(57)【要約】【課題】無線ＬＡＮシステムにおいて低電力装置のためのフレーム交換方法及び装置を提供する。【解決手段】本発明の一実施例に係る無線ＬＡＮシステムにおいてアクセスポイント（ＡＰ）がステーション（ＳＴＡ）とフレーム交換を行う方法は、前記ＳＴＡから最大アウェイク時間に関する情報を受信するステップを含むことができる。前記フレーム交換が前記最大アウェイク時間内に完了可能であると予想される場合、前記フレーム交換が行われてもよい。前記フレーム交換が前記最大アウェイク時間を超えると予想される場合、前記フレーム交換が中止され、新しいバックオフ過程が行われてもよい。【選択図】図１９
2016511600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ＬＡＮシステムにおいてアクセスポイント（ＡＰ）がステーション（ＳＴＡ）とフレーム交換を行う方法であって、
前記ＳＴＡから最大アウェイク時間に関する情報を受信するステップを含み、
前記フレーム交換が前記最大アウェイク時間内に完了可能であると予想される場合、前記フレーム交換が行われ、
前記フレーム交換が前記最大アウェイク時間を超えると予想される場合、前記フレーム交換が中止され、新しいバックオフ過程が行われる、フレーム交換実行方法。
【請求項２】
前記ＡＰは、前記ＡＰが前記ＳＴＡからＰＳ（Ｐｏｗｅｒ  Ｓａｖｅ）−Ｐｏｌｌフレームを受信した時点から前記最大アウェイク時間が始まると仮定する、請求項１に記載のフレーム交換実行方法。
【請求項３】
前記最大アウェイク時間に関する情報は、プローブ要請フレーム、連携要請フレーム、又は再−連携要請フレームによって前記ＳＴＡから前記ＡＰに受信される、請求項１に記載のフレーム交換実行方法。
【請求項４】
前記ＳＴＡは、エネルギー制限された（ｅｎｅｒｇｙ  ｌｉｍｉｔｅｄ）ＳＴＡである、請求項１に記載のフレーム交換実行方法。
【請求項５】
前記フレーム交換は、前記ＳＴＡから前記ＡＰへのＰＳ−Ｐｏｌｌフレームの送信及び前記ＡＰから前記ＳＴＡへのＡＣＫフレームの送信を含む、請求項１に記載のフレーム交換実行方法。
【請求項６】
前記ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームは、前記ＡＰのＴＳＦタイマーの一部のバイトに関する情報を要請することを示す（ｉｎｄｉｃａｔｅ）情報を含む、請求項５に記載のフレーム交換実行方法。
【請求項７】
前記ＡＣＫフレームは、前記ＡＰのＴＳＦタイマーの一部のバイトに関する情報を含む、請求項５に記載のフレーム交換実行方法。
【請求項８】
前記ＴＳＦタイマーの一部のバイトは、前記ＡＰのＴＳＦタイマーの下位の所定個数のバイトである、請求項６に記載のフレーム交換実行方法。
【請求項９】
前記ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームは、前記ＳＴＡがウェイクアップした場合に送信される、請求項５に記載のフレーム交換実行方法。
【請求項１０】
前記ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームは、前記ＳＴＡがビーコンを聴取（ｌｉｓｔｅｎ）せずに送信する、請求項５に記載のフレーム交換実行方法。
【請求項１１】
無線ＬＡＮシステムにおいてステーション（ＳＴＡ）がアクセスポイント（ＡＰ）とフレーム交換を行う方法であって、
前記ＡＰに最大アウェイク時間に関する情報を送信するステップを含み、
前記フレーム交換が前記最大アウェイク時間内に完了可能であると予想される場合、前記フレーム交換が行われ、
前記フレーム交換が前記最大アウェイク時間を超えると予想される場合、前記フレーム交換が中止され、新しいバックオフ過程が行われる、フレーム交換実行方法。
【請求項１２】
無線ＬＡＮシステムにおいてステーション（ＳＴＡ）とフレーム交換を行うアクセスポイント（ＡＰ）装置であって、
送受信器と、
プロセッサと、
を備え、
前記プロセッサは、前記送受信器を制御して前記ＳＴＡから最大アウェイク時間に関する情報を受信するように設定され、
前記フレーム交換が前記最大アウェイク時間内に完了可能であると予想される場合、前記フレーム交換が行われ、
前記フレーム交換が前記最大アウェイク時間を超えると予想される場合、前記フレーム交換が中止され、新しいバックオフ過程が行われる、フレーム交換実行ＡＰ装置。
【請求項１３】
無線ＬＡＮシステムにおいてアクセスポイント（ＡＰ）とフレーム交換を行うステーション（ＳＴＡ）装置であって、
送受信器と、
プロセッサと、
を備え、
前記プロセッサは、前記送受信器を制御して前記ＡＰに最大アウェイク時間に関する情報を送信するように設定され、
前記フレーム交換が前記最大アウェイク時間内に完了可能であると予想される場合、前記フレーム交換が行われ、
前記フレーム交換が前記最大アウェイク時間を超えると予想される場合、前記フレーム交換が中止され、新しいバックオフ過程が行われる、フレーム交換実行ＳＴＡ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下の説明は、無線通信システムに関し、特に、無線ＬＡＮシステムにおいて低電力装置のためのフレーム交換方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報通信技術の発展に伴って様々な無線通信技術が開発されている。その中でも無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）は、無線周波数技術に基づいて個人携帯用情報端末機（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ；ＰＤＡ）、ラップトップコンピュータ、携帯用マルチメディアプレーヤー（Ｐｏｒｔａｂｌｅ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｐｌａｙｅｒ；ＰＭＰ）などのような携帯用端末機を用いて家庭、企業又は特定サービス提供地域において無線でインターネットにアクセスできるようにする技術である。
【０００３】
無線ＬＡＮで脆弱点とされてきた通信速度の限界を克服するために、最近の技術標準では、ネットワークの速度と信頼性を増大させるとともに無線ネットワークの運営距離を拡張したシステムを導入している。例えば、ＩＥＥＥ  ８０２．１１ｎでは、データ処理速度が最大５４０Ｍｂｐｓ以上である高処理率（Ｈｉｇｈ  Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ；ＨＴ）を支援し、送信エラーを最小化し、データ速度を最適化するために送信端及び受信端の両方に多重アンテナを使用するＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔｓ  ａｎｄ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔｓ）技術の適用を導入している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
次世代通信技術としてＭ２Ｍ（Ｍａｃｈｉｎｅ−ｔｏ−Ｍａｃｈｉｎｅ）通信技術が議論されている。ＩＥＥＥ  ８０２．１１  ＷＬＡＮシステムでもＭ２Ｍ通信を支援するための技術標準がＩＥＥＥ  ８０２．１１ａｈとして開発されている。Ｍ２Ｍ通信では、数多くの機器が存在する環境でたまに少量のデータを低速で通信するシナリオを考慮することができる。
【０００５】
本発明は、低電力装置が送受信動作を特定時間インターバルにのみ行うように制限される場合に、効率的且つ正確にフレーム交換を行えるようにする方案を提供することを目的とする。また、本発明は、フレーム交換を行う装置の間に時間同期化を効率的に行う方案を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明で遂げようとする技術的課題は以上に言及した技術的課題に制限されず、言及していない他の技術的課題は、以下の記載から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者には明確に理解されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の技術的課題を解決するために、本発明の一実施例に係る、無線ＬＡＮシステムにおいてアクセスポイント（ＡＰ）がステーション（ＳＴＡ）とフレーム交換を行う方法は、前記ＳＴＡから最大アウェイク時間に関する情報を受信するステップを含むことができる。前記フレーム交換が前記最大アウェイク時間内に完了可能であると予想される場合、前記フレーム交換が行われてもよい。前記フレーム交換が前記最大アウェイク時間を超えると予想される場合、前記フレーム交換が中止され、新しいバックオフ過程が行われてもよい。
【０００８】
上記の技術的課題を解決するために、本発明の他の実施例に係る、無線ＬＡＮシステムにおいてステーション（ＳＴＡ）がアクセスポイント（ＡＰ）とフレーム交換を行う方法は、前記ＡＰに最大アウェイク時間に関する情報を送信するステップを含むことができる。前記フレーム交換が前記最大アウェイク時間内に完了可能であると予想される場合、前記フレーム交換が行われてもよい。前記フレーム交換が前記最大アウェイク時間を超えると予想される場合、前記フレーム交換が中止され、新しいバックオフ過程が行われてもよい。
【０００９】
上記の技術的課題を解決するために、本発明の更に他の実施例に係る、無線ＬＡＮシステムにおいてステーション（ＳＴＡ）とフレーム交換を行うアクセスポイント（ＡＰ）装置は、送受信器と、プロセッサとを備えることができる。前記プロセッサは、前記送受信器を制御して前記ＳＴＡから最大アウェイク時間に関する情報を受信するように設定されてもよい。前記フレーム交換が前記最大アウェイク時間内に完了可能であると予想される場合、前記フレーム交換が行われてもよい。前記フレーム交換が前記最大アウェイク時間を超えると予想される場合、前記フレーム交換が中止され、新しいバックオフ過程が行われてもよい。
【００１０】
上記の技術的課題を解決するために、本発明の更に他の実施例に係る、無線ＬＡＮシステムにおいてアクセスポイント（ＡＰ）とフレーム交換を行うステーション（ＳＴＡ）装置は、送受信器と、プロセッサとを備えることができる。前記プロセッサは、前記送受信器を制御して前記ＡＰに最大アウェイク時間に関する情報を送信するように設定されてもよい。前記フレーム交換が前記最大アウェイク時間内に完了可能であると予想される場合、前記フレーム交換が行われてもよい。前記フレーム交換が前記最大アウェイク時間を超えると予想される場合、前記フレーム交換が中止され、新しいバックオフ過程が行われてもよい。
【００１１】
上記の本発明に係る実施例において以下の事項を共通に適用することができる。
【００１２】
前記ＡＰは、前記ＡＰが前記ＳＴＡからＰＳ（Ｐｏｗｅｒ  Ｓａｖｅ）−Ｐｏｌｌフレームを受信した時点から前記最大アウェイク時間が始まると仮定することができる。
【００１３】
前記最大アウェイク時間に関する情報は、プローブ要請フレーム、連携要請フレーム、又は再−連携要請フレームによって前記ＳＴＡから前記ＡＰに受信されてもよい。
【００１４】
前記ＳＴＡは、エネルギー制限された（ｅｎｅｒｇｙ  ｌｉｍｉｔｅｄ）ＳＴＡであってもよい。
【００１５】
前記フレーム交換は、前記ＳＴＡから前記ＡＰへのＰＳ−Ｐｏｌｌフレームの送信及び前記ＡＰから前記ＳＴＡへのＡＣＫフレームの送信を含むことができる。
【００１６】
前記ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームは、前記ＡＰのＴＳＦタイマーの一部バイトに関する情報を要請することを示す（ｉｎｄｉｃａｔｅ）情報を含むことができる。
【００１７】
前記ＡＣＫフレームは、前記ＡＰのＴＳＦタイマーの一部バイトに関する情報を含むことができる。
【００１８】
前記ＴＳＦタイマーの一部のバイトは、前記ＡＰのＴＳＦタイマーの下位の所定個数のバイトであってもよい。
【００１９】
前記ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームは、前記ＳＴＡがウェイクアップした場合に送信されてもよい。
【００２０】
前記ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームは、前記ＳＴＡがビーコンを聴取（ｌｉｓｔｅｎ）せずに送信することができる。
【００２１】
本発明について前述した一般的な説明と後述する詳細な説明は、例示的なものであり、請求項に記載の発明に関するさらに詳細な説明のためのものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、低電力装置が送受信動作を特定時間インターバルにのみ行うように制限される場合に、効率的且つ正確にフレーム交換を行えるようにする方法及び装置を提供することができる。また、本発明によれば、フレーム交換を行う装置の間に時間同期化を効率的に行う方法及び装置を提供することができる。
【００２３】
本発明で得られる効果は以上に言及した効果に制限されず、言及していない他の効果は、以下の記載から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
本明細書に添付される図面は、本発明に関する理解を提供するためのもので、本発明の様々な実施の形態を示し、明細書の記載と共に本発明の原理を説明するためのものである。
【図１】図１は、本発明を適用できるＩＥＥＥ  ８０２．１１システムの例示的な構造を示す図である。
【図２】図２は、本発明を適用できるＩＥＥＥ  ８０２．１１システムの他の例示的な構造を示す図である。
【図３】図３は、本発明を適用できるＩＥＥＥ  ８０２．１１システムの更に他の例示的な構造を示す図である。
【図４】図４は、無線ＬＡＮシステムの例示的な構造を示す図である。
【図５】図５は、無線ＬＡＮシステムにおけるリンクセットアップ過程を説明するための図である。
【図６】図６は、バックオフ過程を説明するための図である。
【図７】図７は、隠されたノード及び露出されたノードを説明するための図である。
【図８】図８は、ＲＴＳとＣＴＳを説明するための図である。
【図９】図９は、電力管理動作を説明するための図である。
【図１０】図１０乃至図１２は、ＴＩＭを受信したＳＴＡの動作を詳しく説明するための図である。
【図１１】図１０乃至図１２は、ＴＩＭを受信したＳＴＡの動作を詳しく説明するための図である。
【図１２】図１０乃至図１２は、ＴＩＭを受信したＳＴＡの動作を詳しく説明するための図である。
【図１３】図１３は、グループベースＡＩＤについて説明するための図である。
【図１４】図１４は、ＩＥＥＥ  ８０２．１１システムで用いられるフレーム構造の一例を説明するための図である。
【図１５】図１５は、最大アウェイク時間が適用される場合の一例を説明するための図である。
【図１６】図１６は、最大アウェイク時間が適用される場合の他の例を説明するための図である。
【図１７】図１７は、最大アウェイク時間が適用される場合において本発明の提案による動作を説明するための図である。
【図１８】図１８は、本発明の一例によるＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム及びＡＣＫフレームの例示的なフォーマットを示す図である。
【図１９】図１９は、本発明の一実施例に係る方法を説明するための図である。
【図２０】図２０は、本発明の一実施例に係る無線装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る好適な実施の形態を添付の図面を参照して詳しく説明する。添付の図面と共に以下に開示される詳細な説明は、本発明の例示的な実施の形態を説明するためのもので、本発明の唯一の実施の形態を示すためのものではない。以下の詳細な説明は本発明の完全な理解を提供するために具体的な細部事項を含む。しかし、このような具体的な細部事項無しで本発明が実施されてもよいことが当業者には理解される。
【００２６】
以下の実施例は、本発明の構成要素と特徴を所定の形態で結合したものである。各構成要素又は特徴は、特別の言及がない限り、選択的なものと考慮することができる。各構成要素又は特徴は、他の構成要素や特徴と結合していない形態で実施されてもよく、一部の構成要素及び／又は特徴を結合して本発明の実施例を構成してもよい。本発明の実施例で説明される動作の順序は変更されてもよい。ある実施例の一部の構成や特徴は、他の実施例に含まれてもよく、他の実施例の対応する構成又は特徴に取り替えられてもよい。
【００２７】
以下の説明で使われる特定用語は、本発明の理解を助けるために提供されるものであり、このような特定用語の使用は、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲で他の形態に変更してもよい。
【００２８】
場合によって、本発明の概念が曖昧になることを避けるために、公知の構造及び装置を省略したり、各構造及び装置の核心機能を中心にしたブロック図の形式で図示することもできる。また、本明細書全体を通じて同一の構成要素には同一の図面符号を付して説明する。
【００２９】
本発明の実施例は、無線アクセスシステムであるＩＥＥＥ  ８０２システム、３ＧＰＰシステム、３ＧＰＰ  ＬＴＥ及びＬＴＥ−Ａ（ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）システム、並びに３ＧＰＰ２システムの少なくとも一つに開示された標準文書によって裏付けることができる。すなわち、本発明の実施例において、本発明の技術的思想を明確にするために説明を省いた段階又は部分は、上記の文書によって裏付けることができる。また、本文書で開示している用語はいずれも上記の標準文書によって説明することができる。
【００３０】
以下の技術は、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、ＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）などのような様々な無線アクセスシステムに用いることができる。ＣＤＭＡは、ＵＴＲＡ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ）やＣＤＭＡ２０００のような無線技術（ｒａｄｉｏ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）によって具現することができる。ＴＤＭＡは、ＧＳＭ（登録商標）（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）／ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）／ＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅｓ  ｆｏｒ  ＧＳＭ（登録商標）  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）のような無線技術によって具現することができる。ＯＦＤＭＡは、ＩＥＥＥ  ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）、ＩＥＥＥ  ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ  ８０２−２０、Ｅ−ＵＴＲＡ（Ｅｖｏｌｖｅｄ  ＵＴＲＡ）などのような無線技術によって具現することができる。明確性のために、以下では３ＧＰＰ  ＬＴＥ及び３ＧＰＰ  ＬＴＥ−Ａシステムを中心に説明するが、本発明の技術的思想がこれに制限されるものではない。
【００３１】
（ＷＬＡＮシステムの構造）
図１は、本発明を適用できるＩＥＥＥ  ８０２．１１システムの例示的な構造を示す図である。
【００３２】
ＩＥＥＥ  ８０２．１１構造は複数個の構成要素を含むことができ、それら構成要素の相互作用によって上位層に対してトランスペアレントなＳＴＡ移動性を支援するＷＬＡＮを提供することができる。基本サービスセット（Ｂａｓｉｃ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｓｅｔ；ＢＳＳ）はＩＥＥＥ  ８０２．１１  ＬＡＮにおける基本的な構成ブロックに該当し得る。図１では、２個のＢＳＳ（ＢＳＳ１及びＢＳＳ２）が存在し、それぞれのＢＳＳのメンバーとして２個のＳＴＡが含まれる（ＳＴＡ１及びＳＴＡ２はＢＳＳ１に含まれ、ＳＴＡ３及びＳＴＡ４はＢＳＳ２に含まれる）ことを例示的に示している。図１で、ＢＳＳを表す楕円は、当該ＢＳＳに含まれたＳＴＡが通信を維持するカバレッジ領域を表すものと理解してもよい。この領域をＢＳＡ（Ｂａｓｉｃ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ａｒｅａ）と称することができる。ＳＴＡがＢＳＡの外へ移動すると、当該ＢＳＡ内の他のＳＴＡと直接通信できなくなる。
【００３３】
ＩＥＥＥ  ８０２．１１  ＬＡＮにおいて最も基本的なタイプのＢＳＳは、独立したＢＳＳ（Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ＢＳＳ；ＩＢＳＳ）である。例えば、ＩＢＳＳは、２個のＳＴＡだけで構成された最小の形態を有することができる。また、最も単純な形態であるとともに他の構成要素が省略されている図１のＢＳＳ（ＢＳＳ１又はＢＳＳ２）がＩＢＳＳの代表的な例示に該当する。このような構成は、ＳＴＡ同士が直接通信できる場合に可能である。また、このような形態のＬＡＮは、あらかじめ計画して構成されるものではなく、必要な場合に構成され、これをアド−ホック（ａｄ−ｈｏｃ）ネットワークと呼ぶこともできる。
【００３４】
ＳＴＡがついたり消えたりすること、ＳＴＡがＢＳＳ領域に／から入ったり出たりすることなどによって、ＢＳＳにおいてＳＴＡのメンバーシップが動的に変更してもよい。ＢＳＳのメンバーになるためには、ＳＴＡは同期化過程によってＢＳＳにジョインすることができる。ＢＳＳベース構造の全サービスにアクセスするためには、ＳＴＡがＢＳＳに連携されなければならない。このような連携（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）は、動的に設定され、分配システムサービス（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｓｅｒｖｉｃｅ；ＤＳＳ）の利用を含むことができる。
【００３５】
図２は、本発明を適用できるＩＥＥＥ  ８０２．１１システムの他の例示的な構造を示す図である。図２は、図１の構造において、分配システム（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ；ＤＳ）、分配システム媒体（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｍｅｄｉｕｍ；ＤＳＭ）、アクセスポイント（Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｏｉｎｔ；ＡＰ）などの構成要素が追加された形態である。
【００３６】
ＬＡＮにおいて直接的なステーション−対−ステーションの距離はＰＨＹの性能によって制限されることがある。このような距離の限界が充分な場合もあれば、より遠い距離のステーション間の通信が必要な場合もある。拡張されたカバレッジを支援するために分配システム（ＤＳ）を構成することができる。
【００３７】
ＤＳは、ＢＳＳ同士が相互接続される構造を意味する。具体的に、ＢＳＳは、図１のように独立して存在してもよいが、複数個のＢＳＳで構成されたネットワークの拡張された形態の構成要素として存在してもよい。
【００３８】
ＤＳは論理的な概念であり、分配システム媒体（ＤＳＭ）の特性によって特定することができる。これと関連して、ＩＥＥＥ  ８０２．１１標準では無線媒体（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｍｅｄｉｕｍ；ＷＭ）と分配システム媒体（ＤＳＭ）とを論理的に区別している。それぞれの論理的媒体は互いに異なる目的のために使用され、互いに異なる構成要素によって使用される。ＩＥＥＥ  ８０２．１１標準の定義では、このような媒体を互いに同一なものとも、互いに異なるものとも制限しない。このように複数個の媒体が論理的に互いに異なるという点で、ＩＥＥＥ  ８０２．１１  ＬＡＮ構造（ＤＳ構造又は他のネットワーク構造）の柔軟性を説明することができる。すなわち、ＩＥＥＥ  ８０２．１１  ＬＡＮ構造は様々に具現することができ、それぞれの具現例の物理的な特性によって独立して当該ＬＡＮ構造を特定することができる。
【００３９】
ＤＳは、複数個のＢＳＳのシームレス（ｓｅａｍｌｅｓｓ）な統合を提供し、あて先へのアドレスを扱う上で必要な論理的サービスを提供することによって移動機器を支援することができる。
【００４０】
ＡＰとは、連携されているＳＴＡに対してＷＭを介してＤＳへのアクセスを可能にし、且つＳＴＡ機能性を有するエンティティ（ｅｎｔｉｔｙ）を意味する。ＡＰを介してＢＳＳ及びＤＳ間のデータ移動を行うことができる。例えば、図２に示すＳＴＡ２及びＳＴＡ３は、ＳＴＡの機能性を有するとともに、連携されているＳＴＡ（ＳＴＡ１及びＳＴＡ４）をＤＳにアクセスさせる機能を持つ。また、いかなるＡＰも基本的にＳＴＡに該当するため、ＡＰはいずれもアドレス可能なエンティティである。ＷＭ上での通信のためにＡＰによって用いられるアドレスとＤＳＭ上での通信のためにＡＰによって用いられるアドレスは必ずしも同一である必要はない。
【００４１】
ＡＰに連携されているＳＴＡのいずれか一つから当該ＡＰのＳＴＡアドレスに送信されるデータは、常に非制御ポート（ｕｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｐｏｒｔ）に受信され、ＩＥＥＥ  ８０２．１Ｘポートアクセスエンティティで処理することができる。また、制御ポート（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｐｏｒｔ）が認証されると、送信データ（又は、フレーム）はＤＳに伝達されてもよい。
【００４２】
図３は、本発明を適用できるＩＥＥＥ  ８０２．１１システムのさらに他の例示的な構造を示す図である。図３では、図２の構造にさらに広いカバレッジを提供するための拡張されたサービスセット（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｓｅｔ；ＥＳＳ）を概念的に示す。
【００４３】
任意の（ａｒｂｉｔｒａｒｙ）大きさ及び複雑度を有する無線ネットワークをＤＳ及びＢＳＳで構成することができる。ＩＥＥＥ  ８０２．１１システムではこのような方式のネットワークをＥＳＳネットワークと称する。ＥＳＳは、一つのＤＳに接続されたＢＳＳの集合といえる。しかし、ＥＳＳはＤＳを含まない。ＥＳＳネットワークはＬＬＣ（Ｌｏｇｉｃａｌ  Ｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）層でＩＢＳＳネットワークとして見える点が特徴である。ＥＳＳに含まれるＳＴＡは互いに通信することができ、移動ＳＴＡはＬＬＣにトランスペアレントに一つのＢＳＳから他のＢＳＳに（同一ＥＳＳ内で）移動することができる。
【００４４】
ＩＥＥＥ  ８０２．１１では、図３におけるＢＳＳの相対的な物理的位置について何ら仮定しておらず、次のようないずれの形態も可能である。ＢＳＳは部分的に重なってもよく、これは、連続したカバレッジを提供するために一般に利用される形態である。また、ＢＳＳは物理的に接続していなくてもよく、論理的にはＢＳＳ同士間の距離に制限はない。また、ＢＳＳ同士は物理的に同一位置に位置してもよく、これはリダンダンシーを提供するために用いることができる。また、一つ（又は、一つ以上の）ＩＢＳＳ又はＥＳＳネットワークが一つ（又は一つ以上の）ＥＳＳネットワークとして同一空間に物理的に存在してもよい。これは、ＥＳＳネットワークが存在する位置にアド−ホックネットワークが動作する場合、互いに異なる機関（ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｓ）によって物理的に重なるＩＥＥＥ  ８０２．１１ネットワークが構成される場合、又は、同一位置で２つ以上の互いに異なるアクセス及び保安政策が必要な場合などにおける、ＥＳＳネットワーク形態であるといえる。
【００４５】
図４は、無線ＬＡＮシステムの例示的な構造を示す図である。図４では、ＤＳを含む基盤構造ＢＳＳの一例を示している。
【００４６】
図４の例示で、ＢＳＳ１及びＢＳＳ２がＥＳＳを構成する。無線ＬＡＮシステムにおいてＳＴＡはＩＥＥＥ  ８０２．１１のＭＡＣ／ＰＨＹ規定に従って動作する機器である。ＳＴＡはＡＰ  ＳＴＡ及び非−ＡＰ（ｎｏｎ−ＡＰ）ＳＴＡを含む。Ｎｏｎ−ＡＰ  ＳＴＡは、ラップトップコンピュータ、移動電話機のように、一般にユーザが直接扱う機器に該当する。図４の例示で、ＳＴＡ１、ＳＴＡ３、ＳＴＡ４はｎｏｎ−ＡＰ  ＳＴＡに該当し、ＳＴＡ２及びＳＴＡ５はＡＰ  ＳＴＡに該当する。
【００４７】
以下の説明で、ｎｏｎ−ＡＰ  ＳＴＡは、端末（ｔｅｒｍｉｎａｌ）、無線送受信ユニット（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｔｒａｎｓｍｉｔ／Ｒｅｃｅｉｖｅ  Ｕｎｉｔ；ＷＴＲＵ）、ユーザ装置（Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ＵＥ）、移動局（Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ；ＭＳ）、移動端末（Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）、移動加入者局（Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｓｔａｔｉｏｎ；ＭＳＳ）などと呼ぶことができる。また、ＡＰは、他の無線通信分野における基地局（Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ；ＢＳ）、ノード−Ｂ（Ｎｏｄｅ−Ｂ）、発展したノード−Ｂ（ｅｖｏｌｖｅｄ  Ｎｏｄｅ−Ｂ；ｅＮＢ）、基底送受信システム（Ｂａｓｅ  Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ；ＢＴＳ）、フェムト基地局（Ｆｅｍｔｏ  ＢＳ）などに対応する概念である。
【００４８】
（階層構造）
本発明で説明する無線ＬＡＮシステムで動作するＡＰ及び／又はＳＴＡの動作は、階層（ｌａｙｅｒ）構造の観点で説明することができる。装置構成の側面で、階層構造は、プロセッサによって具現することができる。ＡＰ及び／又はＳＴＡは複数個の階層構造を有することができる。例えば、８０２．１１標準文書で扱う階層構造は、主に、ＤＬＬ（Ｄａｔａ  Ｌｉｎｋ  Ｌａｙｅｒ）上のＭＡＣサブ層（ｓｕｂｌａｙｅｒ）及び物理（ＰＨＹ）層である。ＰＨＹは、ＰＬＣＰ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ  Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）個体、ＰＭＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｍｅｄｉｕｍ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ）個体などを含むことができる。ＭＡＣサブ層及びＰＨＹはそれぞれ、ＭＬＭＥ（ＭＡＣ  ｓｕｂｌａｙｅｒ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｅｎｔｉｔｙ）及びＰＬＭＥ（（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｅｎｔｉｔｙ）と呼ばれる管理個体を概念的に含む。これらの個体は、階層管理機能が作動する階層管理サービスインターフェースを提供する。
【００４９】
正確なＭＡＣ動作を提供するために、ＳＭＥ（Ｓｔａｔｉｏｎ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｅｎｔｉｔｙ）がそれぞれのＳＴＡ内に存在する。ＳＭＥは、別個として管理プレーン内に存在したり、又は別に離れて（ｏｆｆ  ｔｏ  ｔｈｅ  ｓｉｄｅ）いるかのように見える、階層独立的な個体である。ＳＭＥの正確な機能は、本文では具体的に説明しないが、一般には、様々な階層管理個体（ＬＭＥ）から階層−従属的な状態を収集し、階層−特定パラメータの値を同様に設定するなどの機能を担当するものと見えるだろう。ＳＭＥは、通常、一般システム管理個体を代表して（ｏｎ  ｂｅｈａｌｆ  ｏｆ）このような機能を果たし、標準管理プロトコルを具現することができる。
【００５０】
これらの個体は様々な方式で相互作用する。例えば、個体間にはＧＥＴ／ＳＥＴプリミティブ（ｐｒｉｍｉｔｉｖｅ）を交換（ｅｘｃｈａｎｇｅ）することによって相互作用することができる。ＸＸ−ＧＥＴ．ｒｅｑｕｅｓｔプリミティブは、与えられたＭＩＢ  ａｔｔｒｉｂｕｔｅ（管理情報基盤属性情報）の値を要請するために用いる。ＸＸ−ＧＥＴ．ｃｏｎｆｉｒｍプリミティブは、Ｓｔａｔｕｓが“成功”であると、適切なＭＩＢ属性情報値をリターンし、そうでないと、Ｓｔａｔｕｓフィールドでエラー指示をリターンするために用いる。ＸＸ−ＳＥＴ．ｒｅｑｕｅｓｔプリミティブは、指示されたＭＩＢ属性が与えられた値に設定されるように要請するために用いる。このＭＩＢ属性が特定動作を意味する場合、これは、当該動作が行われることを要請するものである。そして、ＸＸ−ＳＥＴ．ｃｏｎｆｉｒｍプリミティブは、ｓｔａｔｕｓが“成功”である場合に指示されたＭＩＢ属性が要請された値に設定されたことを確認させ、そうでないと、ｓｔａｔｕｓフィールドでエラー条件をリターンするために用いる。ＭＩＢ属性が特定動作を意味する場合、これは、当該動作が行われたことを確認させる。
【００５１】
また、ＭＬＭＥ及びＳＭＥは、様々なＭＬＭＥ＿ＧＥＴ／ＳＥＴプリミティブをＭＬＭＥ＿ＳＡＰ（Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｏｉｎｔ）を介して交換することができる。また、様々なＰＬＭＥ＿ＧＥＴ／ＳＥＴプリミティブを、ＰＬＭＥ＿ＳＡＰを介してＰＬＭＥとＳＭＥ間で交換することができ、ＭＬＭＥ−ＰＬＭＥ＿ＳＡＰを介してＭＬＭＥとＰＬＭＥ間で交換することができる。
【００５２】
（リンクセットアップ過程）
図５は、一般のリンクセットアップ（ｌｉｎｋ  ｓｅｔｕｐ）過程を説明するための図である。
【００５３】
ＳＴＡがネットワークに対してリンクをセットアップし、データを送受信するためには、まず、ネットワークを発見（ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ）し、認証（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）を行い、連携（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）を確立（ｅｓｔａｂｌｉｓｈ）し、保安（ｓｅｃｕｒｉｔｙ）のための認証手順などを行わなければならない。リンクセットアップ過程をセッション開始過程、セッションセットアップ過程と呼ぶこともできる。また、リンクセットアップ過程における発見、認証、連携、保安設定の過程を総称して連携過程と呼ぶこともできる。
【００５４】
図５を参照して例示的なリンクセットアップ過程について説明する。
【００５５】
段階Ｓ５１０で、ＳＴＡはネットワーク発見動作を行うことができる。ネットワーク発見動作はＳＴＡのスキャニング（ｓｃａｎｎｉｎｇ）動作を含むことができる。すなわち、ＳＴＡがネットワークにアクセスするためには、参加可能なネットワークを見つけなければならない。ＳＴＡは無線ネットワークに参加する前に互換可能なネットワークを識別しなければならないが、特定領域に存在するネットワーク識別過程をスキャニングという。
【００５６】
スキャニング方式には、能動的スキャニング（ａｃｔｉｖｅ  ｓｃａｎｎｉｎｇ）と受動的スキャニング（ｐａｓｓｉｖｅ  ｓｃａｎｎｉｎｇ）がある。
【００５７】
図５では例示として能動的スキャニング過程を含むネットワーク発見動作を示す。能動的スキャニングにおいて、スキャニングを行うＳＴＡはチャネルを移りながら周辺にどのＡＰが存在するかを探索するためにプローブ要請フレーム（ｐｒｏｂｅ  ｒｅｑｕｅｓｔ  ｆｒａｍｅ）を送信し、それに対する応答を待つ。応答者（ｒｅｓｐｏｎｄｅｒ）は、プローブ要請フレームを送信したＳＴＡに、プローブ要請フレームに対する応答としてプローブ応答フレーム（ｐｒｏｂｅ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ  ｆｒａｍｅ）を送信する。ここで、応答者は、スキャニングされているチャネルのＢＳＳで最後にビーコンフレーム（ｂｅａｃｏｎ  ｆｒａｍｅ）を送信したＳＴＡであってもよい。ＢＳＳでは、ＡＰがビーコンフレームを送信することから、ＡＰが応答者となり、ＩＢＳＳでは、ＩＢＳＳ内のＳＴＡが交互にビーコンフレームを送信することから、応答者が一定でない。例えば、１番チャネルでプローブ要請フレームを送信し、１番チャネルでプローブ応答フレームを受信したＳＴＡは、受信したプローブ応答フレームに含まれたＢＳＳ関連情報を保存し、次のチャネル（例えば、２番チャネル）に移動して同一の方法でスキャニング（すなわち、２番チャネル上でプローブ要請／応答の送受信）を行うことができる。
【００５８】
図５には示していないが、スキャニング動作は受動的スキャニング方式で行われてもよい。受動的スキャニングにおいて、スキャニングを行うＳＴＡはチャネルを移りながらビーコンフレームを待つ。ビーコンフレームは、ＩＥＥＥ  ８０２．１１において管理フレーム（ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ｆｒａｍｅ）の一つであり、無線ネットワークの存在を知らせ、スキャニングを行うＳＴＡが無線ネットワークを見つけて無線ネットワークに参加できるように、周期的に送信される。ＢＳＳでＡＰがビーコンフレームを周期的に送信する役割を担い、ＩＢＳＳではＩＢＳＳ内のＳＴＡが交互にビーコンフレームを送信する。スキャニングを行うＳＴＡは、ビーコンフレームを受信すると、ビーコンフレームに含まれたＢＳＳに関する情報を保存し、他のチャネルに移動しながら各チャネルでビーコンフレーム情報を記録する。ビーコンフレームを受信したＳＴＡは、受信したビーコンフレームに含まれたＢＳＳ関連情報を保存し、次のチャネルに移動して同一の方法で次のチャネルでスキャニングを行うことができる。
【００５９】
能動的スキャニングと受動的スキャニングとを比較すれば、能動的スキャニングが受動的スキャニングに比べてディレー（ｄｅｌａｙ）及び電力消耗が小さいという利点がある。
【００６０】
ＳＴＡがネットワークを発見した後に、段階Ｓ５２０で認証過程を行うことができる。このような認証過程は、後述する段階Ｓ５４０の保安セットアップ動作と明確に区別するために、第１の認証（ｆｉｒｓｔ  ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）過程と呼ぶことができる。
【００６１】
認証過程は、ＳＴＡが認証要請フレーム（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  ｒｅｑｕｅｓｔ  ｆｒａｍｅ）をＡＰに送信し、これに応答してＡＰが認証応答フレーム（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ  ｆｒａｍｅ）をＳＴＡに送信する過程を含む。認証要請／応答に用いられる認証フレーム（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  ｆｒａｍｅ）は管理フレームに該当する。
【００６２】
認証フレームは、認証アルゴリズム番号（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ｎｕｍｂｅｒ）、認証トランザクションシーケンス番号（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ  ｎｕｍｂｅｒ）、状態コード（ｓｔａｔｕｓ  ｃｏｄｅ）、検問テキスト（ｃｈａｌｌｅｎｇｅ  ｔｅｘｔ）、ＲＳＮ（Ｒｏｂｕｓｔ  Ｓｅｃｕｒｉｔｙ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、有限循環グループ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｃｙｃｌｉｃ  Ｇｒｏｕｐ）などに関する情報を含むことができる。これは、認証要請／応答フレームに含み得る情報の一例示に過ぎず、他の情報に取り替えたり、追加の情報をさらに含めたりしてもよい。
【００６３】
ＳＴＡは、認証要請フレームをＡＰに送信することができる。ＡＰは、受信された認証要請フレームに含まれた情報に基づいて、当該ＳＴＡに対する認証を許容するか否かを決定することができる。ＡＰは認証処理の結果を認証応答フレームを用いてＳＴＡに提供することができる。
【００６４】
ＳＴＡが成功的に認証された後に、段階Ｓ５３０で連携過程を行うことができる。連携過程は、ＳＴＡが連携要請フレーム（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ｒｅｑｕｅｓｔ  ｆｒａｍｅ）をＡＰに送信し、それに応答してＡＰが連携応答フレーム（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ  ｆｒａｍｅ）をＳＴＡに送信する過程を含む。
【００６５】
例えば、連携要請フレームは、様々な能力（ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）に関する情報、ビーコン聴取間隔（ｌｉｓｔｅｎ  ｉｎｔｅｒｖａｌ）、ＳＳＩＤ（ｓｅｒｖｉｃｅ  ｓｅｔ  ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、支援レート（ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ  ｒａｔｅｓ）、支援チャネル（ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ  ｃｈａｎｎｅｌｓ）、ＲＳＮ、移動性ドメイン、支援オペレーティングクラス（ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ  ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  ｃｌａｓｓｅｓ）、ＴＩＭ放送要請（Ｔｒａｆｆｉｃ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ  Ｍａｐ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  ｒｅｑｕｅｓｔ）、相互動作（ｉｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇ）サービス能力などに関する情報を含むことができる。
【００６６】
例えば、連携応答フレームは、様々な能力に関する情報、状態コード、ＡＩＤ（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ＩＤ）、支援レート、ＥＤＣＡ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ａｃｃｅｓｓ）パラメータセット、ＲＣＰＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｐｏｗｅｒ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、ＲＳＮＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）、移動性ドメイン、タイムアウト間隔（連携カムバック時間（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ｃｏｍｅｂａｃｋ  ｔｉｍｅ））、重畳（ｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇ）ＢＳＳスキャンパラメータ、ＴＩＭ放送応答、ＱｏＳマップなどの情報を含むことができる。
【００６７】
これは、連携要請／応答フレームに含み得る情報の一例に過ぎず、他の情報に取り替えたり、追加の情報をさらに含めたりしてもよい。
【００６８】
ＳＴＡがネットワークに成功的に連携された後に、段階Ｓ５４０で保安セットアップ過程を行うことができる。段階Ｓ５４０の保安セットアップ過程は、ＲＳＮＡ（Ｒｏｂｕｓｔ  Ｓｅｃｕｒｉｔｙ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）要請／応答を用いた認証過程ということもでき、上記の段階Ｓ５２０の認証過程を第１の認証（ｆｉｒｓｔ  ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）過程とし、段階Ｓ５４０の保安セットアップ過程を単純に認証過程と呼ぶこともできる。
【００６９】
段階Ｓ５４０の保安セットアップ過程は、例えば、ＥＡＰＯＬ（Ｅｘｔｅｎｓｉｂｌｅ  Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  ｏｖｅｒ  ＬＡＮ）フレームを用いた４−ウェイ（ｗａｙ）ハンドシェーキングによってプライベートキーセットアップ（ｐｒｉｖａｔｅ  ｋｅｙ  ｓｅｔｕｐ）をする過程を含むことができる。また、保安セットアップ過程は、ＩＥＥＥ  ８０２．１１標準で定義していない保安方式によって行うこともできる。
【００７０】
（ＷＬＡＮの進化）
無線ＬＡＮにおいて通信速度の限界を克服するために比較的最近に制定された技術標準としてＩＥＥＥ  ８０２．１１ｎがある。ＩＥＥＥ  ８０２．１１ｎは、ネットワークの速度と信頼性を増大させ、且つ無線ネットワークの運営距離を拡張することに目的がある。より具体的に、ＩＥＥＥ  ８０２．１１ｎは、データ処理速度が最大５４０Ｍｂｐｓ以上である高処理率（Ｈｉｇｈ  Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ；ＨＴ）を支援するとともに、送信エラーを最小化し、データ速度を最適化するために送信端と受信端の両方とも多重アンテナを使用するＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔｓ  ａｎｄ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔｓ）技術に基づいている。
【００７１】
無線ＬＡＮの普及が活性化し、さらにそれを用いたアプリケーションが多様化するに伴って、最近ではＩＥＥＥ  ８０２．１１ｎが支援するデータ処理速度よりも高い処理率を支援するための新しい無線ＬＡＮシステムの必要性が台頭している。超高処理率（Ｖｅｒｙ  Ｈｉｇｈ  Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ；ＶＨＴ）を支援する次世代無線ＬＡＮシステムは、ＩＥＥＥ  ８０２．１１ｎ無線ＬＡＮシステムの次のバージョン（例えば、ＩＥＥＥ  ８０２．１１ａｃ）であり、ＭＡＣサービスアクセスポイント（Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｏｉｎｔ；ＳＡＰ）で１Ｇｂｐｓ以上のデータ処理速度を支援するために近年新しく提案されたＩＥＥＥ  ８０２．１１無線ＬＡＮシステムの一つである。
【００７２】
次世代無線ＬＡＮシステムは、無線チャネルを効率的に利用するために複数のＳＴＡが同時にチャネルにアクセスするＭＵ−ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ  Ｕｓｅｒ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）方式の送信を支援する。ＭＵ−ＭＩＭＯ送信方式によれば、ＡＰが、ＭＩＭＯペアリング（ｐａｉｒｉｎｇ）された一つ以上のＳＴＡに同時にパケットを送信することができる。
【００７３】
また、ホワイトスペース（ｗｈｉｔｅ  ｓｐａｃｅ）で無線ＬＡＮシステム動作を支援することが議論されている。例えば、アナログＴＶのデジタル化による遊休状態の周波数帯域（例えば、５４〜６９８ＭＨｚ帯域）のようなＴＶホワイトスペース（ＴＶＷＳ）での無線ＬＡＮシステムの導入は、ＩＥＥＥ  ８０２．１１ａｆ標準として議論されている。しかし、これは例示に過ぎず、ホワイトスペースは、許可されたユーザ（ｌｉｃｅｎｓｅｄ  ｕｓｅｒ）が優先して使用できる許可された帯域といえる。許可されたユーザは、許可された帯域の使用が許可されたユーザのことを意味し、許可された装置（ｌｉｃｅｎｓｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）、プライマリユーザ（ｐｒｉｍａｒｙ  ｕｓｅｒ）、優先的ユーザ（ｉｎｃｕｍｂｅｎｔ  ｕｓｅｒ）などと呼ぶこともできる。
【００７４】
例えば、ＷＳで動作するＡＰ及び／又はＳＴＡは、許可されたユーザに対する保護（ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）機能を提供しなければならない。例えば、ＷＳ帯域で特定帯域幅を有するように規約（ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ）で分割されている周波数帯域である特定ＷＳチャネルを、マイクロホン（ｍｉｃｒｏｐｈｏｎｅ）のような許可されたユーザが既に使用している場合、許可されたユーザを保護するために、ＡＰ及び／又はＳＴＡは、当該ＷＳチャネルに該当する周波数帯域を使用することができない。また、ＡＰ及び／又はＳＴＡは、現在フレーム送信及び／又は受信のために使用している周波数帯域を許可されたユーザが使用するようになると、当該周波数帯域の使用を中止しなければならない。
【００７５】
このため、ＡＰ及び／又はＳＴＡは、ＷＳ帯域中の特定周波数帯域の使用が可能か否か、すなわち、当該周波数帯域に許可されたユーザが存在するか否かを把握する手順を先行しなければならない。許可されたユーザが特定周波数帯域に存在するか否かを把握することをスペクトルセンシング（ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ｓｅｎｓｉｎｇ）という。スペクトルセンシングメカニズムとして、エネルギー探知（ｅｎｅｒｇｙ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）方式、信号探知（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）方式などが活用される。受信信号の強度が一定値以上であれば、許可されたユーザが使用中であると判断したり、ＤＴＶプリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）が検出されると、許可されたユーザが使用中であると判断することができる。
【００７６】
また、次世代通信技術としてＭ２Ｍ（Ｍａｃｈｉｎｅ−ｔｏ−Ｍａｃｈｉｎｅ）通信技術が議論されている。ＩＥＥＥ  ８０２．１１無線ＬＡＮシステムでもＭ２Ｍ通信を支援するための技術標準がＩＥＥＥ  ８０２．１１ａｈとして開発されている。Ｍ２Ｍ通信は、一つ以上のマシン（Ｍａｃｈｉｎｅ）が含まれる通信方式を意味し、ＭＴＣ（Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｔｙｐｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）又は事物通信とも呼ばれる。ここで、マシンとは、人間の直接的な操作や介入を必要としないエンティティ（ｅｎｔｉｔｙ）を意味する。例えば、無線通信モジュール搭載の検針機（ｍｅｔｅｒ）や自動販売機のような装置を含め、ユーザの操作／介入無しで自動でネットワークに接続して通信を行うことができるスマートフォンのようなユーザ機器もマシンの一例である。Ｍ２Ｍ通信は、デバイス間の通信（例えば、Ｄ２Ｄ（Ｄｅｖｉｃｅ−ｔｏ−Ｄｅｖｉｃｅ）通信）、デバイスとサーバー（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｅｒｖｅｒ）間の通信などを含むことができる。デバイスとサーバー間の通信の例示としては、自動販売機とサーバー、ＰＯＳ（Ｐｏｉｎｔ  ｏｆ  Ｓａｌｅ）装置とサーバー、電気、ガス又は水道検針機とサーバー間の通信が挙げられる。その他にも、Ｍ２Ｍ通信ベースのアプリケーション（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）には、保安（ｓｅｃｕｒｉｔｙ）、運送（ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ）、ヘルスケア（ｈｅａｌｔｈ  ｃａｒｅ）などがある。このような適用例の特性を考慮すると、一般に、Ｍ２Ｍ通信は、数多くの機器が存在する環境でたまに少量のデータを低速で送受信することを支援しなければならない。
【００７７】
具体的に、Ｍ２Ｍ通信は多数のＳＴＡを支援可能でなければならない。現在定義されている無線ＬＡＮシステムでは、一つのＡＰに最大２００７個のＳＴＡが連携される場合を仮定するが、Ｍ２Ｍ通信ではそれよりも多い個数（約６０００個）のＳＴＡが一つのＡＰに連携される場合を支援する方案が議論されている。また、Ｍ２Ｍ通信では低い送信速度を支援／要求するアプリケーションが多いと予想される。これを円滑に支援するために、例えば、無線ＬＡＮシステムでは、ＴＩＭ（Ｔｒａｆｆｉｃ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ  Ｍａｐ）要素から、ＳＴＡが自身に送信されるデータの有無を認知することができるが、ＴＩＭのビットマップサイズを減らす方案が議論されている。また、Ｍ２Ｍ通信では送信／受信間隔が非常に長いトラフィックが多いと予想される。例えば、電気／ガス／水道の使用量の場合には、長い周期で（例えば、１ケ月ごとに）大変少量のデータをやり取りすることが要求される。そのため、無線ＬＡＮシステムでは、一つのＡＰと連携し得るＳＴＡの個数は非常に多くても、１ビーコン周期の間にＡＰからのデータフレームを受信するＳＴＡの個数が非常に少ない場合を効率的に支援する方案が議論されている。
【００７８】
Ｍ２Ｍ、ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｏｆ  Ｔｈｉｎｇｓ）、スマートグリッドなどのアプリケーションを支援するためには、長距離（ｌｏｎｇ  ｒａｎｇｅ）、低電力（ｌｏｗ  ｐｏｗｅｒ）通信が要求される。そのために、１ＧＨｚ以下（Ｓｕｂ  １ＧＨｚ；Ｓ１Ｇ）周波数帯域（例えば、９０２〜９２８ＭＨｚ）で１ＭＨｚ／２ＭＨｚ／４ＭＨｚ／８ＭＨｚ／１６ＭＨｚチャネル帯域幅（ｃｈａｎｎｅｌ  ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）を用いる通信プロトコルを使用することが論議されている。
【００７９】
このように無線ＬＡＮ技術は急速に進化しつつあり、前述の例示に加えて、直接リンクセットアップ、メディアストリーミング性能の改善、高速及び／又は大規模の初期セッションセットアップの支援、拡張された帯域幅及び動作周波数の支援などのための技術が開発されている。
【００８０】
（媒体アクセスメカニズム）
ＩＥＥＥ  ８０２．１１に基づく無線ＬＡＮシステムにおいて、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）の基本アクセスメカニズムは、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）メカニズムである。ＣＳＭＡ／ＣＡメカニズムは、ＩＥＥＥ  ８０２．１１  ＭＡＣの分配調整機能（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ、ＤＣＦ）とも呼ばれるが、基本的に「ｌｉｓｔｅｎ  ｂｅｆｏｒｅ  ｔａｌｋ」アクセスメカニズムを採用している。このような類型のアクセスメカニズムによれば、ＡＰ及び／又はＳＴＡは送信を開始するに先立ち、所定の時間区間（例えば、ＤＩＦＳ（ＤＣＦ  Ｉｎｔｅｒ−Ｆｒａｍｅ  Ｓｐａｃｅ）の間に無線チャネル又は媒体（ｍｅｄｉｕｍ）をセンシング（ｓｅｎｓｉｎｇ）するＣＣＡ（Ｃｌｅａｒ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ）を行うことができる。センシングの結果、媒体が遊休状態（ｉｄｌｅ  ｓｔａｔｕｓ）と判断されると、当該媒体を介してフレーム送信を始める。一方、媒体が占有状態（ｏｃｃｕｐｉｅｄ  ｓｔａｔｕｓ）と感知されると、当該ＡＰ及び／又はＳＴＡは自分の送信を開始せず、媒体アクセスのための遅延期間（例えば、任意バックオフ周期（ｒａｎｄｏｍ  ｂａｃｋｏｆｆ  ｐｅｒｉｏｄ））を設定して待った後、フレーム送信を試みることができる。任意バックオフ周期の適用によって、複数のＳＴＡはそれぞれ異なった時間待った後にフレーム送信を試みると期待され、よって、衝突（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）を最小化することができる。
【００８１】
また、ＩＥＥＥ  ８０２．１１  ＭＡＣプロトコルはＨＣＦ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を提供する。ＨＣＦはＤＣＦとＰＣＦ（Ｐｏｉｎｔ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）に基づく。ＰＣＦは、ポーリング（ｐｏｌｌｉｎｇ）ベースの同期式アクセス方式で、全ての受信ＡＰ及び／又はＳＴＡがデータフレームを受信できるように周期的にポーリングする方式のことをいう。また、ＨＣＦは、ＥＤＣＡ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ａｃｃｅｓｓ）とＨＣＣＡ（ＨＣＦ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ａｃｃｅｓｓ）を有する。ＥＤＣＡは、提供者が複数のユーザにデータフレームを提供するためのアクセス方式を競合ベースとするものであり、ＨＣＣＡは、ポーリングメカニズムを用いた非競合ベースのチャネルアクセス方式を用いるものである。また、ＨＣＦは、ＷＬＡＮのＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）を向上させるための媒体アクセスメカニズムを含み、競合周期（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  Ｐｅｒｉｏｄ；ＣＰ）、非競合周期（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  Ｆｒｅｅ  Ｐｅｒｉｏｄ；ＣＦＰ）のいずれにおいてもＱｏＳデータを送信することができる。
【００８２】
図６は、バックオフ過程を説明するための図である。
【００８３】
図６を参照して任意バックオフ周期に基づく動作について説明する。占有（ｏｃｃｕｐｙ又はｂｕｓｙ）状態だった媒体が遊休（ｉｄｌｅ）状態に変更されると、複数のＳＴＡはデータ（又はフレーム）送信を試みることができる。この時、衝突を最小化するための方案として、ＳＴＡはそれぞれ任意バックオフカウントを選択し、それに該当するバックオフスロット時間だけ待機した後、送信を試みることができる。任意バックオフカウントは、擬似−任意整数（ｐｓｅｕｄｏ−ｒａｎｄｏｍ  ｉｎｔｅｇｅｒ）値を有し、０乃至ＣＷ範囲の値のいずれか一つとして決定することができる。ここで、ＣＷは、競合ウィンドウ（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ  Ｗｉｎｄｏｗ）パラメータ値である。ＣＷパラメータは初期値としてＣＷｍｉｎが与えられるが、送信失敗の場合（例えば、送信されたフレームに対するＡＣＫを受信できなかった場合）に２倍の値を取ることができる。ＣＷパラメータ値がＣＷｍａｘになると、データ送信に成功するまでＣＷｍａｘ値を維持しながらデータ送信を試みることができ、データ送信に成功するとＣＷｍｉｎ値にリセットされる。ＣＷ、ＣＷｍｉｎ及びＣＷｍａｘ値は２ｎ−１（ｎ＝０，１，２，…）に設定することが好ましい。
【００８４】
任意バックオフ過程が始まると、ＳＴＡは、決定されたバックオフカウント値によってバックオフスロットをカウントダウンする間に媒体をモニタし続ける。媒体が占有状態とモニタされるとカウントダウンを止めて待機し、媒体が遊休状態になると残りのカウントダウンを再開する。
【００８５】
図６の例示で、ＳＴＡ３のＭＡＣに、送信するパケットが到達した場合、ＳＴＡ３は、ＤＩＦＳだけ媒体が遊休状態であることを確認し、直ちにフレームを送信することができる。一方、残りのＳＴＡは、媒体が占有（ｂｕｓｙ）状態であることをモニタして待機する。その間にＳＴＡ１、ＳＴＡ２及びＳＴＡ５のそれぞれでも送信するデータが発生することがあり、それぞれのＳＴＡは、媒体が遊休状態とモニタされると、ＤＩＦＳだけ待機した後に、それぞれ選択した任意バックオフカウント値によってバックオフスロットのカウントダウンを行うことができる。図６の例示では、ＳＴＡ２が最も小さいバックオフカウント値を選択し、ＳＴＡ１が最も大きいバックオフカウント値を選択した場合を示す。すなわち、ＳＴＡ２がバックオフカウントを終えてフレーム送信を始める時点でＳＴＡ５の残余バックオフ時間はＳＴＡ１の残余バックオフ時間よりも短い場合を例示する。ＳＴＡ１及びＳＴＡ５は、ＳＴＡ２が媒体を占有する間に暫くカウントダウンを止めて待機する。ＳＴＡ２の占有が終了して媒体が再び遊休状態になると、ＳＴＡ１及びＳＴＡ５はＤＩＦＳだけ待機した後に、中止したバックオフカウントを再開する。すなわち、残余バックオフ時間分の残ったバックオフスロットをカウントダウンした後、フレーム送信を始めることができる。ＳＴＡ５の残余バックオフ時間がＳＴＡ１よりも短いため、ＳＴＡ５がフレーム送信を始めるようになる。一方、ＳＴＡ２が媒体を占有する間にＳＴＡ４でも送信するデータが発生することがある。このとき、ＳＴＡ４の立場では、媒体が遊休状態になるとＤＩＦＳだけ待機した後、自身が選択した任意バックオフカウント値によるカウントダウンを行ってフレーム送信を始めることができる。図６の例示では、ＳＴＡ５の残余バックオフ時間がＳＴＡ４の任意バックオフカウント値と偶然に一致する場合を示し、この場合、ＳＴＡ４とＳＴＡ５間に衝突が発生することがある。衝突が発生する場合はＳＴＡ４、ＳＴＡ５両方ともＡＣＫを受けることができず、データ送信に失敗することになる。この場合、ＳＴＡ４とＳＴＡ５はＣＷ値を２倍に増やした後に任意バックオフカウント値を選択してカウントダウンを行うことができる。一方、ＳＴＡ１は、ＳＴＡ４とＳＴＡ５の送信によって媒体が占有状態である間に待機しているが、媒体が遊休状態になると、ＤＩＦＳだけ待機した後、残余バックオフ時間が経過するとフレーム送信を開始することができる。
【００８６】
（ＳＴＡのセンシング動作）
前述したように、ＣＳＭＡ／ＣＡメカニズムは、ＡＰ及び／又はＳＴＡが媒体を直接センシングする物理的キャリアセンシング（ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｃａｒｒｉｅｒ  ｓｅｎｓｉｎｇ）の他、仮想キャリアセンシング（ｖｉｒｔｕａｌ  ｃａｒｒｉｅｒ  ｓｅｎｓｉｎｇ）も含む。仮想キャリアセンシングは、隠されたノード問題（ｈｉｄｄｅｎ  ｎｏｄｅ  ｐｒｏｂｌｅｍ）などのように媒体アクセスで発生し得る問題を補完するために用いられる。仮想キャリアセンシングのために、無線ＬＡＮシステムのＭＡＣはネットワーク割り当てベクトル（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｖｅｃｔｏｒ；ＮＡＶ）を用いることができる。ＮＡＶは、現在媒体を利用していたり又は利用する権限のあるＡＰ及び／又はＳＴＡが、媒体を使用できる状態になるまで残っている時間を、他のＡＰ及び／又はＳＴＡに知らせる（ｉｎｄｉｃａｔｅ）値である。したがって、ＮＡＶに設定された値は、当該フレームを送信するＡＰ及び／又はＳＴＡによって媒体の利用が予定されている期間に該当し、ＮＡＶ値を受信するＳＴＡは、当該期間において媒体アクセスが禁止される。ＮＡＶは、例えば、フレームのＭＡＣヘッダー（ｈｅａｄｅｒ）の“ｄｕｒａｔｉｏｎ”フィールドの値によって設定することができる。
【００８７】
また、衝突可能性を低減するために堅牢な衝突検出（ｒｏｂｕｓｔ  ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  ｄｅｔｅｃｔ）メカニズムが導入されている。これについて図７及び図８を参照して説明する。実際にキャリアセンシング範囲と送信範囲は同一でないこともあるが、説明の便宜のために両者は同一であると仮定する。
【００８８】
図７は、隠されたノード及び露出されたノードを説明するための図である。
【００８９】
図７（ａ）は、隠されたノードに対する例示であり、ＳＴＡ  ＡとＳＴＡ  Ｂとが通信中にあり、ＳＴＡ  Ｃが送信する情報を持っている場合である。具体的に、ＳＴＡ  ＡがＳＴＡ  Ｂに情報を送信している状況であるにもかかわらず、ＳＴＡ  ＣがＳＴＡ  Ｂにデータを送る前にキャリアセンシングを行う際、媒体が遊休状態にあると判断することがある。これは、ＳＴＡ  Ａの送信（すなわち、媒体占有）をＳＴＡ  Ｃの位置ではセンシングできないことがあるためである。このような場合、ＳＴＡ  ＢはＳＴＡ  ＡとＳＴＡ  Ｃの情報を同時に受け、衝突が発生する。このとき、ＳＴＡ  ＡをＳＴＡ  Ｃの隠されたノードということができる。
【００９０】
図７（ｂ）は、露出されたノード（ｅｘｐｏｓｅｄ  ｎｏｄｅ）に対する例示であり、ＳＴＡ  ＢがＳＴＡ  Ａにデータを送信している状況で、ＳＴＡ  ＣがＳＴＡ  Ｄに送信する情報を持っている場合である。この場合、ＳＴＡ  Ｃがキャリアセンシングを行うと、ＳＴＡ  Ｂの送信によって媒体が占有された状態であると判断することができる。そのため、ＳＴＡ  ＣがＳＴＡ  Ｄに送信する情報を持っていても、媒体占有状態とセンシングされたため、媒体が遊休状態になるまで待たなければならない。しかし、実際にはＳＴＡ  ＡはＳＴＡ  Ｃの送信範囲外にあり、ＳＴＡ  Ｃからの送信とＳＴＡ  Ｂからの送信とがＳＴＡ  Ａの立場では衝突しないこともあるため、ＳＴＡ  ＣはＳＴＡ  Ｂが送信を止めるまで余計に待機したことになる。このとき、ＳＴＡ  ＣをＳＴＡ  Ｂの露出されたノードということができる。
【００９１】
図８は、ＲＴＳとＣＴＳを説明するための図である。
【００９２】
図７のような例示的な状況で衝突回避（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  ｖｏｉｄａｎｃｅ）メカニズムを効率的に利用するために、ＲＴＳ（ｒｅｑｕｅｓｔ  ｔｏ  ｓｅｎｄ）とＣＴＳ（ｃｌｅａｒ  ｔｏ  ｓｅｎｄ）などの短いシグナリングパケット（ｓｈｏｒｔ  ｓｉｇｎａｌｉｎｇ  ｐａｃｋｅｔ）を利用することができる。両ＳＴＡ間のＲＴＳ／ＣＴＳは周囲のＳＴＡがオーバーヒヤリング（ｏｖｅｒｈｅａｒｉｎｇ）できるようにし、この周囲のＳＴＡが上記両ＳＴＡ間の情報送信の有無を考慮するようにすることができる。例えば、データを送信しようとするＳＴＡがデータを受けるＳＴＡにＲＴＳフレームを送信すると、データを受けるＳＴＡはＣＴＳフレームを周囲のＳＴＡに送信することによって、自身がデータを受けることを知らせることができる。
【００９３】
図８（ａ）は、隠されたノード問題を解決する方法に関する例示であり、ＳＴＡ  ＡとＳＴＡ  ＣがいずれもＳＴＡ  Ｂにデータを送信しようとする場合を仮定する。ＳＴＡ  ＡがＲＴＳをＳＴＡ  Ｂに送ると、ＳＴＡ  ＢはＣＴＳを自身の周囲にあるＳＴＡ  Ａ及びＳＴＡ  Ｃの両方に送信する。その結果、ＳＴＡ  ＣはＳＴＡ  ＡとＳＴＡ  Ｂのデータ送信が終わるまで待機し、衝突を避けることができる。
【００９４】
図８（ｂ）は、露出されたノード問題を解決する方法に関する例示であり、ＳＴＡ  ＡとＳＴＡ  Ｂ間のＲＴＳ／ＣＴＳ送信をＳＴＡ  Ｃがオーバーヒヤリングすることによって、ＳＴＡ  Ｃは自身が他のＳＴＡ（例えば、ＳＴＡ  Ｄ）にデータを送信しても衝突が発生しないと判断することができる。すなわち、ＳＴＡ  Ｂは周囲の全ＳＴＡにＲＴＳを送信し、実際に送るデータを持っているＳＴＡ  ＡのみがＣＴＳを送信するようになる。ＳＴＡ  Ｃは、ＲＴＳのみを受信し、ＳＴＡ  ＡのＣＴＳは受信できなかったため、ＳＴＡ  ＡがＳＴＡ  Ｃのキャリアセンシング外にあるということがわかる。
【００９５】
（電力管理）
前述したように、無線ＬＡＮシステムではＳＴＡが送受信を行う前にチャネルセンシングを行わなければならないが、チャネルを常にセンシングすることはＳＴＡの持続的な電力消耗を引き起こす。受信状態での電力消耗は送信状態での電力消耗と大差がないため、受信状態を持続することも、電力の制限された（すなわち、バッテリーによって動作する）ＳＴＡには大きな負担となる。このため、ＳＴＡが持続的にチャネルをセンシングするために受信待機状態を維持すると、無線ＬＡＮ処理率の側面で特別な利点もなく電力を非効率的に消耗することになる。このような問題点を解決するために、無線ＬＡＮシステムではＳＴＡの電力管理（ｐｏｗｅｒ  ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ；ＰＭ）モードを支援する。
【００９６】
ＳＴＡの電力管理モードはアクティブ（ａｃｔｉｖｅ）モード及び省電力（ｐｏｗｅｒ  ｓａｖｅ；ＰＳ）モードに区別される。ＳＴＡは基本的にアクティブモードで動作する。アクティブモードで動作するＳＴＡは、アウェイク状態（ａｗａｋｅ  ｓｔａｔｅ）を維持する。アウェイク状態は、フレーム送受信やチャネルスキャニングなどの正常動作が可能な状態である。一方、ＰＳモードで動作するＳＴＡは、スリープ状態（ｓｌｅｅｐ  ｓｔａｔｅ）（又は、ドーズ（ｄｏｚｅ）状態）とアウェイク状態（ａｗａｋｅ  ｓｔａｔｅ）を切り替えながら動作する。スリープ状態で動作するＳＴＡは、最小限の電力で動作し、フレーム送受信もチャネルスキャニングも行わない。
【００９７】
ＳＴＡがスリープ状態で長く動作するほど電力消耗が減るため、ＳＴＡの動作期間が増加する。しかし、スリープ状態ではフレーム送受信が不可能なため、無条件に長く動作するわけにはいかない。スリープ状態で動作するＳＴＡがＡＰに送信するフレームを有すると、アウェイク状態に切り替わってフレームを送信することができる。一方、ＡＰがＳＴＡに送信するフレームがある場合、スリープ状態のＳＴＡはそれを受信できないことはもとより、受信するフレームが存在するということも把握できない。したがって、ＳＴＡは自身に送信されるフレームが存在するか否かを確認するために（また、存在するならそれを受信するために）、特定周期に従ってアウェイク状態に切り替わる動作が必要であろう。
【００９８】
図９は、電力管理動作を説明するための図である。
【００９９】
図９を参照すると、ＡＰ  ２１０は、一定の周期でビーコンフレーム（ｂｅａｃｏｎ  ｆｒａｍｅ）をＢＳＳ内のＳＴＡに送信する（Ｓ２１１、Ｓ２１２、Ｓ２１３、Ｓ２１４、Ｓ２１５、Ｓ２１６）。ビーコンフレームには、ＴＩＭ（Ｔｒａｆｆｉｃ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ  Ｍａｐ）情報要素（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）が含まれる。ＴＩＭ情報要素は、ＡＰ  ２１０が自身と連携されているＳＴＡに対するバッファされたトラフィックが存在し、フレームを送信することを知らせる情報を含む。ＴＩＭ要素には、ユニキャスト（ｕｎｉｃａｓｔ）フレームを知らせるために用いられるＴＩＭと、マルチキャスト（ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）又はブロードキャスト（ｂｒｏａｄｃａｓｔ）フレームを知らせるために用いられるＤＴＩＭ（ｄｅｌｉｖｅｒｙ  ｔｒａｆｆｉｃ  ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ  ｍａｐ）がある。
【０１００】
ＡＰ  ２１０は、３回のビーコンフレームを送信する度に１回ずつＤＴＩＭを送信することができる。ＳＴＡ１  ２２０及びＳＴＡ２  ２３０はＰＳモードで動作するＳＴＡである。ＳＴＡ１  ２２０及びＳＴＡ２  ２３０は、所定の周期のウェイクアップインターバル（ｗａｋｅｕｐ  ｉｎｔｅｒｖａｌ）ごとにスリープ状態からアウェイク状態に切り替わり、ＡＰ  ２１０によって送信されたＴＩＭ要素を受信できるように設定されてもよい。それぞれのＳＴＡは、自身のローカルクロック（ｌｏｃａｌ  ｃｌｏｃｋ）に基づいてアウェイク状態に切り替わる時点を計算することができ、図９の例示ではＳＴＡのクロックがＡＰのクロックと一致すると仮定する。
【０１０１】
例えば、所定のウェイクアップインターバルは、ＳＴＡ１  ２２０がビーコンインターバルごとにアウェイク状態に切り替わってＴＩＭ要素を受信できるように設定することができる。このため、ＳＴＡ１  ２２０は、ＡＰ  ２１０が最初にビーコンフレームを送信する時（Ｓ２１１）にアウェイク状態に切り替わり得る（Ｓ２２１）。ＳＴＡ１  ２２０は、ビーコンフレームを受信してＴＩＭ要素を取得することができる。取得されたＴＩＭ要素が、ＳＴＡ１  ２２０に送信されるフレームがあることを示すと、ＳＴＡ１  ２２０は、ＡＰ  ２１０にフレーム送信を要請するＰＳ−Ｐｏｌｌ（Ｐｏｗｅｒ  Ｓａｖｅ−Ｐｏｌｌ）フレームをＡＰ  ２１０に送信することができる（Ｓ２２１ａ）。ＡＰ  ２１０は、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームに対応してフレームをＳＴＡ１  ２２０に送信することができる（Ｓ２３１）。フレーム受信を完了したＳＴＡ１  ２２０は再びスリープ状態に切り替わって動作する。
【０１０２】
ＡＰ  ２１０が二番目にビーコンフレームを送信するにあたり、他の装置が媒体にアクセスするなどして媒体が占有された（ｂｕｓｙ  ｍｅｄｉｕｍ）状態であるから、ＡＰ  ２１０は、正確なビーコンインターバルに合わせてビーコンフレームを送信できず、遅延された時点に送信してもよい（Ｓ２１２）。この場合、ＳＴＡ１  ２２０はビーコンインターバルに合わせて動作モードをアウェイク状態に切り替えるが、遅延送信されるビーコンフレームを受信できず、再びスリープ状態に切り替わる（Ｓ２２２）。
【０１０３】
ＡＰ  ２１０が三番目にビーコンフレームを送信する時、当該ビーコンフレームはＤＴＩＭと設定されたＴＩＭ要素を含むことができる。ただし、媒体が占有された（ｂｕｓｙ  ｍｅｄｉｕｍ）状態であるから、ＡＰ  ２１０はビーコンフレームを遅延して送信する（Ｓ２１３）。ＳＴＡ１  ２２０は、ビーコンインターバルに合わせてアウェイク状態に切り替わって動作し、ＡＰ  ２１０によって送信されるビーコンフレームからＤＴＩＭを取得することができる。ＳＴＡ１  ２２０が取得したＤＴＩＭは、ＳＴＡ１  ２２０に送信されるフレームはなく、他のＳＴＡのためのフレームが存在することを示す場合を仮定する。この場合、ＳＴＡ１  ２２０は、自身が受信するフレームがないことを確認し、再びスリープ状態に切り替わって動作することができる。ＡＰ  ２１０はビーコンフレーム送信後にフレームを該当のＳＴＡに送信する（Ｓ２３２）。
【０１０４】
ＡＰ  ２１０は、四番目にビーコンフレームを送信する（Ｓ２１４）。ただし、ＳＴＡ１  ２２０は、その以前の２回にわたるＴＩＭ要素の受信から、自身に対するバッファされたトラフィックが存在するという情報が取得できなかったため、ＴＩＭ要素受信のためのウェイクアップインターバルを調整してもよい。又は、ＡＰ  ２１０によって送信されるビーコンフレームにＳＴＡ１  ２２０のウェイクアップインターバル値を調整するためのシグナリング情報が含まれた場合、ＳＴＡ１  ２２０のウェイクアップインターバル値が調整されてもよい。本例示で、ＳＴＡ１  ２２０はビーコンインターバルごとにＴＩＭ要素受信のために運営状態を切り替えたが、３回のビーコンインターバルごとに１回起床するように運営状態を切り替えるように設定してもよい。したがって、ＳＴＡ１  ２２０は、ＡＰ  ２１０が四番目のビーコンフレームを送信し（Ｓ２１４）、五番目のビーコンフレームを送信する時点に（Ｓ２１５）スリープ状態を維持するため、ＴＩＭ要素を取得することができない。
【０１０５】
ＡＰ  ２１０が六番目にビーコンフレームを送信する時（Ｓ２１６）、ＳＴＡ１  ２２０はアウェイク状態に切り替わって動作し、ビーコンフレームに含まれたＴＩＭ要素を取得することができる（Ｓ２２４）。ＴＩＭ要素は、ブロードキャストフレームが存在することを示すＤＴＩＭであるから、ＳＴＡ１  ２２０はＰＳ−ＰｏｌｌフレームをＡＰ  ２１０に送信することなく、ＡＰ  ２１０によって送信されるブロードキャストフレームを受信することができる（Ｓ２３４）。一方、ＳＴＡ２  ２３０に設定されたウェイクアップインターバルはＳＴＡ１  ２２０に比べて長い周期に設定されてもよい。そのため、ＳＴＡ２  ２３０は、ＡＰ  ２１０が五番目にビーコンフレームを送信する時点（Ｓ２１５）にアウェイク状態に切り替わってＴＩＭ要素を受信することができる（Ｓ２４１）。ＳＴＡ２  ２３０は、ＴＩＭ要素から、自身に送信されるフレームが存在することがわかり、フレーム送信を要請するためにＡＰ  ２１０にＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを送信することができる（Ｓ２４１ａ）。ＡＰ  ２１０は、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームに対応してＳＴＡ２  ２３０にフレームを送信することができる（Ｓ２３３）。
【０１０６】
図９のような省電力モードの運営のためにＴＩＭ要素には、ＳＴＡに送信されるフレームが存在するか否かを示すＴＩＭ、又はブロードキャスト／マルチキャストフレームが存在するか否かを示すＤＴＩＭが含まれる。ＤＴＩＭは、ＴＩＭ要素のフィールド設定によって具現することができる。
【０１０７】
図１０乃至図１２は、ＴＩＭを受信したＳＴＡの動作を詳しく説明するための図である。
【０１０８】
図１０を参照すると、ＳＴＡは、ＡＰからＴＩＭを含むビーコンフレームを受信するためにスリープ状態からアウェイク状態に切り替わり、受信したＴＩＭ要素を解釈して、自身に送信されるバッファされたトラフィックがあることを確認できる。ＳＴＡは、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームの送信のための媒体アクセスのために他のＳＴＡと競合（ｃｏｎｔｅｎｄｉｎｇ）を行った後に、ＡＰにデータフレーム送信を要請するためにＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを送信することができる。ＳＴＡによって送信されたＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを受信したＡＰは、ＳＴＡにフレームを送信することができる。ＳＴＡはデータフレームを受信し、それに対する確認応答（ＡＣＫ）フレームをＡＰに送信することができる。その後、ＳＴＡは再びスリープ状態に切り替わってもよい。
【０１０９】
図１０のように、ＡＰは、ＳＴＡからＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを受信した後、所定の時間（例えば、ＳＩＦＳ（Ｓｈｏｒｔ  Ｉｎｔｅｒ−Ｆｒａｍｅ  Ｓｐａｃｅ））後にデータフレームを送信する即時応答（ｉｍｍｅｄｉａｔｅ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ）方式によって動作することができる。一方、ＡＰがＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを受信した後に、ＳＴＡに送信するデータフレームをＳＩＦＳ時間の間に準備していない場合には、遅延された応答（ｄｅｆｅｒｒｅｄ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ）方式によって動作してもよく、それについて図１１を参照して説明する。
【０１１０】
図１１の例示で、ＳＴＡがスリープ状態からアウェイク状態に切り替わってＡＰからＴＩＭを受信し、競合を経てＰＳ−ＰｏｌｌフレームをＡＰに送信する動作は、図１０の例示と同一である。ＡＰがＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを受信したが、ＳＩＦＳの間にデータフレームを準備していない場合、データフレームを送信する代わりにＡＣＫフレームをＳＴＡに送信してもよい。ＡＰは、ＡＣＫフレーム送信後にデータフレームを準備すると、競合を行った後、データフレームをＳＴＡに送信することができる。ＳＴＡはデータフレームを成功的に受信したことを示すＡＣＫフレームをＡＰに送信する。その後、ＳＴＡは再びスリープ状態に切り替わってもよい。
【０１１１】
図１２は、ＡＰがＤＴＩＭを送信する例示に関するものである。ＳＴＡはＡＰからＤＴＩＭ要素を含むビーコンフレームを受信するためにスリープ状態からアウェイク状態に切り替わってもよい。これらのＳＴＡは、受信したＤＴＩＭから、マルチキャスト／ブロードキャストフレームが送信されることがわかる。ＡＰは、ＤＴＩＭを含むビーコンフレームを送信後に、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームの送受信動作無しで直ちにデータ（すなわち、マルチキャスト／ブロードキャストフレーム）を送信することができる。これらのＳＴＡは、ＤＴＩＭを含むビーコンフレームを受信してから引き続きアウェイク状態を維持しながらデータを受信し、データ受信が完了した後、再びスリープ状態に切り替わってもよい。
【０１１２】
（ＴＩＭ構造）
図９乃至図１２を参照して上述したＴＩＭ（又は、ＤＴＩＭ）プロトコルに基づく省電力モード運営方法において、ＳＴＡは、ＴＩＭ要素に含まれたＳＴＡ識別情報から、自身のために送信されるデータフレームが存在するか否かを確認することができる。ＳＴＡ識別情報は、ＳＴＡとＡＰとの連携（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）時にＳＴＡに割り当てられた識別子であるＡＩＤ（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）に関する情報であってよい。
【０１１３】
ＡＩＤは一つのＢＳＳ内ではそれぞれのＳＴＡに対する固有の（ｕｎｉｑｕｅ）識別子として使われる。一例として、現在無線ＬＡＮシステムにおいてＡＩＤとしては１から２００７までのいずれか一つの値を割り当てることができる。現在定義されている無線ＬＡＮシステムでは、ＡＰ及び／又はＳＴＡが送信するフレームにはＡＩＤのために１４ビットを割り当てることができ、ＡＩＤ値は１６３８３まで割り当てることができるが、２００８〜１６３８３は予備（ｒｅｓｅｒｖｅｄ）値として設定されている。
【０１１４】
既存の定義によるＴＩＭ要素は、一つのＡＰに多数（例えば、２００７個を超える）のＳＴＡが連携されるＭ２Ｍアプリケーションの適用には適していない。既存のＴＩＭ構造をそのまま拡張するとＴＩＭビットマップのサイズが過大となるため、既存のフレームフォーマットでは支援することができず、また、低い伝送レートのアプリケーションを考慮するＭ２Ｍ通信に適していない。また、Ｍ２Ｍ通信では、一つのビーコン周期の間に受信データフレームが存在するＳＴＡの個数は大変少ないと予想される。したがって、このようなＭ２Ｍ通信の適用例を考慮すると、ＴＩＭビットマップのサイズは大きくなるが、大部分のビットが０値を有する場合が多く発生すると予想され、よって、ビットマップを効率的に圧縮する技術が要求される。
【０１１５】
既存のビットマップ圧縮技術として、ビットマップの先頭部分に連続する０を省略し、オフセット（ｏｆｆｓｅｔ）（又は、開始点）値で定義する方案がある。しかし、バッファされたフレームが存在するＳＴＡの個数は少ないが、それぞれのＳＴＡのＡＩＤ値の差が大きい場合には圧縮効率が高くない。例えば、ＡＩＤが１０と２０００の値であるただ２つのＳＴＡに送信するフレームのみがバッファされている場合、圧縮されたビットマップの長さは１９９０であるが、両端を除いてはいずれも０の値を有することになる。一つのＡＰに連携可能なＳＴＡの個数が少ない場合にはビットマップ圧縮の非効率性があまり問題にならないが、ＳＴＡの個数が増加すると、このような非効率性が全体システム性能を阻害する要素になりうる。
【０１１６】
これを解決するための方案として、ＡＩＤを複数のグループに分けてより効果的なデータ送信を行うことを考慮することができる。各グループには、指定されたグループＩＤ（ＧＩＤ）が割り当てられる。このようなグループベースで割り当てられるＡＩＤについて図１３を参照して説明する。
【０１１７】
図１３（ａ）は、グループベースで割り当てられたＡＩＤの一例を示す図である。図１３（ａ）の例示では、ＡＩＤビットマップの先頭部におけるいくつかのビットを、ＧＩＤを示すために用いることができる。例えば、ＡＩＤビットマップにおける先頭の２ビットを用いて４個のＧＩＤを示すことができる。ＡＩＤビットマップの全体長がＮビットである場合、先頭の２ビット（Ｂ１及びＢ２）の値は当該ＡＩＤのＧＩＤを示す。
【０１１８】
図１３（ｂ）は、グループベースで割り当てられたＡＩＤの他の例を示す図である。図１３（ｂ）の例示では、ＡＩＤの位置によってＧＩＤを割り当てることができる。このとき、同一のＧＩＤを使用するＡＩＤはオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）及び長さ（ｌｅｎｇｔｈ）の値で表現することができる。例えば、ＧＩＤ  １がオフセットＡ及び長さＢで表現されると、ビットマップ上でＡ乃至Ａ＋Ｂ−１のＡＩＤがＧＩＤ  １を有するということを意味する。例えば、図１３（ｂ）の例示で、全体１乃至Ｎ４のＡＩＤが４個のグループに分割されると仮定する。この場合、ＧＩＤ  １に属するＡＩＤは１乃至Ｎ１であり、このグループに属するＡＩＤはオフセット１及び長さＮ１で表現することができる。次に、ＧＩＤ  ２に属するＡＩＤをオフセットＮ１＋１及び長さＮ２−Ｎ１＋１で表現することができ、ＧＩＤ  ３に属するＡＩＤをオフセットＮ２＋１及び長さＮ３−Ｎ２＋１で表現することができ、ＧＩＤ  ４に属するＡＩＤをオフセットＮ３＋１及び長さＮ４−Ｎ３＋１で表現することができる。
【０１１９】
このようなグループベースで割り当てられるＡＩＤが導入されると、ＧＩＤによって異なる時間区間にチャネルアクセスを許容できるようにすることによって、多数のＳＴＡに対するＴＩＭ要素不足の問題を解決すると同時に、効率的なデータの送受信を行うことができる。例えば、特定時間区間では特定グループに該当するＳＴＡにのみチャネルアクセスが許容され、残り他のＳＴＡにはチャネルアクセスが制限（ｒｅｓｔｒｉｃｔ）されてもよい。このように特定ＳＴＡにのみアクセスが許容される所定の時間区間を、制限されたアクセスウィンドウ（Ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｗｉｎｄｏｗ；ＲＡＷ）と呼ぶこともできる。
【０１２０】
ＧＩＤによるチャネルアクセスについて図１３（ｃ）を参照して説明する。図１３（ｃ）では、ＡＩＤが３個のグループに分けられている場合、ビーコンインターバルによるチャネルアクセスメカニズムを例示的に示す。一番目のビーコンインターバル（又は、一番目のＲＡＷ）は、ＧＩＤ  １に属するＡＩＤに該当するＳＴＡのチャネルアクセスが許容される区間であり、他のＧＩＤに属するＳＴＡのチャネルアクセスは許容されない。これを具現するために、一番目のビーコンにはＧＩＤ  １に該当するＡＩＤのみのためのＴＩＭ要素が含まれる。二番目のビーコンフレームにはＧＩＤ  ２を有するＡＩＤのみのためのＴＩＭ要素が含まれ、これによって二番目のビーコンインターバル（又は、二番目のＲＡＷ）の間には、ＧＩＤ  ２に属するＡＩＤに該当するＳＴＡのチャネルアクセスのみが許容される。三番目のビーコンフレームには、ＧＩＤ  ３を有するＡＩＤのみのためのＴＩＭ要素が含まれ、これによって三番目のビーコンインターバル（又は、三番目のＲＡＷ）の間には、ＧＩＤ  ３に属するＡＩＤに該当するＳＴＡのチャネルアクセスのみが許容される。四番目のビーコンフレームには再びＧＩＤ  １を有するＡＩＤのみのためのＴＩＭ要素が含まれ、これによって四番目のビーコンインターバル（又は、四番目のＲＡＷ）の間には、ＧＩＤ  １に属するＡＩＤに該当するＳＴＡのチャネルアクセスのみが許容される。続いて、五番目以降のビーコンインターバル（又は、五番目以降のＲＡＷ）のそれぞれにおいても、当該ビーコンフレームに含まれたＴＩＭで示す特定グループに属したＳＴＡのチャネルアクセスのみが許容されてもよい。
【０１２１】
図１３（ｃ）では、ビーコンインターバルによって許容されるＧＩＤの順序が循環的又は周期的である例示を示しているが、これに制限されることはない。すなわち、ＴＩＭ要素に特定ＧＩＤに属するＡＩＤのみを含めることによって、特定時間区間（例えば、特定ＲＡＷ）の間に、これら特定ＡＩＤに該当するＳＴＡのみのチャネルアクセスを許容し、残りのＳＴＡのチャネルアクセスは許容しない方式で動作してもよい。
【０１２２】
前述したようなグループベースＡＩＤ割り当て方式は、ＴＩＭの階層的（ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ）構造と呼ぶこともできる。すなわち、全体ＡＩＤ空間を複数個のブロックに分割し、０以外の値を持つ特定ブロックに該当するＳＴＡ（すなわち、特定グループのＳＴＡ）のチャネルアクセスのみが許容されるようにすることができる。これによって、大きいサイズのＴＩＭを小さいブロック／グループに分割して、ＳＴＡがＴＩＭ情報を維持しやすくし、ＳＴＡのクラス、サービス品質（ＱｏＳ）、又は用途によってブロック／グループが管理しやすくなる。図１３の例示では２−レベルの階層を示しているが、２つ以上のレベルの形態で階層的構造のＴＩＭが構成されてもよい。例えば、全体ＡＩＤ空間を複数個のページ（ｐａｇｅ）グループに分割し、それぞれのページグループを複数個のブロックに区別し、それぞれのブロックを複数個のサブ−ブロックに分割することができる。このような場合、図１３（ａ）の例示の拡張として、ＡＩＤビットマップにおいて先頭のＮ１個のビットはページＩＤ（すなわち、ＰＩＤ）を示し、その次のＮ２個のビットはブロックＩＤを示し、その次のＮ３個のビットはサブ−ブロックＩＤを示し、残りのビットがサブ−ブロック内のＳＴＡビット位置を示す方式で構成されてもよい。
【０１２３】
以下に説明する本発明の例示において、ＳＴＡ（又は、それぞれのＳＴＡに割り当てられたＡＩＤ）を所定の階層的なグループ単位に分割して管理する様々な方式が適用されてもよく、グループベースＡＩＤ割り当て方式が上記の例示に制限されるものではない。
【０１２４】
（フレーム構造）
図１４は、ＩＥＥＥ  ８０２．１１システムで用いられるフレーム構造の一例を説明するための図である。
【０１２５】
ＰＰＤＵ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ  Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＰＬＣＰ）Ｐａｃｋｅｔ  Ｄａｔａ  Ｕｎｉｔ）フレームフォーマットは、ＳＴＦ（Ｓｈｏｒｔ  Ｔｒａｉｎｉｎｇ  Ｆｉｅｌｄ）、ＬＴＦ（Ｌｏｎｇ  Ｔｒａｉｎｉｎｇ  Ｆｉｅｌｄ）、ＳＩＧ（ＳＩＧＮＡＬ）フィールド、及びデータ（Ｄａｔａ）フィールドで構成することができる。最も基本的な（例えば、ｎｏｎ−ＨＴ（Ｈｉｇｈ  Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ））ＰＰＤＵフレームフォーマットは、Ｌ−ＳＴＦ（Ｌｅｇａｃｙ−ＳＴＦ）、Ｌ−ＬＴＦ（Ｌｅｇａｃｙ−ＬＴＦ）、ＳＩＧフィールド及びデータフィールドのみで構成することができる。また、ＰＰＤＵフレームフォーマットの種類（例えば、ＨＴ−ｍｉｘｅｄフォーマットＰＰＤＵ、ＨＴ−ｇｒｅｅｎｆｉｅｌｄフォーマットＰＰＤＵ、ＶＨＴ（Ｖｅｒｙ  Ｈｉｇｈ  Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）ＰＰＤＵなど）によって、ＳＩＧフィールドとデータフィールドとの間に追加の（又は、他の種類の）ＳＴＦ、ＬＴＦ、ＳＩＧフィールドを含めることもできる。
【０１２６】
ＳＴＦは、信号検出、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）、ダイバーシティ選択、精密な時間同期などのための信号であり、ＬＴＦは、チャネル推定、周波数誤差推定などのための信号である。ＳＴＦとＬＴＦを合わせてＰＣＬＰプリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）と称することができ、ＰＬＣＰプリアンブルは、ＯＦＤＭ物理層の同期化及びチャネル推定のための信号ということができる。
【０１２７】
ＳＩＧフィールドは、ＲＡＴＥフィールド及びＬＥＮＧＴＨフィールドなどを含むことができる。ＲＡＴＥフィールドは、データの変調及びコーディングレートに関する情報を含むことができる。ＬＥＮＧＴＨフィールドは、データの長さに関する情報を含むことができる。さらに、ＳＩＧフィールドは、パリティ（ｐａｒｉｔｙ）ビット、ＳＩＧ  ＴＡＩＬビットなどを含むことができる。
【０１２８】
データフィールドは、ＳＥＲＶＩＣＥフィールド、ＰＳＤＵ（ＰＬＣＰ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｄａｔａ  Ｕｎｉｔ）、ＰＰＤＵ  ＴＡＩＬビットを含むことができ、必要時には埋め草ビット（ｐａｄｄｉｎｇ  ｂｉｔ）も含むことができる。ＳＥＲＶＩＣＥフィールドの一部ビットは、受信端らおけるデスクランブラの同期化のために用いることができる。ＰＳＤＵは、ＭＡＣ層で定義されるＭＡＣ  ＰＤＵ（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  Ｄａｔａ  Ｕｎｉｔ）に対応し、上位層で生成／利用されるデータを含むことができる。ＰＰＤＵ  ＴＡＩＬビットは、エンコーダを０状態にリターンするために用いることができる。埋め草ビットは、データフィールドの長さを所定の単位に合わせるために用いることができる。
【０１２９】
ＭＡＣヘッダーは、フレーム制御（Ｆｒａｍｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールド、期間（Ｄｕｒａｔｉｏｎ）／ＩＤフィールド、アドレス（Ａｄｄｒｅｓｓ）フィールドなどを含む。フレーム制御フィールドは、フレーム送信／受信に必要な制御情報を含むことができる。期間／ＩＤフィールドは、当該フレームなどを送信するための時間に設定することができる。ＭＡＣヘッダーのＳｅｑｕｅｎｃｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ、ＱｏＳ  Ｃｏｎｔｒｏｌ、ＨＴ  Ｃｏｎｔｒｏｌサブフィールドの具体的な内容は、ＩＥＥＥ  ８０２．１１−２０１２標準文書を参照すればよい。
【０１３０】
ＭＡＣヘッダーのフレーム制御フィールドは、Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  Ｖｅｒｓｉｏｎ、Ｔｙｐｅ、Ｓｕｂｔｙｐｅ、Ｔｏ  ＤＳ、Ｆｒｏｍ  ＤＳ、Ｍｏｒｅ  Ｆｒａｇｍｅｎｔ、Ｒｅｔｒｙ、Ｐｏｗｅｒ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ、Ｍｏｒｅ  Ｄａｔａ、Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ  Ｆｒａｍｅ、Ｏｒｄｅｒサブフィールドを含むことができる。フレーム制御フィールドのそれぞれのサブフィールドの内容は、ＩＥＥＥ  ８０２．１１−２０１２標準文書を参照すればよい。
【０１３１】
一方、ヌル−データパケット（ＮＤＰ）フレームフォーマットは、データパケットを含まない形態のフレームフォーマットを意味する。すなわち、ＮＤＰフレームは、一般的なＰＰＤＵフォーマットにおいてＰＬＣＰヘッダー部分（すなわち、ＳＴＦ、ＬＴＦ及びＳＩＧフィールド）のみを含み、残り部分（すなわち、データフィールド）は含まないフレームフォーマットを意味する。ＮＤＰフレームは、短い（ｓｈｏｒｔ）フレームフォーマットと呼ぶこともできる。
【０１３２】
（ＡＰＳＤメカニズム）
ＡＰＳＤ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓａｖｅ  Ｄｅｌｉｖｅｒｙ）を支援できるＡＰは、ビーコンフレーム、プローブ応答フレーム、又は連携応答フレーム（又は再連携応答フレーム）などのキャパビリティ情報フィールドにあるＡＰＳＤサブフィールドを用いて、ＡＰＳＤを支援できる旨をシグナルすることができる。ＡＰＳＤを支援できるＳＴＡは、フレームのＦＣフィールドにある電力管理（Ｐｏｗｅｒ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）フィールドを用いて、アクティブモード又はＰＳモードで動作するか否かを示すことができる。
【０１３３】
ＡＰＳＤは、ＰＳ動作中のＳＴＡに下りリンクデータ及びバッファ可能な管理フレームを伝達するためのメカニズムである。ＡＰＳＤを使用しているＰＳモードのＳＴＡによって送信されるフレームのＦＣフィールドにおける電力管理（Ｐｏｗｅｒ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）ビットは１に設定され、これによって、ＡＰにおけるバッファリングをトリガーすることができる。
【０１３４】
ＡＰＳＤは、Ｕ−ＡＰＳＤ（Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ−ＡＰＳＤ）及びＳ−ＡＰＳＤ（Ｓｃｈｅｄｕｌｅｄ−ＡＰＳＤ）の２つの伝達メカニズム（ｄｅｌｉｖｅｒｙ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）として定義される。ＳＴＡは、スケジュールされていないサービス期間（Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｐｅｒｉｏｄ；ＳＰ）にＢＵ（Ｂｕｆｆｅｒａｂｌｅ  Ｕｎｉｔ）の一部又は全部が伝達されるようにするためにＵ−ＡＰＳＤを用いることができる。また、ＳＴＡは、スケジュールされたＳＰにＢＵの一部又は全部が伝達されるようにするためにＳ−ＡＰＳＤを用いることができる。
【０１３５】
Ｕ−ＡＰＳＤメカニズムによれば、Ｕ−ＡＰＳＤ  ＳＰを用いるために、ＳＴＡはＡＰに要請送信期間（ｒｅｑｕｅｓｔｅｄ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｄｕｒａｔｉｏｎ）を知らせることができ、ＡＰは、当該ＳＰにおいてＳＴＡにフレームを送信することができる。Ｕ−ＡＰＳＤメカニズムによれば、ＳＴＡは自身のＳＰを用いてＡＰから一度で複数のＰＳＤＵを受信することができる。
【０１３６】
ＳＴＡはビーコンのＴＩＭ要素から、ＡＰが自身に送ろうとするデータがあることを認知することができる。その後、ＳＴＡが所望の時点でトリガーフレーム（Ｔｒｉｇｇｅｒ  ｆｒａｍｅ）をＡＰに送信することによって、自身のＳＰが始まったことをＡＰに知らせながら、データを送信することをＡＰに要請することができる。ＡＰは、トリガーフレームに対する応答としてＡＣＫを送信することができる。その後、ＡＰは、競合を経てＳＴＡにＲＴＳを送信し、ＳＴＡからＣＴＳフレームを受信すると、ＳＴＡにデータを送信することができる。ここで、ＡＰが送信するデータは、一つ以上のデータフレームで構成されてもよい。ＡＰが最後のデータフレームを送信する時、当該データフレームにおけるＥＯＳＰ（Ｅｎｄ  Ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｐｅｒｉｏｄ）を１に設定してＳＴＡに送信すると、ＳＴＡは、それを認知してＳＰを終了することができる。これによって、ＳＴＡはＡＰに成功的なデータ受信を知らせるＡＣＫを送信することができる。このように、Ｕ−ＡＰＳＤメカニズムによれば、ＳＴＡは、自身が所望する時に自身のＳＰを開始してデータを受信でき、且つ一つのＳＰにおいて複数のデータフレームを受信でき、結果としてより効率的なデータの受信が可能となる。
【０１３７】
Ｕ−ＡＰＳＤを用いるＳＴＡは、干渉によって、サービス区間でＡＰによって送信されたフレームを受信できないことがある。たとえＡＰは干渉を感知することはできなくても、ＳＴＡがフレームを正確に受信できなかったと決定することはできる。Ｕ−ＡＰＳＤ共存キャパビリティ（ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅ  ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）を用いて、ＳＴＡは要請送信期間（ｒｅｑｕｅｓｔｅｄ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｄｕｒａｔｉｏｎ）をＡＰに知らせ、これをＵ−ＡＰＳＤのためのＳＰとして用いることができる。ＡＰはＳＰにフレームを送信することができ、これによって、ＳＴＡが干渉を受ける状況でフレームを受信できる可能性を向上させることができる。また、Ｕ−ＡＰＳＤは、ＳＰにおいてＡＰが送信したフレームが成功的に受信されない可能性を減らすことができる。
【０１３８】
ＳＴＡは、Ｕ−ＡＰＳＤ共存要素（Ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅ  ｅｌｅｍｅｎｔ）を含むＡＤＤＴＳ（Ａｄｄ  Ｔｒａｆｆｉｃ  Ｓｔｒｅａｍ）要請フレームをＡＰに送信することができる。Ｕ−ＡＰＳＤ共存要素は、要請されたＳＰに対する情報を含むことができる。
【０１３９】
ＡＰは、要請されたＳＰに対して処理し、ＡＤＤＴＳ要請フレームに対する応答としてＡＤＤＴＳ応答フレームを送信することができる。ＡＤＤＴＳ要請フレームには状態コードが含まれてもよい。状態コードは、上記の要請されたＳＰに対する応答情報を示すことができる。状態コードは、要請されたＳＰに対して許容するか否かを示すことができ、要請されたＳＰに対して拒絶する場合、拒絶の理由をさらに示してもよい。
【０１４０】
要請されたＳＰがＡＰによって許容された場合、ＡＰは、ＳＰにおいてフレームをＳＴＡに送信することができる。ＳＰの持続時間は、ＡＤＤＴＳ要請フレームに含まれたＵ−ＡＰＳＤ共存要素によって特定されてもよい。ＳＰの開始は、ＳＴＡがＡＰにトリガーフレーム（ｔｒｉｇｇｅｒ  ｆｒａｍｅ）を送信してこれをＡＰが正常に受信した時点であってもよい。
【０１４１】
ＳＴＡは、Ｕ−ＡＰＳＤ  ＳＰが満了すると、スリープ状態（又は、ドーズ状態）に進入することができる。
【０１４２】
（低電力ＳＴＡのためのフレーム交換方案）
小さいエネルギー供給源（ｅｎｅｒｇｙ  ｓｕｐｐｌｙ）（例えば、コインセル（ｃｏｉｎ−ｃｅｌｌ）バッテリー）から電力を得るＳＴＡは、送受信動作を特定時間インターバルにのみ行うように制限（ｌｉｍｉｔｅｄ）されてもよい。このようなＳＴＡを、低電力（ｌｏｗ  ｐｏｗｅｒ）ＳＴＡ又はエネルギー制限された（ｅｎｅｒｇｙ  ｌｉｍｉｔｅｄ）ＳＴＡと呼ぶことができる。
【０１４３】
エネルギー制限されたＳＴＡは、送受信のためにアウェイク状態を維持できる時間が制限されてもよい。エネルギー制限されたＳＡＴがアウェイク状態を維持できる最大時間長を、最大アウェイク時間（ｍａｘｉｍｕｍ  ａｗａｋｅ  ｔｉｍｅ）と呼ぶ。この最大アウェイク時間内にフレーム交換シーケンス（ｆｒａｍｅ  ｅｘｃｈａｎｇｅ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ）（例えば、ＳＴＡがＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを送信、（ＡＰがＡＣＫフレームを送信）、ＡＰがデータフレームを送信、ＳＴＡがＡＣＫフレームを送信する過程からなるシーケンス）が完了する必要がある。仮に、あるＳＴＡの通信相手が、当該ＳＴＡがエネルギー制限されたＳＴＡであることを認知できない場合、フレーム交換シーケンスの進行中にＳＴＡがアウェイク状態を維持できない問題が発生することもある。
【０１４４】
このような問題を解決するために、本発明では、ＳＴＡが自身の最大アウェイク時間に関する情報をＡＰに伝達することを提案する。例えば、ＳＴＡがＡＰに送信するプローブ要請フレーム、連携要請フレーム、再−連携要請フレームなどに、当該ＳＴＡの最大アウェイク時間に関する情報を含めることができる。
【０１４５】
ＳＴＡの最大アウェイク時間を受信したＡＰが該ＳＴＡの最大アウェイク時間を適用する基準となるイベントは、次のように設定することができる。
【０１４６】
省電力（ＰＳ）モードで動作するＳＴＡに送信されるデータが発生する場合、ＡＰは上記データをバッファに保管し（ＡＰのバッファに保管されたフレームをＢＵ（Ｂｕｆｆｅｒａｂｌｅ  Ｕｎｉｔ）と呼ぶ。）、上記ＳＴＡから上記ＢＵの送信を要請するフレーム（例えば、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム）を待つ。ＡＰは、上記要請フレーム（例えば、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム）を受信すると、その時点に上記ＳＴＡがアウェイク状態に切り替わったと見なすことができる。すなわち、ＡＰは、ＳＴＡからＰＳ−Ｐｏｌｌなどの要請フレームを受信する時点から最大アウェイク時間にＢＵを上記ＳＴＡに送信することができる。
【０１４７】
図１５は、最大アウェイク時間が適用される場合の一例を説明するための図である。
【０１４８】
図１５の例示では、ＰＳモードで動作するＳＴＡがドーズ状態からアウェイク状態に切り替わった後、バックオフ過程を行い、バックオフタイマーが０に到達すると、ＰＳ−ＰｏｌｌフレームをＡＰに送信することを示している。
【０１４９】
ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを受信したＡＰは、当該ＳＴＡのためにバッファされたフレーム（例えば、データフレーム）を送信することができる。図１５の例示では、ＡＰがＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを受信するとすぐに（ｉｍｍｅｄｉａｔｅｌｙ）（例えば、ＳＩＦＳ時間後に）データフレームを送信する場合を示しているが、ＡＰがＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを受信すると、ＡＣＫフレームをＳＴＡに送信し、その後、バックオフ過程を経てデータフレームをＳＴＡに送信する場合も含む。
【０１５０】
フレームを受信してそれを正しくデコードしたＳＴＡは、ＡＣＫフレームをＡＰに送信することができる。ＡＰがＡＣＫフレームを受信すると、フレーム交換シーケンスが終了する。これで、フレーム交換シーケンスを最大アウェイク時間内に正しく行うことができる。
【０１５１】
図１６は、最大アウェイク時間が適用される場合の他の例を説明するための図である。
【０１５２】
図１６の例示で、ＳＴＡがドーズ状態からアウェイク状態に切り替わった後、バックオフ過程を経てＰＳ−ＰｏｌｌフレームをＡＰに送信することができる。ＳＴＡからＰＳ−Ｐｏｌｌを受信したＡＰは、当該ＳＴＡのためにバッファされたフレーム（例えば、データフレーム）を送信してもよく、ＡＣＫをまず送信し、バックオフを経てデータフレームを送信してもよい。
【０１５３】
ここで、ＳＴＡがＡＰから受信したフレームのデコーディングにエラーが発生しうる。この場合、ＳＴＡはＡＰにＡＣＫフレームを送信しない。ＳＴＡにデータフレームを送信したＡＰは、当該ＳＴＡからＡＣＫフレームの応答を受けない場合、ＡＰは、エクスポネンシャル（ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ）バックオフ過程（例えば、競合ウィンドウサイズを２倍に増やしたバックオフ過程）を行うことができる。バックオフタイマーが０に到達すると、ＡＰはデータフレームを当該ＳＴＡに送信（すなわち、再送信）することができる。
【０１５４】
図１６の例示では、このようなデータ再送信などによって、フレーム交換シーケンスがＳＴＡの最大アウェイク時間を越える場合を示している。このように動作する場合、再送信されたデータは、ＳＴＡが正しく受信を完了できず、ＳＴＡはＡＣＫフレームも送信できない。仮に、ＡＰがデータフレームをＳＴＡの最大アウェイク時間を考慮せずに送信するようになっている場合には、ＡＰにとっては、ＳＴＡが正しく受信することもできないデータフレームの再送信を試みることとなるため、リソースの浪費につながる。また、仮にデータフレームの送信失敗によってデータフレームがＡＰで廃棄（ｄｉｓｃａｒｄ）又はドロップ（ｄｒｏｐ）されると、ＳＴＡは当該データフレームを結局は受信できなくなる。
【０１５５】
このような問題を解決するために、次のような動作を提案する。
【０１５６】
ＡＰがＳＴＡの最大アウェイク時間にフレーム交換シーケンスを完了（ｃｏｍｐｌｅｔｅ）できない場合には、ＡＰは、当該ＳＴＡに向かう下りリンクＢＵ伝達を中断することができる。また、ＡＰがＳＴＡの最大アウェイク時間にフレーム交換シーケンスを完了できない場合には、ＡＰがバックオフ過程中（又は、送信中）であれば、競合パラメータ（例えば、競合ウィンドウ（ＣＷ）パラメータなど）を全て初期化することができる。例えば、競合ウィンドウ（ＣＷ）はＣＷｍｉｎ値に初期化し、再送信カウントは０に初期化することができる。
【０１５７】
また、ＳＴＡの最大アウェイク時間に対する制限によってＡＰが現在進行中の送信を中断する場合、ＡＰは、送信しようとしたフレームをドロップしない。ＳＴＡがＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを再び送信した場合（例えば、最大アウェイク時間が過ぎてドーズ状態に切り替わったＳＴＡが、再びアウェイクしてＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを送信した場合）、ＡＰは、送信を中断したフレームを当該ＳＴＡに再び送信することを試みることができる。
【０１５８】
図１７は、最大アウェイク時間が適用される場合において本発明の提案による動作を説明するための図である。
【０１５９】
図１７の例示で、ＳＴＡ１がドーズ状態からアウェイク状態に切り替わった後、バックオフ過程を経てＰＳ−ＰｏｌｌフレームをＡＰに送信することができる。ＳＴＡ１からＰＳ−Ｐｏｌｌを受信したＡＰは、ＳＴＡ１のためにバッファされたフレーム（例えば、データフレーム）を送信してもよく、ＡＣＫをまず送信し、バックオフを経てデータフレームを送信してもよい。
【０１６０】
ＳＴＡ１がＡＰから受信したフレームのデコーディングにエラーが発生する場合がある。この場合、ＳＴＡ１はＡＰにＡＣＫフレームを送信しない。ＳＴＡ１にデータフレームを送信したＡＰが、ＳＴＡ１からＡＣＫフレームを受信できない場合、ＡＰは、ＳＴＡの最大アウェイク時間を考慮してその時間内にデータフレームの再送信を完了できるか否か決定する。図１７の例示のようにＳＴＡの最大アウェイク時間内にデータフレームの再送信を完了できない場合には、ＡＰはＳＴＡ１へのデータフレームの再送信を行わない。すなわち、ＡＰは、現在のバックオフ過程を中断し、他のＳＴＡにフレームを送信するために新しいバックオフ過程を作動させる（ｉｎｖｏｋｅ）ことができる。
【０１６１】
図１７の例示では、ＡＰがＳＴＡ１への現在進行中の送信を中断し、ＳＴＡ２へのデータフレーム送信のための新しいバックオフ過程を作動させる場合を示す。
【０１６２】
一方、ＳＴＡ１の最大アウェイク時間に対する制限によってＳＴＡ１へのデータフレーム送信のためのバックオフ過程は中断したが、当該フレームをドロップせず、ＳＴＡ１が再びＰＳ−ＰｏｌｌフレームをＡＰに送信した場合にそれに応答してＳＴＡ１に送信することができる。
【０１６３】
前述した本発明の例示では、ＳＴＡの最大アウェイク時間の制限によるＡＰの動作について説明したが、ＳＴＡも類似の原理によって動作することができる。
【０１６４】
ＰＳモードで動作するＳＴＡがアウェイク状態でＰＳ−ＰｏｌｌフレームをＡＰに送信するためにバックオフ過程を行うが、キャリアセンシングによって又はオーバーヒヤリング（ｏｖｅｒｈｅａｒｉｎｇ）されるフレームによって当該ＳＴＡの残余バッテリーが減る。仮にバックオフ過程を行う際、自身の残余バッテリーではフレーム交換シーケンスを最大アウェイク時間内に完了できないと予想されると、ＳＴＡは、現在進行中の送信のためのバックオフ過程を中断する。これと共に、ＳＴＡが現在進行中の送信のためのバックオフ過程で使用した競合パラメータは全て初期化される。ＳＴＡは、最大アウェイク時間内にフレーム交換シーケンスを行うに十分な残余バッテリーを有する場合（例えば、バッテリーが再び充填された場合）、再び新しいバックオフ過程を作動させることができる。
【０１６５】
（ＳＴＡのタイミング同期化方案）
低電力ＳＴＡ又はエネルギー制限されたＳＴＡは、電力消耗を最小化するために正常（ｎｏｒｍａｌ）ＳＴＡに比べて長いスリープ周期（ｓｌｅｅｐ  ｐｅｒｉｏｄ）を有することができる。このようなＳＴＡをロングスリーパー（ｌｏｎｇ  ｓｌｅｅｐｅｒ）ＳＴＡと呼ぶことができる。
【０１６６】
ＳＴＡのスリープ周期が長いと、ＡＰとＳＴＡ間の時間同期（Ｔｉｍｉｎｇ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）が取れない問題が発生する確率が高まる。
【０１６７】
例えば、ＳＴＡのＴＳＦ（Ｔｉｍｅ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）タイマーの正確度が＋／−０．０１％である場合を仮定すると、ＳＴＡが１０００ｓｅｃのスリープ周期を有する場合、ＳＴＡのＴＳＦタイマー誤差は＋／−１００ｍｓｅｃとなる。
【０１６８】
ＡＰのビーコンインターバルが１００ｍｓｅｃだとすれば、ＳＴＡのＴＳＦタイマー誤差がビーコンインターバルよりも大きい場合が発生し、このような環境では、ＴＩＭベースのＰＳモードＳＴＡが動作するうえで問題が発生しうる。例えば、ＰＳモードで動作するＳＴＡの主な目的は、ＳＴＡの電力消耗を最小化することにあるが、当該ＳＴＡの時間同期が取れない場合には、ＳＴＡがビーコンフレームを受信できると予想してドーズ状態からアウェイク状態に切り替わった時点でビーコンフレームが受信されない可能性が高い。最悪の場合には、ビーコンフレームを受信するために、１つのビーコンインターバルに相当する時間ずっとＳＴＡがアウェイク状態を維持しなければならない。このように、時間同期が取れないと、ＳＴＡの電力消耗が増加する問題が発生する。
【０１６９】
このような問題を解決するために、本発明では次のような動作を提案する。
【０１７０】
低電力ＳＴＡとしては、例えば、センサー、メーターなどの機能を果たす低費用装置を仮定することができる。これらのＳＴＡは、ＴＳＦタイマーの正確度が低く、バッテリー容量も少ない場合が殆どである。このような低電力ＳＴＡがビーコンフレームのＴＩＭ要素によってウェイクアップするか否かを決定することは、前述したように電力消耗を減らすという側面では効率的でないため、ビーコンを受信せず（このような動作モードをｎｏｎ−ＴＩＭモードと呼ぶ。）、その代わりにＡＰに対する要請／応答フレーム（例えば、ポーリングフレームの送信及びそれに対する応答フレームの受信）を用いて、ウェイクアップに関する情報（例えば、ＴＳＦタイマー）を同期化するようにすることがより効率的である。
【０１７１】
例えば、ＳＴＡは、自身のためのＢＵがＡＰにバッファされているかを問い合わせするために、ドーズ状態から任意の時間にアウェイク状態（又は、アクティブ状態）に切り替わってＰＳ−ＰｏｌｌフレームをＡＰに送信することができる（これをアクティブポーリング方式と呼ぶことができる。）。このようなＰＳ−Ｐｏｌｌフレームは、ＡＰのビーコンインターバルに関係なく任意の時間に送信され、ＳＴＡは、ＣＳＭＡ／ＣＡバックオフメカニズムを用いてＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを送信する。
【０１７２】
このようにＳＴＡによって送信されたＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを受信したＡＰは、当該ＳＴＡに送信されるＢＵがバッファされているか否かを知らせるために、ＡＣＫフレームを当該ＳＴＡに送信することができる。
【０１７３】
図１８は、本発明の一例によるＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム及びＡＣＫフレームの例示的なフォーマットを示す図である。
【０１７４】
図１８（ａ）には、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームの例示的なフォーマットを示す。
【０１７５】
ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームのフレーム制御フィールド及びＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ  Ｃｈｅｃｋ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）については、図１４の説明を参照することができる。
【０１７６】
ＰＳ−ＰｏｌｌフレームのＡＩＤフィールドは、ＰＳ−Ｐｏｌｌを送信するＳＴＡにＡＰから割り当てられたＡＩＤ値に設定することができる。ＲＡフィールドは、受信者アドレス（Ｒｅｃｅｉｖｅｒ  Ａｄｄｒｅｓｓ）であり、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームの場合にはＳＴＡからＡＰに送信されるため、ＲＡフィールドは、ＡＰのＭＡＣアドレス、すなわち、ＢＳＳＩＤ値に設定される。ＴＡフィールドは、送信者アドレス（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ  Ａｄｄｒｅｓｓ）であり、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを送信するＳＴＡのＭＡＣアドレス値に設定される。
【０１７７】
図１８（ｂ）には、ＡＣＫフレームの例示的なフォーマットを示す。
【０１７８】
ＡＣＫフレームのフレーム制御フィールドは、ＭＤ（Ｍｏｒｅ  Ｄａｔａ）サブフィールドを含む。
【０１７９】
仮にＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを送信したＳＴＡに送信されるＢＵがない場合、ＡＣＫフレームにおいてフレーム制御フィールドのＭＤ（Ｍｏｒｅ  Ｄａｔａ）サブフィールドの値は、０に設定することができる。仮に当該ＳＴＡに送信されるＢＵがあると、ＡＣＫフレームにおいてフレーム制御フィールドのＭＤサブフィールドの値は、１に設定することができる。
【０１８０】
その他のＡＣＫフレームのフレーム制御フィールド及びＦＣＳについては、図１４の説明を参照することができる。
【０１８１】
ＡＣＫフレームにおいてデューレーション（Ｄｕｒａｔｉｏｎ）フィールドは、ＡＣＫフレームを受信するサードパーティーＳＴＡ（３ｒｄ  ｐａｒｔｙ  ＳＴＡ）（すなわち、ＡＣＫフレームのあて先ＳＴＡ以外のＳＴＡ）のＮＡＶ設定のためのものであり、ＡＣＫフレーム以降に保護されるべき後続フレームの送信時間を含む値に設定することができる。
【０１８２】
ＡＣＫフレームにおいてＲＡフィールドは、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームの送信ＳＴＡのＭＡＣアドレス値に設定される。
【０１８３】
仮に、ＡＰがＳＴＡのＴＳＦタイマーに対する同期化を希望する場合には、ＡＣＫフレームは、図１８（ｃ）のようなフレーム形態で送信することができる。本発明で提案する事項は、ＡＰがＳＴＡに送信するＡＣＫフレームに、ＴＳＦタイマーに関する情報が含まれるということである。すなわち、図１８（ｃ）の例示的なフレームフォーマットは、本発明で提案するＡＣＫフレームフォーマットの一例に過ぎず、本発明で提案するＡＣＫフレームフォーマットは必ずしも図１８（ｃ）のような制御ラッパー（ｃｏｎｔｒｏｌ  ｗｒａｐｐｅｒ）フレームフォーマットに制限されない。
【０１８４】
図１８（ｃ）のような制御ラッパーフレームは、他の制御フレーム（例えば、ＲＴＳフレーム、ＣＴＳフレーム、ＡＣＫフレームなど）に付加的な情報を併せて送るために用いることができる。本発明では、図１８（ｃ）のようなフレームを、拡張された（ｅｘｔｅｎｄｅｄ）ＡＣＫフレームと称する。
【０１８５】
拡張されたＡＣＫフレームのフレーム制御フィールド及びＦＣＳについては、図１４の説明を参照することができる。
【０１８６】
拡張されたＡＣＫフレームのデューレーションフィールドは、当該フレームを受信したサードパーティーＳＴＡのＮＡＶ設定のためのものであり、拡張されたＡＣＫフレーム以降に保護されるべき後続フレームの送信時間を含む値に設定することができる。
【０１８７】
拡張されたＡＣＫフレームにおけるＡｄｄｒｅｓｓ１フィールドは、当該フレームの受信ＳＴＡのアドレス値に設定することができる。
【０１８８】
拡張されたＡＣＫフレームにおける、伴うフレーム制御フィールド（Ｃａｒｒｉｅｄ  Ｆｒａｍｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）は、拡張されたＡＣＫフレームによってカプセル化（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）して送信される制御フレーム（例えば、ＡＣＫフレーム）のフレーム制御フィールドと同一に設定される。
【０１８９】
拡張されたＡＣＫフレームのＴＳＦタイマーフィールドは、当該フレームを受信するＳＴＡのＴＳＦタイマーを同期化するための目的で、拡張されたＡＣＫフレームを送信する装置（例えば、ＡＰ）のＴＳＦタイマーの一部を含む。ＴＳＦタイマーの一部は、例えば、ＴＳＦタイマーの下位の４バイト（例えば、４ＬＳＢｓ（Ｌｅａｓｔ  Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ  Ｂｙｔｅｓ））に該当してもよい。これを部分タイムスタンプ（ｐａｒｔｉａｌ  ｔｉｍｅｓｔａｍｐ）情報と呼ぶこともできる。ＡＰがＴＳＦタイマーの一部のみを提供してもＳＴＡのＴＳＦタイマーを修正することはでき、よって、シグナリングオーバーヘッドを減らすためにＴＳＦタイマーの一部のみを提供することが好ましい。例えば、ＡＰとＳＴＡのＴＳＦタイマー値に誤差が発生するとしても、ＴＳＦタイマーの上位バイト（ＭＳＢ（Ｍｏｓｔ  Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ  Ｂｙｔｅ））まで変わる程度に大きく誤差が発生する場合は稀である。このため、ＴＳＦタイマー値の一部（例えば、一部のＬＳＢ）のみを提供することによって、シグナリングオーバーヘッドも減らし、ＴＳＦタイマーの誤差も正確に同期化できるようになる。
【０１９０】
拡張されたＡＣＫフレームにおける伴うフレーム（Ｃａｒｒｉｅｄ  Ｆｒａｍｅ）フィールドは、拡張されたＡＣＫフレームによってカプセル化して送信される制御フレーム（例えば、ＡＣＫフレーム）のフレーム制御フィールド以外のフィールドと同一に設定される。
【０１９１】
図１８（ｃ）のような拡張されたＡＣＫフレームを用いたロングスリーパーＳＴＡのＴＳＦタイマー同期化は、次のような例示によって行うことができる。
【０１９２】
例えば、１０分以上スリープ状態にあったロングスリーパーＳＴＡがウェイクアップすると、ビーコンを聴取することなく、ＡＰにＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを送信することができる。これを受信したＡＰは、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームに応答してＡＣＫフレーム（又は、拡張されたＡＣＫフレーム）を当該ＳＴＡに送信することができる。
【０１９３】
仮にＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを受信したＡＰが、ロングスリーパーＳＴＡのＴＳＦタイマーを自身のＴＳＦタイマーと同期化する必要があると判断する場合、ＡＰは、ＴＳＦタイマーに関する情報（例えば、ＡＰのＴＳＦタイマーの下位バイトの一部）を含むＡＣＫフレーム（例えば、図１８（ｃ）の拡張されたＡＣＫフレーム）を用いてＳＴＡに応答することができる。
【０１９４】
ＡＰからＡＰのＴＳＦタイマー（又は、ＡＰのＴＳＦタイマーの一部）に関する情報を受信したＳＴＡは、自身のＴＳＦタイマーをＡＰのＴＳＦタイマー情報に合わせて訂正することができる。
【０１９５】
ここで、ＡＰが拡張されたＡＣＫフレームを用いてＴＳＦタイマーの同期化を行うことは、ロングスリーパーＳＴＡがＡＰにＴＳＦタイマーに関する情報を提供することを直接要請することに応答するものであってもよい。そのために、ロングスリーパーＳＴＡが送信するＰＳ−Ｐｏｌｌフレームの特定ビット（例えば、フレーム制御フィールドのオーダー（ｏｒｄｅｒ）ビット）が特定値（例えば、１）に設定される場合、これは、当該ＳＴＡがＡＰにＴＳＦタイマーに関する情報提供を要請する旨を示すことができる。仮に、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームの上記特定ビットが０に設定される場合には、当該ＳＴＡがＡＰにＴＳＦタイマーに関する情報提供を要請しないことを意味する。
【０１９６】
図１９は、本発明の一実施例に係る方法を説明するための図である。
【０１９７】
段階Ｓ１９１０で、ＳＴＡはＡＰに最大アウェイク時間情報を送信することができる。最大アウェイク時間情報は、プローブ要請フレーム、連携要請フレーム又は再連携要請フレームのいずれかを用いて送信することができる。
【０１９８】
段階Ｓ１９２０で、ＡＰは、ＳＴＡとのフレーム交換がＳＴＡの最大アウェイク時間内に完了できると予想されるか、或いは、ＳＴＡとのフレーム交換が最大アウェイク時間を超えると予想されるかを決定することができる。ここで、最大アウェイク時間は、上記ＡＰが上記ＳＴＡからＰＳ−Ｐｏｌｌフレームなどを受信した時点から始まるという仮定の下に、最大アウェイク時間内にフレーム交換が完了するか否かを決定することができる。
【０１９９】
段階Ｓ１９２０の結果がＹＥＳであれば、段階Ｓ１９３０でフレーム交換を行う。
【０２００】
段階Ｓ１９２０の結果がＮＯであれば、段階Ｓ１９４０を行う。段階Ｓ１９４０で、ＡＰは、現在進行中のフレーム交換又はバックオフ過程を中止（ｓｔｏｐ）し、新しい送信のための新しいバックオフ過程を作動させる（ｉｎｖｏｋｅ）。ここで、バックオフパラメータ（例えば、競合パラメータ）は初期化されてもよい。
【０２０１】
一方、段階Ｓ１９３０でフレーム交換が行われる場合、このフレーム交換は、ＳＴＡからＡＰへのＰＳ−Ｐｏｌｌフレームの送信、ＡＰからＳＴＡへのＡＣＫフレームの送信、ＡＰからＳＴＡへのデータフレームの送信などを含むことができる。
【０２０２】
段階Ｓ１９５０で、ＳＴＡはＡＰにＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを送信することができる。ここで、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームの特定ビットを用いて、ＳＴＡがＡＰのＴＳＦタイマー情報を要請（又は、ＴＳＦタイマー同期化を要請）することを示す（ｉｎｄｉｃａｔｅ）ことができる。
【０２０３】
段階Ｓ１９６０で、ＡＰは、ＰＳ−Ｐｏｌｌに応答してＡＣＫフレーム（又は、拡張されたＡＣＫフレーム）をＳＴＡに送信することができる。ここで、ＡＣＫフレーム（又は、拡張されたＡＣＫフレーム）はＡＰのＴＳＦタイマー情報を含むことができる。特に、ＴＳＦタイマー情報はＴＳＦタイマー情報の一部（例えば、下位のいくつかのバイト）のみを含んでもよい。
【０２０４】
また、段階Ｓ１９５０及び段階Ｓ１９６０の動作は、最大アウェイク時間内に行われることに制限されず、ウェイクアップしたＳＴＡがビーコンを聴取することなくポーリングメッセージを送信する方式（すなわち、アクティブポーリング方式）に適用されてもよい。
【０２０５】
図１９で説明する例示的な方法は、説明の簡明さのために動作のシリーズで表現されているが、これは、段階が行われる順序を制限するためのものではなく、必要な場合には、それぞれの段階が同時に又は異なる順序で行われてもよい。また、本発明で提案する方法を具現する上で図１９に例示の全段階が必ずしも必要なわけではない。
【０２０６】
また、図１９で例示する方法において、前述した本発明の様々な実施例で説明した事項が独立して適用されたり、又は２つ以上の実施例が同時に適用されるように具現することができる。
【０２０７】
図２０は、本発明の一実施例に係る無線装置の構成を示すブロック図である。
【０２０８】
ＡＰ  １０は、プロセッサ１１、メモリ１２、送受信器１３を備えることができる。ＳＴＡ  ２０は、プロセッサ２１、メモリ２２、送受信器２３を備えることができる。送受信器１３，２３は、無線信号を送信／受信することができ、例えば、ＩＥＥＥ  ８０２システムに基づく物理層を具現することができる。プロセッサ１１，２１は、送受信器１３，２３と接続してＩＥＥＥ  ８０２システムに基づく物理層及び／又はＭＡＣ層を具現することができる。プロセッサ１１，２１は、前述した本発明の様々な実施例に係る動作を行うように構成されてもよい。また、前述した本発明の様々な実施例に係る動作を具現するモジュールをメモリ１２，２２に記憶させ、プロセッサ１１，２１によって実行されるようにすることができる。メモリ１２，２２は、プロセッサ１１，２１の内部に設けられたり又はプロセッサ１１，２１の外部に設けられ、プロセッサ１１，２１と公知の手段によって接続されるようにすることができる。
【０２０９】
図２０のＡＰ  １０は、ＳＴＡ  ２０とのフレーム交換を行うように設定されてもよい。プロセッサ１１は、送受信器１３がＳＴＡ  ２０から最大アウェイク時間に関する情報を受信するように制御することができる。また、プロセッサ１１は、上記フレーム交換が上記最大アウェイク時間内に完了可能であると予想される場合、上記フレーム交換を行うように設定されてもよい。また、プロセッサ１１は、上記フレーム交換が上記最大アウェイク時間を超えると予想される場合、上記フレーム交換を中止し、新しいバックオフ過程を行うように設定されてもよい。
【０２１０】
また、図２０のＡＰ  １０は、ＳＴＡ  ２０とのＴＳＦタイマー同期化を行うように設定されてもよい。プロセッサ１１は、送受信器１３がＳＴＡ  ２０からＴＳＦタイマーの一部に関する情報を要請することを示す情報を含むＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを受信するように制御することができる。また、プロセッサ１１は、送受信器１３がＳＴＡ  ２０にＴＳＦタイマーの一部に関する情報をＡＣＫフレーム（又は、拡張されたＡＣＫフレーム）によって送信するように制御することができる。
【０２１１】
一方、図２０のＳＴＡ  ２０は、ＡＰ  １０とのフレーム交換を行うように設定されてもよい。プロセッサ２１は、送受信器２３がＡＰ  １０に最大アウェイク時間に関する情報を送信するように制御することができる。これによって、上記フレーム交換が上記最大アウェイク時間内に完了可能であると予想される場合、上記フレーム交換が行われてもよい。又は、上記フレーム交換が上記最大アウェイク時間を超えると予想される場合、上記フレーム交換が中止され、新しいバックオフ過程が行われてもよい。
【０２１２】
また、図２０のＳＴＡ  ２０は、ＡＰ  １０とのＴＳＦタイマー同期化を行うように設定されてもよい。プロセッサ２１は、送受信器２３がＡＰ  １０にＴＳＦタイマーの一部に関する情報を要請することを示す情報を含むＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを送信するように制御することができる。また、プロセッサ２１は、送受信器２３がＡＰ  １０からＴＳＦタイマーの一部に関する情報をＡＣＫフレーム（又は、拡張されたＡＣＫフレーム）によって受信するように制御することができる。
【０２１３】
図２０のＡＰ  １０及びＳＴＡ  ２０の具体的な構成は、前述した本発明の様々な実施例で説明した事項が独立して適用されたり、又は２つ以上の実施例が同時に適用されるように具現されてもよく、重複する内容については明確性のために説明を省略する。
【０２１４】
上述した本発明の実施例は、様々な手段を用いて具現することができる。例えば、本発明の実施例は、ハードウェア、ファームウェア（ｆｉｒｍｗａｒｅ）、ソフトウェア又はそれらの結合などによって具現することができる。
【０２１５】
ハードウェアによる具現の場合、本発明の実施例に係る方法は、一つ又はそれ以上のＡＳＩＣｓ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、ＤＳＰｓ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）、ＤＳＰＤｓ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＰＬＤｓ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＦＰＧＡｓ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙｓ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどによって具現することができる。
【０２１６】
ファームウェアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の実施例に係る方法は、以上で説明した機能又は動作を実行するモジュール、手順又は関数などの形態として具現することができる。ソフトウェアコードは、メモリユニットに記憶してプロセッサによって駆動することができる。メモリユニットは、プロセッサの内部又は外部に設けられ、既に公知の様々な手段によってプロセッサとデータを授受することができる。
【０２１７】
以上、開示された本発明の好適な実施の形態に関する詳細な説明は、当業者が本発明を具現し実施できるように提供された。上記では、本発明の好適な実施の形態を参照して説明したが、当該技術の分野における熟練した当業者にとっては、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を様々に修正及び変更させることができるということは明らかである。したがって、本発明は、ここに開示された実施の形態に制限されるものではなく、ここに開示された原理及び新規な特徴と一致する最も広い範囲を与えるためのものである。
【産業上の利用可能性】
【０２１８】
上述したような本発明の様々な実施の形態は、ＩＥＥＥ８０２．１１システムを中心に説明したが、様々な移動通信システムに同様の方式で適用可能である。
【図７（ａ）】
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【図７（ｂ）】
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【図８（ａ）】
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【図８（ｂ）】
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【図１７】
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【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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【図１６】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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