステーションのデータ処理手段が、割り当てられたチャンネルを放棄するため、登録取り消しを前記ハブのデータ処理手段にリクエストするハブ。
【請求項７０】  請求項６３から６９までのいずれか一つに記載されるハブであって、一つのステーションのデータ処理手段が、スリープモードに入るため、ある期間このステーションへのデータ通信をすべて遅延するように前記ハブのデータ処理手段にリクエストするハブ。
【請求項７１】  請求項５９から７０までのいずれか一つに記載されるハブであって、前記再割り当てが、予約状態チャンネルの使用を、それを所有していないステーションに一時的に帰属させることを含むハブ。
【請求項７２】  請求項７１に記載されるハブであって、前記帰属させられたステーションによって当該チャンネルがある期間使用されなければ、前記一時的な使用の帰属が撤回されるハブ。
【請求項７３】  請求項７１及び７２のいずれか一つに記載されるハブであって、前記予約状態にあるチャンネルを所有するステーションが、要求によってその使用を取り戻すハブ。
【請求項７４】  請求項５８から７３までのいずれか一つに記載されるハブであって、前記各チャンネルは複数のスロットを備えたハブ。
【請求項７５】  請求項７４に記載されるハブであって、前記各スロットは可変長の一つのデータユニットを備えたハブ。
【請求項７６】  請求項７４及び７５のいずれか一つに記載されるハブであって、前記各スロットが一つのステーションによって所有されるハブ。
【請求項７７】  請求項７４から７６までのいずれか一つに記載されるハブであって、前記各チャンネルはハブから移動体へのスロット又は移動体からハブへのスロットを持つハブ。
【請求項７８】  請求項７７に記載されるハブであって、前記ハブから移動体へのスロットの長さが、前記移動体からハブへのスロットの長さとは異なるハブ。
【請求項７９】  請求項７４から７８までのいずれか一つに記載されるハブであって、前記スロットの長さが、異なったトラフィック状況を説明するため変動するハブ。
【請求項８０】  請求項７７から７９までのいずれか一つに記載されるハブであって、前記ハブは、異なったトラフィック状況を説明するため、一つの移動体からハブへのスロットを一つのハブから移動体へのスロットで置き換えるように構成されるハブ。
【請求項８１】  アクセスを制御するため一つの媒体アクセスプロトコルを有する無線ローカル・エリア・ネットワークであって、
自由空間通路を経て通信するための送受信手段を有し、データ処理手段を有するハブと、
前記自由空間通路を経てハブと通信するための送受信手段をそれぞれ有し、データ処理手段をそれぞれ有する、分散された複数のステーションとを備え、
前記ハブと前記ステーションの前記データ処理手段が協力して、前記ステーションと前記ハブの間のデータトラフィックのため複数のチャンネルを割り当て、チャンネルの数が少なくともステーションの数に等しく、各ステーションは少なくとも一つのチャンネルを所有し、各チャンネルは、変動的に、空状態、予約状態、及び所有者状態の一つにあり、
（ｉ）前記空状態はどのステーションもアクセスすることができる一つのチャンネルを提供し、
（ii）前記予約状態は、前記ハブに対して予約したステーションによってアクセス可能であるが前記ステーションによって所有されていない一つのチャンネルを提供し、
(iii）前記所有者状態はチャンネルを所有するステーションのみがアクセスする一つのチャンネルを提供し、
前記ハブと前記ステーションの前記データ処理手段が協力して、チャンネルのそれぞれの状態及び／又は数を、前記各ステーションのデータ要求をベースにして、経時的に再割り当てを行う無線ローカル・エリア・ネットワーク。
【請求項８２】  前記ステーションが移動体であり、媒体が自由空間である、請求項８１に記載される無線ローカル・エリア・ネットワーク。
【請求項８３】  データ通信が、有限のバンド幅を有する媒体上で行われる請求項８１及び８２のいずれか一つに記載される無線ローカル・エリア・ネットワーク。
【請求項８４】  少なくとも存在するステーションの数と同じ数の、所有者状態にあるチャンネルが存在する、請求項８１から８３までのいずれか一つに記載される無線ローカル・エリア・ネットワーク。
【請求項８５】  請求項８１から８４までのいずれか一つに記載される無線ローカル・エリア・ネットワークであって、一つ又はそれ以上の特別チャンネルが割り当てられるように、一つのステーションのデータ処理手段が任意の時点において前記ハブのデータ処理手段にリクエストする無線ローカル・エリア・ネットワーク。
【請求項８６】  請求項８１から８５までのいずれか一つに記載される無線ローカル・エリア・ネットワークであって、前記ハブのデータ処理手段がさらに前記各ステーションと前記ハブの間の管理トラフィックを提供し、
前記管理トラフィックは、所有者状態にある必要個数のチャンネルの割り当てを受けるように一つのステーションが前記ハブと交渉することを含む無線ローカル・エリア・ネットワーク。
【請求項８７】  請求項８１から８６のいずれか１つに記載される無線ローカル・エリア・ネットワークであって、一つのステーションのデータ処理手段が、予約状態にある必要個数のチャンネルの割り当てを受けるように前記ハブのデータ処理手段と交渉する無線ローカル・エリア・ネットワーク。
【請求項８８】  請求項８６及び８７のいずれか一つに記載される無線ローカル・エリア・ネットワークであって、登録する事を求めているステーションの数の表示情報を一つのステーションのデータ処理手段がリクエストしてそれに前記ハブのデータ処理手段が応答し、前記一つのステーションは前記表示情報をリクエスト及び表示情報によって受信する無線ローカル・エリア・ネットワーク。
【請求項８９】  請求項８６及び８７のいずれか一つに記載される無線ローカル・エリア・ネットワークであって、登録する事を求めているステーションの数の表示情報を一つのステーションのデータ処理手段がリクエストしてそれに前記ハブのデータ処理手段が応答し、前記一つのステーションは前記表示情報をブロードキャストによって受信する無線ローカル・エリア・ネットワーク。
【請求項９０】  請求項８６から８９までのいずれか一つに記載される無線ローカル・エリア・ネットワークであって、一つのチャンネルを使用することを求めているステーションの数の表示情報を一つのステーションのデータ処理手段がリクエストしてそれに前記ハブが応答し、前記一つのステーションは前記表示情報をリクエスト及び表示情報によって受信する無線ローカル・エリア・ネットワーク。
【請求項９１】  請求項８６から８７までのいずれか一つに記載される無線ローカル・エリア・ネットワークであって、一つのチャンネルを使用することを求めているステーションの数の表示情報を一つのステーションのデータ処理手段がリクエストしてそれに前記ハブが応答し、前記一つのステーションは前記表示情報をブロードキャストによって受信する無線ローカル・エリア・ネットワーク。
【請求項９２】  請求項８６から９０までのいずれか一つに記載される無線ローカル・エリア・ネットワークであって、一つのステーションのデータ処理手段が、割り当てられたチャンネルを放棄するため、登録取り消しを前記ハブのデータ処理手段にリクエストする無線ローカル・エリア・ネットワーク。
【請求項９３】  請求項８６から９２までのいずれか一つに記載される無線ローカル・エリア・ネットワークであって、一つのステーションのデータ処理手段が、スリープモードに入るため、ある期間このステーションへのデータ通信をすべて遅延するように前記ハブのデータ処理手段にリクエストする無線ローカル・エリア・ネットワーク。
【請求項９４】  請求項８６から９３までのいずれか一つに記載される無線ローカル・エリア・ネットワークであって、前記再割り当てが、予約状態チャンネルの使用を、それを所有していないステーションに一時的に帰属させることを含む無線ローカル・エリア・ネットワーク。
【請求項９５】  請求項９４に記載される無線ローカル・エリア・ネットワークであって、前記帰属させられたステーションによって当該チャンネルがある期間使用されなければ、前記一時的な使用の帰属が撤回される無線ローカル・エリア・ネットワーク。
【請求項９６】  請求項９４及び９５のいずれか一つに記載される無線ローカル・エリア・ネットワークであって、前記予約状態にあるチャンネルを所有するステーションが、要求によってその使用を取り戻す無線ローカル・エリア・ネットワーク。
【請求項９７】  請求項８１から９６までのいずれか一つに記載される無線ローカル・エリア・ネットワークであって、前記各チャンネルは複数のスロットを備えた無線ローカル・エリア・ネットワーク。
【請求項９８】  請求項９７に記載される無線ローカル・エリア・ネットワークであって、前記各スロットは可変長の一つのデータユニットを備えた無線ローカル・エリア・ネットワーク。
【請求項９９】  請求項９７及び９８のいずれか一つに記載される無線ローカル・エリア・ネットワークであって、前記各チャンネルはハブから移動体へのスロット又は移動体からハブへのスロットを持つ無線ローカル・エリア・ネットワーク。
【請求項１００】  請求項９９に記載される無線ローカル・エリア・ネットワークであって、前記ハブから移動体へのスロットの長さが、前記移動体からハブへのスロットの長さとは異なる無線ローカル・エリア・ネットワーク。
【請求項１０１】  請求項９７から１００までのいずれか一つに記載される無線ローカル・エリア・ネットワークであって、前記スロットの長さが、異なったトラフィック状況を説明するため変動する無線ローカル・エリア・ネットワーク。
【請求項１０２】  請求項９９から１０１までのいずれか一つに記載される無線ローカル・エリア・ネットワークであって、前記ハブは、異なったトラフィック状況を説明するため、一つの移動体からハブへのスロットを一つのハブから移動体へのスロットで置き換えるように構成される無線ローカル・エリア・ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、データ通信の分野に関するものであって、そのための媒体アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルを実施化するための方法及び装置に関するものである。この発明は、特に（しかし除外的ではなく）、μ波、ｍｍ波、赤外等の無線通信環境への応用を有する。この用語「データ通信」は、データそれ自身を含むその最も広い範囲において理解されるべきであり、音声及びヴィデオのような形式を含むものである。
【０００２】
（背景技術）
議論のため、無線ＭＡＣプロトコルを参照して述べるが、この意図するところは、有線通信及び無線通信両者に等しく適用されるものと理解されるべきである。
【０００３】
プロトコルとは、一般に、通信／処理要素の間で、情報の交換を処理するための、合意された規約（方法）の集合である。
【０００４】
無線媒体においては、この媒体へのアクセスを求める複数のユーザを収容する能力は、バンド幅の基本的制限を考慮しなければならない。どんな無線データ通信システムにとっても、有限のデータ搬送能力があり、この能力は、ユーザの諸要求を満たすために、適切なベースにおいて、ユーザ間で共有されなければならない。いくつかのＭＡＣプロトコルがこの目的のため工夫されてきた。これらのプロトコルは、ユーザに対し、低負荷要求の時間に完全な媒体アクセスを提供し、高負荷要求の時間にも、かなりの媒体アクセスを提供するという目的を満たすように、種々試みを実行する。更に、あるユーザの要求があれば、他のユーザ負荷要求の如何に関わらず、データのバーストを送信又は受信する能力を保証することが望ましいかもしれない。
【０００５】
通常、無線媒体へのアクセスを求めるユーザは、短い受信遅延と高い処理量を要求する。無線データ通信サービスが予約加入ベースで供給される場合には、予約するユーザは、サービス提供者がこれら予約者を引き留めるために満たさなければならない、ある保証された性能要件を交渉する。
【０００６】
すでに知られているプロトコルは、大ざっぱに言えば、次の四つのクラスのどれかに落ち着く。固定アクセス、ランダムアクセス、保証アクセス、及びハイブリッド・プロトコルである。
【０００７】
固定アクセス・カテゴリは、各ステーションが、利用できるバンド幅の固定部分を割り当てられるＭＡＣプロトコルを含む。このカテゴリは、時間分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）、及び符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）プロトコルを含む。固定アクセス・プロトコルに伴う主な問題は、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）環境の動的なバンド幅に能率的に適合するには、柔軟ではないことである。更に、そのようなプロトコルは、只一つのアクセス方法として動作することができない。なぜなら、バンド幅の割り当ては最初に設定され、移動ステーションが無線区域の間を移動するときに再設定されなければならないからである。
【０００８】
ランダムアクセス・プロトコルは、その性質上統計的であり、その性能は保証されない。ランダムアクセス・プロトコルには多くの例があり、ＡＬＯＨＡ、搬送波検出多重アクセス（ＣＳＭＡ）、及び衝突解消等に基づくものを含む。ランダムアクセス・プロトコルは一般に、次の性質によって特徴付けられる。低い総負荷において、ランダムアクセス・プロトコルは、通常短い遅延を提供する。高負荷においては、競合は処理量を制限し、遅延を増加させる。ランダムアクセス・プロトコルによる送信のスケジュールをたてることは、又、無線媒体へのアクセスに関する保証の欠如によって、困難である。同様に、無線媒体への優先アクセスを保証することができない。ＡＬＯＨＡプロトコルは、衝突を無視しがちであり、一方、ＣＳＭＡプロトコルは、衝突を避けるか衝突の長さを制限するように努める。
【０００９】
保証アクセス・プロトコルは、その名が暗示するように、媒体へのアクセスを保証し、分散型または集中型の制御機構を使用することにより達成することができる。保証アクセスプロトコルの例は、ポーリング・プロトコル、トークン転送プロトコル、及びある種の衝突解消プロトコルを含む。
【００１０】
最も実用的で、実施化可能な無線ＭＡＣプロトコルは、これまで述べたカテゴリの二つ又はそれ以上のハイブリッドとして設計される。これは、無線の物理層に関する諸性質の一つの集合が与えられた時に、一連のサービスを提供するように、無線ＭＡＣプロトコルを容易に仕立てることを可能にする。ハイブリッド・プロトコルはたいてい、無線媒体における競合が生じたときに、無線媒体を競合なしに一つのステーションのため予約するという考えに基づいている。
【００１１】
Ｒ−ＡＬＯＨＡは、ランダムアクセス・プロトコルと保証アクセス・プロトコルの要素を含む。Ｒ−ＡＬＯＨＡは、スロットの規則的な割り当てを有する、スロット化ＡＬＯＨＡに基づいている。もしあるステーションが、あるスロットにおいて一つのデータユニットを送信することに成功すれば、同じスロットを、引き続くフレームにおいて予約することができる。スロットへの予約されたアクセスは、競合を減らし、処理量を増加させ、遅延を減少させる。Ｒ−ＡＬＯＨＡには、二つの不満足な面がある。先ず、それは、ステーションが一つのフレームにおいて一つのスロットのみを予約することを許す。これはＬＡＮ環境において不柔軟である。第二に、一つのステーションは、無制限に、予約したスロットを保持することができる。これは、不公正と長い遅延をもたらす可能性を持つ。
【００１２】
Ｒ−ＡＬＯＨＡの一つの変形である、パケット予約多重アクセス（ＰＲＭＡ）は、音声トラフィックにおいて、これらの問題を解決する。ＰＲＭＡは周期的データユニット（音声トラフィック）とランダム・データユニット（データトラフィック）をサポートする。周期的データユニットのみがその後のフレームにおける同じスロットを予約することができる。ランダム・データユニットは、スロット化されたＡＬＯＨＡアクセスをいつも使用する。Ｒ−ＡＬＯＨＡにたいして経験されたものと同じ問題は二つの方法で避けられる。先ず、周期的データユニットは、それらが送信されるか廃棄される前に、限られた期間のみ、バッファに格納される。従って、輻輳時の負荷は減少する。第二に、ステーションは、熱中した話がとぎれたときに予約を放棄しなければならない。ＰＲＭＡはこのようにして、効果的動作のため、発話音声の諸性質に大いに依存する。物理層依存性の他の例は、ＰＲＭＡにおけるフレームレートは、スピーチレートに依存することである。
【００１３】
”A Dynamic packet-switching system for Satellite Broadcast Channels,"(ICC'75, San Francisco,June 1975) と題する出版論文において、著者Binderは、すべてのステーションが一つのフレーム構造における一つ又はそれ以上のチャンネルを所有する、ＴＤＭＡベースの衛星通信技法を説明している。このフレームは、ステーションによって所有されているものより多くのチャンネルを有することができる。すべてのステーションは、この衛星を通じて、それぞれ送信されるパケットを受信する。各パケットヘッダは、このステーションの待ちパケットのための予約を含む。現在予約を持たないステーションは、予約アクセスのため用いられる、それらの所有チャンネルを持つ。各ステーションは予約リクエストをラウンドロビン（総当たり）ベースで割り当てる。送信すべき新しいパケットを有するステーションは、衝突を引き起こすことによって、それ自身が所有するチャンネルを取り戻すことができる。次のフレームにおいて、すべてのステーションは、所有者によって予約されたチャンネルを考慮し、予約リクエストをすることができる。一つのマスター・ステーションは、フレームマーカーを生成し、予約状態を送信する。これは、新しいステーション、及びパケットをなくしそのため予約シーケンスからはずれたステーションによって使用される。
【００１４】
ここには、しかし、エラーを含んで受信されたパケットに関して一つの問題がある。もしパケットが、他のステーションによって処理された予約を含んでいるならば、受信側のステーションは、予約技法をフレームの残りのために使用することができない。これは、所有されたチャンネルを解放しようとして意図的に衝突させることから区別することが困難である。更に、一つのステーションは、意図的な衝突を検出するために、それが送信するものを受信しなければならない。
【００１５】
モトローラＡＬＴＡＩＲシステムは、スロット化されたフレームにおける時間多重化されたリクエスト及びデータチャンネルを備えた予約プロトコルを使用する。このフレームの始めは、リクエストスロットを含み、それにおいて、ユーザモジュール（ＵＭ）が、中央制御モジュール（ＣＭ）に、スロット化されたＡＬＯＨＡアクセスを用いて、適応的送信確率で、リクエストする。このフレームの終わりは、一連の与えられたスロットを含み、これらスロットは次のフレームにおけるデータスロットの割り当てを特定する。このフレームの終わりはまた、一連の管理スロットを含む。このフレームの中間部分は、ＣＭからＵＭへのデータスロット及びＵＭからＣＭへの割り当てられたデータスロットを含む。制御情報は、一つのフレームの始めと終わりにおけるブロックに分散され、それらの間にはデータスロットがある。移動ステーションは、当該移動ステーションがこの構造のどこに存在するかを追跡しなければならない。移動ステーションは、もし決定的なブロックを受信する際に問題があれば、かなり能率を失う。
【００１６】
アクセスリクエストは、競合的なＡＬＯＨＡによって開始制御ブロックにおいて実行され、フレーム制御ブロックの終わりまでフィードバックは行われない。ユーザスロットシーケンスを追跡することに失敗すれば、一つのステーションの処理量及び、それが衝突する、別のステーションの処理量に影響する。バンド幅は、これらのスロット間のガード時間を提供し、ステーションの間のクロック・スピードにおける変動を許容するため消費されなければならない。
【００１７】
ＡＬＴＡＩＲより包括的な予約プロトコルは、ＩＢＭ社によってＩＥＥＥ８０２．１１規格のベースとして使用するため提案された。それは、三つのセクション（Ａ，Ｂ，Ｃ）を持った一つのスロット化されたフレームを使用する。各セクションは、その長さを含む、当該セクションに関する管理情報を包含した、可変長のヘッダによって先行される。セクションＡはハブステーションから無線ステーションへのデータユニットを含む。セクションＢは無線ステーションからハブステーション又は他の無線ステーションへの予約されたスロットにおけるデータユニットを含む。セクションＣは、ランダムアクセスプロトコルを用いて予約又は短いデータユニットを送るために無線ステーションによって使用されるスロットを含む。リクエストは、非同期又は同期バンド幅にたいするものである。
【００１８】
このＩＢＭプロトコル（Ahmadiその他により米特許Ｎｏ．５，３８４，７７７"Adaptive Medium Access Control Scheme for Wireless LAN"に開示されている）は、各セクションの始めにあるヘッダにおいてすべての必要な制御情報が搬送されることを特定する事によって、電力節約の重要性を認識する。このヘッダは、データユニットが、いつセクションＡにおいて、ある無線ステーションに送られるか、またこの無線ステーションが、いつセクションＢにおいて、割り当てられるスロットを持つかを指示する。この無線ステーションは、他の時間及びセクションＣの間に、それがデータユニットを何も送る必要がなければ、その電力を低下させることができる。しかし、この機能は、複雑な可変長のヘッダの、実時間的解釈を必要とし、このＩＢＭプロトコルは高速動作のための候補にはなり得ない。ＡＬＴＡＩＲシステムに共通の問題も又等しく適用される。
【００１９】
最近、ＩＥＥＥ８０２．１１ワーキンググループは、ＭＡＣプロトコルの一つ、分散型基礎無線ＭＡＣ（ＤＦＷＭＡＣ）を、将来の作業のベースを形成するのものとして、選定した。ＤＦＷＭＡＣは非常に複雑なプロトコルであって、一連の物理層の諸性質とともに動作することを許容すると想定されるいくつかのオプション能力を有する。それは又、ハブステーションによって提供される調整付きで又は調整なしに動作することを許容する動作モードを持っている。
【００２０】
ＤＦＷＭＡＣ動作の基本モードは、分散型調整機能として知られている。それは、チャンネルが、送信前に、ある最小時間クリアーされていることが、移動ステーションによって保証されるような、ＣＳＭＡ／ＣＡプロトコルを使用する。データユニットの優先順位レベルに依存して、ある最小期間、検出が行われることを保証することによって、優先順位が実施化される。従って、ＤＦＷＭＡＣは、物理層が搬送波検出をサポートすることを仮定する。「隠された端末問題」を避けるため、移動ステーションは、オプションとして、長いデータユニットが互いに衝突することがないように保証するため、ＭＡ／ＣＡに類似のＲＴＳ／ＣＴＳタイプのプロトコルを使用することもできる。誤りのない動作を保証するため、データユニットは、高い優先順位で、直ちに肯定応答される。搬送波検出の不利点は、無線媒体が解放されているかどうかを判定するため、かなりの時間聴取しなければならないと言うことである。それから、無線ユニットは受信から送信に切り替える必要があり、このため更にかなりの時間がかかる。
【００２１】
ＤＦＷＭＡＣはまた、点調整機能として知られている、第２の動作モードを含む。これは、同期データユニット・サービスを効果的に提供する。このモードにおいては、中央ハブステーションはバンド幅を非競合期間と競合期間からなる一つのフレームに分割する。この非競合期間においては、一つのハブステーションは、ポーリング・リスト上の移動ステーションのポーリングを行う。このハブステーションは、高優先順位で最初のポーリング信号を送ることによって、非競合期間を開始する。予約機構は、全く洗練されていない。すなわち、競合期間の間に、通信信号を送る。バースト（噴出的な）トラフィックに対処するための方法や、媒体を能率的に用いようとするための方法は何もない。
【００２２】
Hiroshi Esakiにより、東芝ＫＫに譲渡された、"A packet Communication Exchange Apparatus"と題する米国特許Ｎｏ．４，９７０，７２０は、有線及び無線ＬＡＮのための、より一層簡単なＣＳＭＡ／ＣＡ技法を説明する。そこでは、一つのステーションは媒体へのアクセスを得るため、動作中のステーションのアクセス試行を遅延させることにより、衝突を引き起こす。
【００２３】
（発明の開示）
本発明は、従来技術における不利点の一つ又はそれ以上を克服又は少なくとも緩和することに向けられている。すなわち、本願明細書に記載の実施形態は、移動ステーションとハブステーションの間における、交渉されたパラメータに従って保証される性能での同期及び非同期通信動作をサポートするとともに、利用できる無線送信能力を能率的に使用するための機構をもたらす、媒体アクセス制御プロトコルを特定するものである。
【００２４】
従って、本発明は、一つのハブと分散された複数のステーションの間における、ある媒体上の通信アクセスを制御する方法を広く開示する。この方法は
（ａ）複数のチャンネルを、前記複数のステーションと前記ハブの間におけるデータ通信のため割り当てるステップであって、チャンネル数は少なくともステーションの数に等しく、各ステーションは少なくとも一つのチャンネルを所有し、各チャンネルは、変動的に、空状態、予約状態、及び所有者状態の一つにあり、
（ｉ）前記空状態はどのステーションもアクセスすることができる一つのチャンネルを提供し、
（ii）前記予約状態は、前記ハブに対して予約したステーションによってアクセス可能であるが前記ステーションによって所有されていない一つのチャンネルを提供し、
(iii）前記所有者状態はチャンネルを所有するステーションのみがアクセスを有する一つのチャンネルを提供するステップ、
及び
（ｂ）チャンネルのそれぞれの状態及び／又は数を、前記各ステーションのデータ要求をベースにして、経時的に再割り当てするステップ
を含む。
【００２５】
本発明はさらに、一つのハブと複数の移動ステーションの間のデータアクセスを提供する複数のチャンネルを介して前記ハブと前記複数の移動ステーションの間の通信アクセスを制御する方法であって、少なくとも移動ステーションと同数のチャンネルが存在し、前記チャンネルは、変動的に、空状態、予約状態、及び所有者状態の一つにあり、
（ｉ）前記空状態はどのステーションもアクセスすることができる一つのチャンネルを提供し、
（ii）前記予約状態は、前記ハブに対して予約したステーションによってアクセス可能であるが前記ステーションによって所有されていない一つのチャンネルを提供し、
(iii）前記所有者状態はチャンネルを所有するステーションのみがアクセスすることができる一つのチャンネルを提供し、
前記方法は、チャンネルのそれぞれの状態及び／又は数を、前記各ステーションのデータ要求をベースにして、経時的に再割り当てするステップを含む方法を提供する。
【００２６】
本発明は更に又、一つの媒体への制御されたデータアクセスを有する通信システムであって、
前記媒体を経て通信するための送受信手段を有し、データ処理手段を有するハブと、
前記媒体を経て前記ハブと通信するための送受信手段をそれぞれ有し、データ処理手段をそれぞれ有する、分散された複数のステーションとを備え、
前記ハブと前記ステーションの前記データ処理手段が協力して、前記ステーションと前記ハブの間のデータ通信のため複数のチャンネルを割り当て、チャンネルの数が少なくともステーションの数に等しく、各ステーションは少なくとも一つのチャンネルを所有し、各チャンネルは、変動的に、空状態、予約状態、及び所有者状態の一つにあり、
（ｉ）前記空状態はどのステーションもアクセスすることができる一つのチャンネルを提供し、
（ii）前記予約状態は、前記ハブに対して予約したステーションによってアクセス可能であるが前記ステーションによって所有されていない一つのチャンネルを提供し、
(iii）前記所有者状態はチャンネルを所有するステーションのみがアクセスする一つのチャンネルを提供し、
前記ハブと前記ステーションの前記データ処理手段が協力して、チャンネルのそれぞれの状態及び／又は数を、前記各ステーションのデータ要求をベースにして、経時的に再割り当てを行うシステムを提供する。
【００２７】
本発明は更に又、分散された複数のステーションと協力して媒体への制御されたデータアクセスを有するように動作する、通信システムのためのハブであって、
前記媒体を経て通信するための送受信手段と、
前記送受信手段と接続されたデータ処理手段とを備え、
前記ハブの前記データ処理手段が、前記ステーションと前記ハブの間のデータトラフィックのため複数のチャンネルを割り当てるように動作し、チャンネルの数が少なくともステーションの数に等しく、各チャンネルは、変動的に、空状態、予約状態、及び所有者状態の一つにあり、
（ｉ）前記空状態はどのステーションもアクセスすることができる一つのチャンネルを提供し、
（ii）前記予約状態は、前記ハブに対して予約したステーションによってアクセス可能であるが前記ステーションによって所有されていない一つのチャンネルを提供し、
(iii）前記所有者状態はチャンネルを所有するステーションのみがアクセスする一つのチャンネルを提供し、
前記ハブの前記データ処理手段が、チャンネルのそれぞれの状態及び／又は数を、前記各ステーションのデータ要求をベースにして、経時的に再割り当てを行うように動作するハブを提供する。
【００２８】
本発明は更に又、アクセスを制御するため一つの媒体アクセスプロトコルを有する無線ローカル・エリア・ネットワークであって、
自由空間通路を経て通信するための送受信手段を有し、データ処理手段を有するハブと、
前記自由空間通路を経てハブと通信するための送受信手段をそれぞれ有し、データ処理手段をそれぞれ有する、分散された複数のステーションとを備え、
前記ハブと前記ステーションの前記データ処理手段が協力して、前記ステーションと前記ハブの間のデータトラフィックのため複数のチャンネルを割り当て、チャンネルの数が少なくともステーションの数に等しく、各ステーションは少なくとも一つのチャンネルを所有し、各チャンネルは、変動的に、空状態、予約状態、及び所有者状態の一つにあり、
（ｉ）前記空状態はどのステーションもアクセスすることができる一つのチャンネルを提供し、
（ii）前記予約状態は、前記ハブに対して予約したステーションによってアクセス可能であるが前記ステーションによって所有されていない一つのチャンネルを提供し、
(iii）前記所有者状態はチャンネルを所有するステーションのみがアクセスする一つのチャンネルを提供し、
前記ハブと前記ステーションの前記データ処理手段が協力して、チャンネルのそれぞれの状態及び／又は数を、前記各ステーションのデータ要求をベースにして、経時的に再割り当てを行う無線ローカル・エリア・ネットワークを提供する。
【００２９】
本発明の実施例は、交渉されたチャンネル・パラメータに従って、（ａ）各移動ステーションのために、ネットワーク通信能力への最小のアクセスを保証する、（ｂ）予約されていない能力は他の移動局によって使用されることができ、それによって、それらのステーションに保証された最小の超過分（ハブ制御から独立して、移動ステーションにおける複雑性を付け加えることなく得られる）を提供する、（ｃ）登録スロット及び空スロットを含む一つのスロットへの競合的なアクセスの状況において、一つの移動ステーションによる通信の成功確率を最大にするようにパラメータを提供する、ということを、同時に達成するという利点を持っている。
【００３０】
この媒体アクセスプロトコルの一つの特徴は、従来技術において知られている、リクエストタイプより、デマンド指向である（すなわち要求による動作を指向する）という点である。
【００３１】
（実施例と最良の形態の記述）
「ネットワーク構成と要素」
図１は、無線システム５の単純化された形態を示す。そこでは、只一つの送受信ハブステーション８が、いくつかの分散された送受信移動ステーション９との間のデータ通信を容易にする。移動ステーション９は、このハブステーション８によって制御されるセル（図示されていない）内において移動可能である。ハブステーション８は、移動ステーション９（示されている例では、ステーションＭ１とＭ３）との間における、双方向のデータ通信を調整するように動作する。
【００３２】
図２は、無線ＬＡＮシステム１０を示す。４つのハブステーション（Ｈ１−Ｈ４）８がバックボーンネットワーク、この場合にはスイッチング・ユニット６に接続される星状ケーブル・リンク１１を通じて、互いに接続されている。この星状ネットワーク１１とスイッチング・ユニット６は、リング・ネットワークを含む異なったトポロジー、及び無線を含む異なった媒体を持った別のバックボーンネットワークによって置き換えられることができる。各ハブステーション８は、対応する無線セル１３を持ち、その内部に、種々の移動ステーション（Ｍ１−Ｍ７）が位置している。コンピュータ１４もまた、ネットワーク１１に接続されている。包括的なＩＳＤＮネットワーク１６へのアクセスを提供するゲートウェイ１５も同様に接続されている。データ通信は、移動ステーション９の間、移動ステーション９と計算装置１４の間、あるいは移動ステーション９とＩＳＤＮネットワーク１６に位置している他の装置との間で行うことができる。再び、ハブステーション８は、移動ステーションへの、及び移動ステーションからのデータのフローを調整するように動作する。
【００３３】
図３は、有線ネットワークシステム１７のブロックダイアグラムを示す。本発明を実体化するプロトコルはこれにも実施化する事ができる。前に注意したように、本発明は、無線環境に制限されるものではない。いくつかの、端末（Ｔ１−Ｔ５）９’がハブステーション（Ｈ１）８’にケーブル接続１３’されている。このケーブル接続１３’は、ハブステーションＨ１が端末９’とブロードキャスト送信を使用して、通信するという特徴を持っている。このハブステーションは、一方、コンピュータ１４及び同様のハブステーション（Ｈ２）（図示されていない）にケーブル接続されている。ハブステーションＨ１は、端末Ｔ１ーＴ５と計算機１４との間のデータ通信を調整する。図３の配置は単純化されていて、実際には、多くのハブステーションと対応する端末が存在し、ハブステーション８’の間のデュプレックス通信を提供するバックボーンの有線または無線ネットワークによって互いに接続されている。
【００３４】
一つの広い形態においては、ハブステーション８または８’は、いくつかのステーション９又は９’による媒体へのアクセス、それら互いの間のアクセス、あるいは、ハブステーション８又は８’に接続されているネットワーク１１を通じる両立するユニットへのアクセスを制御するルールの一つの集合において動作すると考えることができる。このステーション９または９’は、それらの内部状態に基づいて、ハブステーションに応答するルールの一つの異なった集合を用いる。
【００３５】
図４に示されているように、ハブステーション８のためのいくつかの構成要素ブロックが提供される。これらは、ネットワーク・インタフェース２０、バッファメモリ２１、フレーミング、前進誤り訂正（ＦＥＣ）及び変調部２２、フレーミング、前進誤り訂正（ＦＥＣ）及び復調部２３、ＩＦ（中間周波数）システム部２４、無線受信部２５、無線送信部２６、アンテナ２７、の形態をとる。このアンテナ２７は、セル１３全体を照射するように、その放射パターンが充分広い。アンテナ２７は、この結果を統計的にあるいは動的に（電子的または機械的ビーム操縦によって）達成することができる。これらすべての要素は、制御及びタイミング部２８に接続され、それによって動作可能である。更に、すべてがＡＣ主電源又は電池電源２９によって動作させられる。
【００３６】
ハブステーション８の部分に等価な移動ステーション９の部分は、図５において、１０だけ大きい数字によって、示されている。移動ステーション９は電池電源３９を有する。
【００３７】
変調及び復調を一体化された変調の形態として実施化することに関するより詳細な内容は、共有されている、"A Wireless LAN"と題する米国特許、Ｎｏ．５，４８７，０６９（オーストラリア特許Ｎｏ．６６６４１１とＥＰ−Ａ−０  ５９９  ６３２に同等である）に説明されている。その内容は、ここに相互参照によって本願に含める。
【００３８】
アンテナ３７は、操縦できるアンテナであることが好ましく、制御及びタイミング部３８によって、移動ステーション９からの送信及び移動ステーション９への送信を、少なくとも部分的に、対応するハブステーション８に方向付けるよう、電子的に操縦できることに注意すべきである。この目的のためにふさわしいアンテナは、共有されている、"A Steerable Antenna"と題するオーストラリア特許、Ｎｏ．６７１２１４（ＥＰ−Ａ−０  ６３２  ５２３と米特許Ｎｏ．５，７１４，９６１に同等である）に説明されている。その内容もまた、ここに相互参照によって本願に含める。
【００３９】
本発明を実体化するＭＡＣプロトコルを実施化するソフトウエアは、ハブステーション８と移動ステーション９の制御及びタイミング要素２８、３８にそれぞれ常駐している。
【００４０】
以下の説明において重要な通信媒体の一つの特徴は「捕捉」として言及される。これは、ある種の条件の下でいくつかの実施例に起こる。複数の移動ステーションが同じスロットに送信すれば、ハブステーションは次のいずれかを受信する可能性がある。
（ａ）  解釈不可能な混乱したデータユニット。これは「衝突」と呼ばれ「捕捉」は何も起こらない。
（ｂ）  最強の信号を持った移動ステーションが他のステーションを圧倒した場合における、正しいデータユニット。これが「捕捉」である。
【００４１】
「データリンク手続き」
データリンク手続きの説明を、特にハブステーション８と移動ステーション９の間の無線通信に関して、図１と２に示されているシステムを参照して始める。
【００４２】
図６は、セル送信へのアクセス能力がスロットＳに分割され、これらスロットがアップリンク（移動体からハブへ）とダウンリンク（ハブから移動体へ）を交互に行うことを示す。各スロットは図７に示されているように、データユニットＭを物理層オーバーヘッドとともに搬送する。
【００４３】
スロットはチャンネルにまとめられている。一つのチャンネルは、ダウンリンク（ハブから移動体へ）スロット又はアップリンク（移動体からハブへ）スロットの一つの集合であって、同じ移動ステーションに宛てられているか同じ移動ステーションによって所有されている。各アップリンク・チャンネルは、移動ステーションに割り当てられていれば、それによって所有されていると呼ばれる。
【００４４】
ハブステーションはダウンリンクを使用して、データユニットを移動ステーションに送信し、またセルにおける媒体アクセス制御動作を容易にする。ハブステーションは二つのクラスのいずれかにおいてデータユニットを送信する。すなわち登録への招待を含む管理トラフィックおよびデータトラフィックである。
【００４５】
登録された移動ステーションが全然なければ、ハブステーションのデータユニットは登録に主として関する。未登録の移動ステーションは、修正されたＡＬＯＨＡプロトコルを使って、登録リクエストをハブステーションへ送る。これらのリクエストは、ステーション識別名と呼ばれるステーションの独自のＭＡＣアドレスを含む。これは、「捕捉」関連の問題を回避するため、ハブステーションからの登録確認応答に含まれる。
【００４６】
移動ステーションは、登録すれば、それが所有するチャンネルの識別名をハブステーションから獲得する。ハブステーションは、利用できるデータ転送時間の一部をこの新しい移動ステーションに割り当て、それをスケジューリング・データベースに入れる。ハブステーションはデータユニット格納資源をこの移動ステーションのため割り当てる。
【００４７】
ハブステーションは、移動ステーションのステーション識別名をデータユニットのヘッダに設定することにより、データユニットを特定の移動ステーションへ送信する。
【００４８】
ハブステーションはスケジューリング・アルゴリズムを用いて、どのチャンネルがダウンリンクとそれに続くアップリンクのため割り当てられるかを決定する。移動ステーションは、修正されたＲ−ＡＬＯＨＡプロトコルを、それらの内部状態とともに使用し、アップリンクの使用を決定する。
【００４９】
各ダウンリンク・データユニットはそのヘッダ中に肯定応答を含むが、この肯定応答は、ハブステーションが、直前のアップリンク・スロットにおいてデータユニットを正しく受信したときに設定するものである。この肯定応答は、捕捉効果の問題を避けるため、送信するステーションの識別名を含む。移動ステーションはこの肯定応答を用いて、それらが今送信したデータユニットが、ハブステーションによって間違いなく受信されたかどうかを判定する。
【００５０】
移動ステーションは電池を節約するため、ハブステーションのサポートに関して交渉することができる。この場合、時間決定的なプロンプトがこの移動ステーションにのみ発信され、このプロンプトは、この移動ステーションが管理及びデータトラフィックをある期間無視することを許容する制御を含む。
【００５１】
登録に続いて、移動ステーションは、ハブステーションがそのトラフィックサービスの諸特徴を制御するパラメータを調整するよう、リクエストすることができる。
【００５２】
無線媒体は、伝送における予測不可能な諸変動および偶発的な損失にさらされる。このような損失の影響を低下させるため、ＭＡＣプロトコルの制御要素は、時間にわたって分散される。チャンネル・アクセス情報はフレームヘッダのうちの１つブロック状部分を形成する代わりに、ハブステーションによって送信される各スロットのヘッダに渉って分散される。
【００５３】
プロトコル・データユニット（ＰＤＵ）は、アップリンクとダウンリンクのため異なって構成される。図８はダウンリンクのためのデータユニット・フィールドを示し、図９はアップリンクのためのデータユニット・フィールドを示す。表１Ａと１Ｂはこれらのフィールドを説明する。
【００５４】
【表１Ａ】
2001517898.tif 000001
【００５５】
【表１Ｂ】
2001517898.tif 000002
【００５６】
（ハブステーションの動作）
無線セルにおけるハブステーションの動作を、図１０を参照しながらこれから説明する。この図は、ハブステーションから開始される送信シーケンスと、移動体から開始される送信シーケンスとが交代するタイミングに関する、状態機械を示す。プロセス状態４０は、移動ステーションから受信されたデータユニットの取り扱い、肯定応答の処理、及び次のダウンリンク・データユニットの生成を含む。プロセス状態４０から送信状態４１への遷移は、クロック（図示されていない）によって生成されるスロット刻み４３によって制御される。スロット送信の完了に際し、ハブステーションは受信状態４２に移る。ある移動ステーションからデータユニットを一つ受信した後、又は特定の期間の後、ハブステーションはプロセス状態４０に戻る。
【００５７】
データユニットの無線セルの外部との間での転送、すなわちバックボーンネットワークへの、及びバックボーンネットワークからの転送は、移動ステーションからのデータユニット及び移動ステーションへのデータユニットの取り扱いから、非同期的に達成することができる。これはバックボーンネットワークに関するプロトコルによって管理される。
【００５８】
［ハブサイクル］
ハブステーションは次のアップリンク・スロットのチャンネル識別子を各ダウンリンク・スロットのヘッダ部に含む。一つのチャンネルはどの移動ステーションによっても使用されることができるが、優先権はこのチャンネルを所有する移動ステーションに与えられる。チャンネルの整列は、ハブステーションのスケジューラ・プロセスが、要求されるサービス・パラメータ及びスリープ要求を含む各移動ステーションの要求を考慮に入れて決定する。一つのセルに登録されたどの移動ステーションにも少なくとも一つのチャンネルが割り当てられる。このようにして、すべての移動ステーションがネットワークへのアクセスを保証される。
【００５９】
引き続くアップリンクとダウンリンクのスロット対は、一フレームに渉ってスケジュールをたてられる。一つのフレーム構造は、ハブステーションによって維持され、ダウンリンクとアップリンクに関するチャンネルシーケンスを記述する。しかし、フレームの概念は、ハブステーション外には何の意味も持たない。そして、移動ステーションは、フレームに関する状態情報を保持する必要がない。ハブステーションは、フレーム内容に従ってダウンリンク・チャンネルとアップリンク・チャンネルを選択しながら、フレーム構造を巡回する。
【００６０】
フレームのサイズ（ディメンジョン）を決定するために必要な情報は、移動ステーションからハブステーションへの管理リクエストにおいて伝えられる。一フレームにおけるスロット対の数は、ハブステーションが、無線セルに登録している移動ステーションの数及びそれらが要求するタイプとチャンネル・パラメータを考慮して、決定する。最大のフレーム長は、ネットワークによってサポートされている、最小の許容し得るチャンネルデータによって決定することができる。フレームサイズは、移動ステーションのサービス要求あるいは移動ステーションの数の変化に順応するため変化することができる。
【００６１】
［ハブステーション初期化］
ハブステーション・スケジューラは最初に、登録された移動ステーションがない状態に設定される。この状態においては、すべてのダウンリンク・スロット及びアップリンク・スロットは、登録のため使用されるという意図を持って、管理チャンネルに割り当てられることができる。
【００６２】
［ハブ登録プロセス］
登録チャンネルはスケジューラによっていつも選択される。移動ステーションは登録リクエストをハブステーションに伝えるため、スロット化されたＡＬＯＨＡの修正された一形式を使用する。成功と失敗は、ハブステーションが、登録しようとしている移動ステーションの数の推定値を生成するために使用する（次の表２を見よ）。もし登録が成功すれば、ハブステーションはこの移動ステーションのためのチャンネル識別名を記録し、スケジューラに知らせる。
【００６３】
【表２】
2001517898.tif 000003
【００６４】
ハブステーションはある特定の情報を新しく登録した移動ステーションに提供しなければならない。これは、この移動ステーションによって所有される最初のチャンネルのチャンネル識別名を含む。
【００６５】
［ハブチャンネル動作］
ハブステーションは常に、ダウンリンク・スロットにおいてセルの移動ステーションに送信する。ダウンリンク・ペイロードはセル内から、ネットワークの他の箇所から、あるいはハブステーションそれ自身から発するデータを含むことができる。
【００６６】
各ダウンリンク・スロットのヘッダのフィールドは、一つのチャンネルを次のアップリンク・スロットへ割り当て、そのチャンネルへの移動体アクセスを制約する。
【００６７】
各アップリンク・チャンネルは三つの状態（空、予約、所有者）の中の一つにあると定義される。ハブステーションは各チャンネルの状態を格納し、次のチャンネルの状態を、（他の制御フィールドとともに）各ダウンリンク・スロットのヘッダフィールドにおいて、移動ステーションに送信する。これら三つの状態は次のように定義される。
【００６８】
［空状態］
もしあるデータチャンネルが空状態にあれば、待ちデータユニットを持ったどの移動ステーションも、スロット化されたＡＬＯＨＡプロトコルを用いて、それへのアクセスを求めて競うことが許される。移動ステーションは、修正されたＲ−ＡＬＯＨＡプロトコルに従って、将来のフレームにおけるチャンネルを予約することもできる。
【００６９】
［予約状態］
もしあるチャンネルが予約状態にあれば、このチャンネルを予約した移動ステーションはデータユニットを送信することができる。しかし、このチャンネルの所有者は、このチャンネルを予約した移動ステーションの有無に関わらず、時にはそれを使用することができる。
【００７０】
［所有者状態］
もしあるチャンネルが所有者状態にあれば、このチャンネルを所有している移動ステーションだけが、データユニットを送信するため、それを使用することができる。交渉されたチャンネル・パラメータとともに、ある移動ステーションに割り当てられたチャンネルは、「備えられた」と呼ばれ、所有者状態にとどまる。したがって、このチャンネルの所有者は保証されたアクセスを有する。
【００７１】
各アップリンクスロットの終わりに、ハブステーションは、表３に示されている、状態表に従って、チャンネル状態を変化させ、スケジューリング・アルゴリズムに従って、次のチャンネルを選択する。
【００７２】
【表３】
2001517898.tif 000004
【００７３】
「備えられたチャンネル」、「アップリンク状態」、「アップリンク結果」の下の列は、それぞれチャンネルのタイプ、チャンネルの状態、及びそのチャンネルにおける直前の受信結果を示す。「est_num更新」列は、競合する移動ステーションの推定数（すなわちest_num）を更新するためにアップリンクのcontend-rqフィールドを使用すべきかどうかを指示する。その右の列には、チャンネルの新しい状態が与えられ、「ack/nack送信」列は、移動ステーションのデータユニットに応答して、次のダウンリンクスロットにおいて何が送られるべきかを示す。
【００７４】
ハブステーションは、移動ステーションがＡＬＯＨＡスロットを求めて競うことを、それらのcontend-rq信号が指示すれば、それらのステーションに対して肯定応答し、それらのステーションをカウントするように要求される。ハブステーションは、移動ステーション推定値を、すべてのダウンリンクのＭＡＣヘッダ部のフィールドにおいて送信する。
【００７５】
もしある移動ステーションがハブステーションによってカウントされるべきであるならば、それは、一つのアップリンク・スロットのヘッダ部において競合リクエストを行うと同時に、データユニットの送信を試みる。
【００７６】
ハブステーションは、登録完了（それはセキュリティを含むかもしれない）と、チャンネル・パラメータ交渉と、スリープ制御とを含む可能性のある制御タスクのため、管理データユニットを移動ステーションと交換しなければならない。チャンネル・パラメータ交渉は代わりに、標準的な信号発信の手順によって伝えることができる。
【００７７】
［ハブステーション・スケジューラ］
ハブステーションはある種のチャンネル・パラメータを提供するため移動ステーションと契約にはいることができる。それは、このパラメータにおいて、利用できる能力の一部を移動ステーションの使用のため割り当てる。ここに説明されているプロトコルは保証されたパラメータ契約をサポートする。ハブステーションは、公正なスケジューラであり、かつすでに存在している契約の性能を低下させないスケジューラによってこれらの契約をサポートする。一つの契約の受け入れは、ハブステーションの全部の（バンド幅）能力を超えない範囲で、ハブステーションの資源の割り当てを必要とする。
【００７８】
［ハブスリープスケジューリング］
ここに説明されているプロトコルは、すべてのダウンリンク・スロットを受信しなくともよい低電力モードに移動ステーションが移行する、動作モードをサポートする。スリープ要求を指示する一つの移動ステーションにたいして、スロット・スケジューラは、この移動ステーションが動作状態にある間に、所有されたスロットを割り当てることができる。
【００７９】
（移動ステーションの動作）
移動ステーションの動作を図１１を参照しながらこれから説明する。
【００８０】
［移動体サイクル］
移動ステーションの活動は、ハブステーションから受信された通信への応答において判定される。図１１ａは、ある移動ステーションが三つの状態、「初期化」５０、「登録」５１、「データ」５２において動作することを示す。初期化又はハブステーションとの接続を失った後に入る状態「登録」５１は、図１１ｂに詳述されている。未登録の移動ステーションは「登録聴取」状態５３にあり、ハブステーションが登録スロットを発するのを待つ。移動ステーションは、登録しようとすれば、「登録リクエスト」状態５４に入る。「データ」状態５２は図１１ｃに詳述されている。一つの移動ステーションはダウンリンク・スロットを、「データ受信」状態５５において、ハブステーションから受信する。ダウンリンク・データユニットは、「データ処理」状態５６において処理される。この処理の結果に依存して、移動ステーションは「データ」状態５２を出るか、三つの状態、「データ送信」５７、「データスリープ」５８、「データ受信」５５のどれかに入る。「データ送信」状態５７においては、それは次のアップリンク・スロットにおいて一つのデータユニットを送信する。「データスリープ」状態５８においては、それは電力を節約する。
【００８１】
［移動体登録］
図１１ａに示されている「登録」状態５１においては、移動ステーションは下の表４に示されている登録状態表に従って動作する。この登録状態表に述べられている手続きの目的は、通信信号をハブステーションに競合的に伝えることである。ハブステーションは、登録しようとしていると信じる移動ステーションの数の推定値を提供する。移動ステーションはこの数の逆数を用いて、その登録リクエストを送信する確率を設定する。このことは、競合している移動ステーションの登録リクエストを遅延、又は時間拡散させることにより、登録送信の成功率を増加させる。
【００８２】
【表４】
2001517898.tif 000005
【００８３】
表４において、「チャンネル識別名」は以前のダウンリンク・プロトコルにおけるchan-idフィールドである。「移動体Ｔｘ確率」は、移動ステーションによって、それがこのチャンネルにアクセスしようとする確率を設定するために使用される。次の二つの列は、移動ステーションのアクセスしようとする試みの結果を示す。すなわち、「移動体Ｔｘ」は移動ステーションがこのチャンネルにアクセスしようとしているかどうかを示し、「ハブ応答」は、この登録試行直後のダウンリンクスロットにおいて現れるハブステーションによる応答を示し、この登録試行が成功したかどうかを定義する。
【００８４】
［移動体チャンネル・パラメータリクエスト］
移動ステーションは、ハブステーションのスケジューリング・アルゴリズムと整合するチャンネルの諸特徴をリクエストすることができる。このリクエストをハブステーションに伝える方法は、ネットワークの環境に依存するが、管理処理によって達成することができる。
【００８５】
次の部分は、図１１ａの「データ」状態５２及びその詳述された形式の図１１ｃにおいて遂行される動作を説明する。
【００８６】
アップリンク・データユニットにおけるヘッダは、移動ステーションによって、このチャンネルへの排他的なアクセスを予約するために設定される、フローリクエスト（表１Ｂを見よ）を含む。予約を許容する論理は、次の表５に与えられている。ある予約の成功の結果、この予約をした移動ステーションに一時的に再割り当てされる一つのチャンネルが得られる。このことは、このチャンネルにおけるデータの送信（フローと呼ばれる）が、この予約をこの移動ステーションが放棄し、フローリクエストを取り下げるまで、あるいは所有者によって再要求されるまで、続くことを許す。二つのタイプのフロー、所有者フローと予約フローが記録される。
【００８７】
【表５】
2001517898.tif 000006
【００８８】
表５において、「現在の状態」の列は、一つのダウンリンク・データユニットの受信に続く状態を与える。「送信決定」の列は、移動ステーションが、送信すべきかどうか、どんなフローリクエストをすべきかどうか、及び結果の動作を示す。[Tx確率」はこの移動ステーションが送信する確率を特定する。三つの場合において、送信確率はＡＬＯＨＡアクセスを求めて競う移動ステーションの数のハブステーションによる推定値から決定される。この表を圧縮するため、「フローレコード更新」の列は、送信が為された場合（最初の三列）とそうでない場合（四番目の列）に分離されている。この最初の三列は、次のダウンリンク・データユニットにおける三つの可能な肯定応答の各々に対して、移動ステーションがどのようにそのフローレコードを更新すべきかを特定する。ここでの動作は、今使用されたチャンネルのフロー状態を修正する。項目内容[no」は所有者又は予約フローが存在しないことを意味し、「予約」または「所有」は「予約フロー」と「所有者フロー」がそれぞれ記録されることを意味する。
【００８９】
表５によってさらに特定されることとして、移動ステーションが、この表において「チャンネル状態」＝「未知」と示されている、エラーが生じたデータユニットをカウントするべきであるということがある。この数は、このリンクがいつ信頼できなくなり、救済処置、すなわち図１１ａに示されている「データ」状態５２から「登録」状態「５１」への復帰が行われなくてはならなくなるかを決定するために使用される。
【００９０】
また、一つの移動ステーションが送信する度に、それはそのcontend-rqフィールドを表６に従って送信し、ハブステーションが空のスロットを求めて競う移動ステーションの数を判定することを助ける。
【００９１】
【表６】
2001517898.tif 000007
【００９２】
［所有者フローのリクエスト］
一つの所有者フローリクエストは、ある移動ステーションによって行われる、それが所有する一つのチャンネルに対する一つのフローリクエストである。一つの所有者フローリクエストの受信において、ハブステーションはこのチャンネル状態を「所有者」に変更するが、「所有者」とは、前述のように、このチャンネルの所有者のみがこのチャンネルへのアクセスを許されることを意味する。この能力は、一つのチャンネルの所有者がそれ自身の使用のため、競合しないＴＤＭＡのようなチャンネルを動的に作り出すことを許す。ハブステーションが、衝突又はエラーのため、たとえ所有者フローリクエストを含むスロットを受信しなくても、このリクエストは成功する。というのは、ハブステーションは、このチャンネルの所有者がこのチャンネルへのアクセスを回復するため衝突を引き起こしたと仮定するからである。この状態は、不必要に持続することはない。なぜなら、この所有者は引き続くスロットにおいて、所有者状態の保持をリクエストしなければならないからである。
【００９３】
一つの所有者フローリクエストが成功するためには、所有者ack-idとともに、正の肯定応答を受信する必要がある。所有者フローリクエストを行う一つの移動ステーションはこのチャンネルに「所有者フロー」とマークし、各移動ステーションにおけるカウンタFrowsの値をインクリメントする。このカウンタは、この移動ステーションが現在保持するフローの合計数を表す。同様に、一つのフローの終わりとともに、Flowsの値がデクリメントされなければならない。
【００９４】
一つの移動ステーションは、その待ち行列上のデータを、この移動ステーションに既に与えられたフローにおいて送信する事ができないときにのみ、一つのチャンネルに対する所有者フローリクエストを行うことができる。
【００９５】
［予約フローのリクエスト］
予約フローの一つのリクエストは、ある移動ステーションによって行われる、それが所有しない一つのチャンネルに対する一つのフローリクエストである。もし一つの予約フローリクエストを含むスロットがハブステーションによって正しく受信されれば、ハブステーションはこのチャンネル状態を予約状態に変更する。
【００９６】
もしこの予約フローリクエストを含むスロットがハブステーションによって正しく受信されなければ、このチャンネルの所有者がこのチャンネルへのアクセスを取り戻すため、衝突を引き起こしたものと仮定される。ハブステーションはこのチャンネルの状態を所有者状態に変更し、これは所有者フローリクエストを含むスロットを間違えて受信した時と同じ動作である。
【００９７】
一つの予約フローリクエストをする移動ステーションは、このチャンネルに「予約フロー」とマークし、Flowsをインクリメントする前に、このリクエストがハブステーションによって正しく受信されたという明示的な肯定応答を、station-idに適合するack-idとともに（「捕捉」問題を避けるため）、待たなければならない。予約フローリクエストに対する肯定応答は次のダウンリンク・スロットのヘッダにおいて制御される。
【００９８】
移動ステーションは、それにすでに与えられたフローに対してその待ちデータを送信することができない場合にのみ、予約フローのリクエストをすべきである。特に、与えられたフローの各々へのアクセスのみを使用してすべてのデータを送信する潜在能力がなければならない。
【００９９】
ある移動ステーションは一つのダウンリンク・データユニットを受信した後、表５と６の現在の状態の列に示されているその現在の状態を使用して、次のアップリンク・スロットにおいて一つのデータユニットを送るべきかどうか、又如何に送るべきかを決定しなければならない。この移動ステーションの現在の状態は次のものから構成される。
「チャンネル状態」：ハブステーションによって決定されるチャンネルの状態。
「移動体はチャンネルにフローを持つ」：これは予約フロー又は所有者フローがこのチャンネルのため記録されているかどうかを示す。
「所有者」：これはこの移動ステーションがこのチャンネルを所有することを示す。
「待ち行列長」：この移動ステーションの待ちデータユニットのペイロードの数。
FlowRequestAllowed＝（待ち行列長＞Flows＋１）
Pre-emptAllowed＝（待ち行列長＞Flows）
ReleaseRequired＝(FlowCounter=0)
【０１００】
特定の現在の状態が与えられときの適切な動作は表５の「送信決定」列に示されている。もしTx確率が１ならば、移動ステーションは常に送信する。もしTx確率が０ならば、移動ステーションはデータユニットを送信してはならない。もし一つのデータユニットが送信されれば、「フローリクエスト」列が、予約フローリクエストまたは所有者フローリクエストを行うべきか否かを示す。
【０１０１】
一つのパラメータFlowMaxが定義され、カウンタFlowCounterが各移動ステーションにおいて必要である。ある移動ステーションが一つのデータユニットを予約フローにおいて送信する度に、移動ステーションはFlowCounterをFlowMaxを法としてインクリメントする。FlowMaxの値は、設定できるパラメータである。もし移動ステーションが一つのデータユニットを予約フローにおいて送信しようとするときに、FlowCounterが０に等しければ、この移動ステーションは、その待ち行列またはそれが現在保持している他のフローの数に関わらず、この予約フローの継続をリクエストしてはならない。移動ステーションは所有者フローを解放する必要は決してない。というのは、これは共有プロセスの一部とは見なされないからである。
【０１０２】
一般的に言えば、FlowMaxの低い値は、それが処理量を制限するので、望ましくない。一方、その大きな値は良好な処理量を与えるが、遅延が大きくなる。中間の広い範囲の値が優れた性能を提供することができる。
【０１０３】
表５の「FlowCounterインクリメント」の列はFlowCounterをFlowMaxを法としてインクリメントすべきかどうかを示す。
【０１０４】
表５における、「送信結果」のブロックは、送信されるデータユニットの肯定応答を含むことができる次のダウンリンク・スロットの受信の後、実行される動作を示す。
【０１０５】
［移動体のスリープ］
電池電源の移動ステーションは、電子回路の一部が必要でない場合にはいつも、そのような部分への電力供給を停止し、図１１ｃに示されている「データスリープ」状態５８に入ることを求めるかもしれない。これはハブステーションのスケジューリング・プロセスによってサポートされる。
【０１０６】
［性能データ］
ステーションによる交渉されたアクセスは、競合なしに、協定された遅延とともにスケジュールに組まれることができる。その他のトラフィックは、統計的多重化に従うトラフィックを含む、ネットワークへの競合したアクセスに関わる。この競合したトラフィックはシミュレーションの主題である。
【０１０７】
（シミュレーション）
二つの独立した方法がシミュレーションのため使用された。ここに示された結果は、Ｃプログラム言語を用いて、本プロトコルのソフトウエアによる実施化から導かれたものである。このシミュレーションにおいて、ハブ及び移動ステーションの各々は一つのスレッドとして実施化され、その間のすべての通信は、図１１に示されているパケット交換における情報に制限された。これらのシミュレーションにおいて用いられたトラフィックは、ポアッソン統計量を使用して生成された。基本となるシミュレーション単位は、秒単位の絶対時間に代えて時間スロットであり、結果として、図解された性能は任意のスロットサイズに対して有効である。
【０１０８】
これらのシミュレーション結果は、MIL３、3400  International  Drive,  Washington  D.C.  20008によって供給されたOPNETと呼ばれる市販のシミュレーションパッケージを用いて、検証された。
【０１０９】
図１２−１５は、指標として、「提供された負荷」対「処理量」、及び「提供された負荷」対「遅延時間」を様々に示す。ここで値１は、保証されないトラフィックに対する利用できるバンド幅全体を表す。このチャンネルはその能力の例えば９０％をスケジューリングすることに関する協定を持つことができ、残りの１０％が競合にゆだねられることができる。
【０１１０】
図１２と１３は、ネットワークアクセスに対して等しい確率を持って競合する１０個の移動ステーションの状況を示す。ハブステーションはこれらのステーションによって所有される１０個のスロットのラウンドロビンスケジュールを組む。
【０１１１】
処理量プロットは、プロトコルが、提供された負荷をほとんどすべての範囲に渉って直接的に処理量に変換する。図１２に示されているのはまた、競合的アクセスを得るために必要な付加的プロトコル関連のトラフィックである。「データ」と「データ＋衝突」間のこの領域は、スロット化されたＡＬＯＨＡタイプの衝突が負荷とともに増加するにつれて、増大する活動を示し、それからプロトコルの振る舞いがいっそうＴＤＭＡのようになるにつれ、次第に活動の減少を示す。遅延は、提供された負荷が０．３に至るまで、純粋なＴＤＭＡにおいて達成されるものより良好にとどまるが、この純粋なＴＤＭＡにおいて達成される遅延は、慣例的には１＋スロット数／２とされ、この場合には６スロットである。それから、衝突が遅延されたアクセスを引き起こすにつれて、それは増加する。しかし、これは、提供された負荷が０．９に至るまで、まだ全く低くとどまる。この点において、平均遅延は急成長する。これは、動作のＴＤＭＡモードが均等に確立されていないからであり、まだ衝突がアクセスを得るため使用されているところでは、待ち行列（従って遅延）が増加する。
【０１１２】
図１４と１５は、再び１０個のステーションがそれらの所有者スロットの提供をラウンドロビンベースで受けている場合におけるシミュレーションに関する。
【０１１３】
しかしながら、一つのステーション（「重い」トラフィックを引き起こす）がシステムの提供された負荷の９０％を生成し、一方他の９個のステーション（軽いトラフィックを引き起こす）は提供された負荷の残り１０％を均等に共有する。ここでは、何のトラフィック協定も存在しないことに注意すべきである。提供された負荷は、システムバンド幅の競合した部分に対してのみである。
【０１１４】
システム処理量は、およそ０．８の提供された負荷に至るまで、提供された負荷に直接適合する。「重い」トラフィックステーションはそれが必要とするすべてのスロットを用いようと試みる一方、「軽い」トラフィックステーションはパケットを伝送するためそれらが所有するスロットを一時的に予約するため、衝突させることが益々必要となる。衝突を表現する領域は、この振る舞いを示す。システム負荷が高くなるにつれ、「軽い」ステーションはチャンネルの１０％に益々近く使用する必要が生じる。これを達成するため、それらはバンド幅の増大する部分を衝突において消費する。そのため、あるピークに到達した後、衝突が一層起こりやすくなるので、処理量は低下する。送信する決定は確率的なので、（データ＋衝突処理量）さえ１に到達する事ができない。
【０１１５】
同時に、「重い」ステーションは、その待ち行列を空にするのが益々困難となり、その遅延が急激に増加する。他方、「軽い」ステーションはそれらが所有するチャンネルを取り戻し、それらのパケットを、別のものが到着する前に、発送することができる。図１３と１５は、非常に良好な遅延性能を示す。
【０１１６】
これは、重いユーザが、控えめの要求を持ったステーションがこのネットワークを使用することを妨げないと言う点において、優れた公正性を示す。
【０１１７】
本発明の実施例は、始めに議論した従来技術のＭＡＣハイブリッド・プロトコルに勝る諸利点を提供する（又は不利点を避ける）。Ｒ−ＡＬＯＨＡに関連して、本ＭＡＣプロトコルは、どれだけ多くのデータユニットがバッファに入っているかに依存して、複数のスロットを予約しようとする。しかし、それは、直ちに使用する必要以上に、あるいは特定の引き続くアクセスを越えて、予約したスロットを保持することはない。また、送信の衝突を含む要求に応じて優先させられることが可能なチャンネルを所有するステーションと、以前の送信試行に対して直ちにフィードバックを提供するようなアップリンク・スロット及びダウンリンク・スロットの構造化とによって、Ｒ−ＡＬＯＨＡと比べて性能の改善がもたらされる。ＰＲＭＡプロトコルに関連して、本発明は、それとは対照的に、「音声」と「他の」トラフィックを区別しない。この場合、データユニットを廃棄する自由や相対的に固定されたフレーム・レートのような、音声トラフィックの特徴に依存することはない。予約されたスロットへのアクセスを獲得する技術は、「所有者チャンネル」の概念によって強化された。所有者チャンネルは、ＡＬＯＨＡアクセスが成功するのを待つ代わりに、素早く強制的に予約状態にされることができる。
【０１１８】
ＡＬＴＡＩＲシステムに目を向ければ、本プロトコルの制御情報は、時間的に分散され、それぞれのスロット・アクセスは以前のスロットヘッダによって制御され、次のスロットヘッダによって肯定応答される。制御通信の一つを読むことに失敗すれば、一つのスロットへのアクセスを失うだけであり、小さな影響しかもたらさない。更に、本プロトコルは、いくつかの技法を用いて保証された予約を含むアクセスを生成し、それによって複雑なフィードバックなしにすませる。最後に、本プロトコルは、移動ステーションが、与えられたスロット番号がいつ出現するかを判定する必要がないという点において、ハブステーションの通信に直接応答することを許す。また、移動ステーションによる正確なタイミングの必要はない。むしろ、ハブステーションのタイミングだけが、必要のない使用されない時間を避けるために重要である。
【０１１９】
ＩＢＭプロトコルに目を向ければ、ＡＬＴＡＩＲに関する、それに勝る諸点についての観察はここにも当てはまる。それらに付け加えて、本プロトコルは、全体の構造がより少なく関与するので、複雑性が小さく、電力低減がハブステーションによって制御される。
【０１２０】
最後にＤＦＷＭＡＣプロトコルに目を向ければ、比較的に、本プロトコルはバーストトラフィックへの対応能力があり、利用できる媒体を能率的に使用することができる。さらに、このプロトコルは、定義された集中制御のため、一つの移動ステーションがいつスリープ状態に入ってもよいかを特定することができる。これは分散型制御システムにおいて達成するのがより困難である。
【０１２１】
無線ＬＡＮおよび有線ネットワークにおける実施例が以上説明されたが、本発明は数多くの他の応用を有する。それらの内には次のものがある。
【０１２２】
本ＭＡＣプロトコルは、いくつかのコンピュータ（それらの一部は移動体であることができる）が互いにそして／または有線バックボーンＬＡＮに接続されているような無線ＬＡＮにおける資源を制御するために用いることができる。本ＭＡＣプロトコルはまた、普通無線ＡＴＭとして言及される、ＡＴＭネットワークのための無線アクセスポイントへのアクセスを制御するために使用することもできる。これは、固定されたコンピュータ端末の移動ステーションが一つのＡＴＭネットワークへアクセスするためであることができるし、また物理的に分離されたＡＴＭネットワークを接続するためであることができる。
【０１２３】
応用の他の分野は、娯楽サービス、インターネット、及び電話サービスの家庭及び事務所への伝送である。これは同軸ケーブルシステム、ハイブリッド・ファイバ・同軸ケーブルシステム、ハイブリッド・ファイバ・無線システム、あるいはファイバからカーブ（ｋｅｒｂ）及び続く無線または銅線ベースの家庭または事務所に対するアクセスを使用する事ができる。これらの応用において、本ＭＡＣプロトコルは、家庭／事務所から／へのアクセスを制御するために使用されるが、特に、いくつかのユーザがデータ及び／又は電話のために同じバンド幅を共有する、いわゆるバックチャンネル（家庭／事務所からヘッドエンドへの送信）において使用される。
【０１２４】
本ＭＡＣプロトコルは、音声及びデータトラフィックが移動ハンドセット又は端末によって生成される、無線ベースの個人用通信システムにおいて更に応用を有する。
【０１２５】
本ＭＡＣプロトコルは、いくつかのステーションが、ある通信システムに接続されている中央ステーションに通信する、ポイント・ツー・マルチポイント無線通信システムにおいて更に応用を有する。そのようなシステムは、幹状の無線またはグループ特定の移動体（ＧＳＭ）のような、移動通信ネットワークのための無線バックハンドにおいて使用することができる。
【０１２６】
更に別の応用は、サービス提供者によって提供されたセットトップ・ボックスの娯楽サービスとデータをいくつかのテレヴィジョンセット及び／またはコンピュータ及び接続されている周辺装置へ分配する、家庭又は事務所における無線システムのためである。
【０１２７】
本ＭＡＣプロトコルをピア・ツー・ピア・ネットワークの設定を含むように拡張することは可能である。これらは、制御するハブステーションが存在しないネットワークであるが、それらの間で通信を求める移動ステーションの集まりである。この拡張はこのような通信を可能にする。代わりに、本ＭＡＣプロトコルを用いて、ハブステーションとして動作することを可能とするハードウエア及びソフトウエアを有する移動端末を有することが可能であるかもしれない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を実体化するＭＡＣプロトコルが実施化される無線システムの概念的ブロックダイアグラム。
【図２】  もう一つ別の実施例における無線ＬＡＮシステムの概念的ブロックダイアグラム。
【図３】  更に別の実施例における有線ネットワークシステムの概念的ブロックダイアグラム。
【図４】  ハブステーションの概念的ブロックダイアグラム。
【図５】  移動／無線ステーションの概念的ブロックダイアグラム。
【図６】  無線セルにおける送信の構造。
【図７】  無線セルにおける送信の構造。
【図８】  無線セルにおける送信の構造。
【図９】  無線セルにおける送信の構造。
【図１０】  ハブステーションのタイミングとスケジューリングに対する状態ダイアグラム。
【図１１ａ】  移動ステーションに対する状態ダイアグラム。
【図１１ｂ】  移動ステーションに対する状態ダイアグラム。
【図１１ｃ】  移動ステーションに対する状態ダイアグラム。
【図１２】  シミュレーションされた競合状況に対する、処理量と遅延のグラフ。
【図１３】  シミュレーションされた競合状況に対する、処理量と遅延のグラフ。
【図１４】  シミュレーションされた競合状況に対する、処理量と遅延のグラフ。
【図１５】  シミュレーションされた競合状況に対する、処理量と遅延のグラフ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2001517898.tif 000008
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１ｃ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１ｃ】
2001517898.tif 000009
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
2001517898.tif 000010
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１３】
2001517898.tif 000011
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４】
2001517898.tif 000012
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１５】
2001517898.tif 000013