JP2006521758A - 単一媒体アクセス制御及び物理層の複数のチャネルを予約するための機構 - Google Patents

Abstract

無線ローカルエリアネットワーク内で、レガシー局とさらに高い帯域幅の信号を送信できる局の間の共存を可能にするための方法及び装置が開示される。一例となる実施形態は、２つまたは３つ以上の共有通信チャネルの組み合わせ上でさらに高い帯域幅の信号を送受できるトランシーバと、局がそれによってさらに高い帯域幅の信号を送信する前に漸次チャネルを予約する拡張（強化された）媒体アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルを利用する。

Description

本発明は、概して電気通信に関し、さらに詳細には無線ローカルエリアネットワークに関する。

＜関連出願の相互参照＞
本願は、参照することにより本書に組み込まれる「単一媒体アクセス制御の複数のチャネル及び物理層を予約するための機構（Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｆｏｒ Ｒｅｓｅｒｖｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｃｈａｎｎｅｌｓ ｏｆ ａ Ｓｉｎｇｌｅ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ）」（代理人整理番号６８０−０７４ｕｓ）と題される２００３年３月２６日に出願された米国仮出願、出願番号第６０／４５７，６７５号の利点を主張する。

図１は、図示されるように相互接続される、アクセスポイント１０１、Ｍが正の整数である局１０２−１から１０２−Ｍ、及び共有通信チャネル１０３とを備える従来の技術における例示的な無線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１００の概略図を描いている。ｉが集合｛１，２，．．．Ｍ｝の要素である各局１０２−ｉは、アクセスポイント１０１を介してローカルエリアネットワーク１００の他の局に無線信号を送信し、他の局から無線信号を受信するノートパソコン、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、タブレットＰＣ等などの装置である。

アクセスポイント１０１及び局１０２−１から１０２−Ｍは、フレームと呼ばれるデータブロックを共有通信チャネル１０３上で送信し、これにより２つまたは３つ以上の局（あるいは１つのアクセスポイントと１つの局）が同時にフレームを送信すると、１つまたは複数のフレームが破損（し、その結果衝突（collision））することがある。したがって、通常、ローカルエリアネットワークは、局が１つまたは複数のフレームを送信するためにある時間の間、共有通信チャネル１０３に対する独占的なアクセスを確実に獲得できるようにする、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルを利用する。

電気電子学会（ＩＥＥＥ）８０２．１１規格に基づく無線ローカルエリアネットワークでは、ＭＡＣプロトコルは、局またはアクセスポイントが、共有通信チャネル１０３がビジーであるのか、あるいはアイドル状態であるのかを検出できるキャリヤ検知多重アクセス（ＣＳＭＡ）機構に基づいている。共有通信チャネル１０３がビジーである場合、局またはアクセスポイントは、信号を送信しようと試みる前に、チャネルがアイドル状態になるまで待機する。

電気通信網でデータレートの増大を達成するための一般的な技術は、信号を送受するためにさらに多くのスペクトルを使用することである。したがって、局とアクセスポイントは、２つまたは３つ以上の共有通信チャネルの組み合わせでさらに高い帯域幅（即ち「ワイド」）信号を送受信することによって無線ローカルエリアネットワークでさらに高いデータレートで通信できる。このような局およびアクセスポイントは以後、本明細書中、それぞれ「拡張局」および「拡張アクセスポイント」と呼ばれる。

しかしながら、拡張局と拡張アクセスポイントを配備する上での主要な障害は、レガシー（旧来の）局の設置されている巨大な基盤である。特に、拡張局の新しく幅広い波形は、レガシー局に認識されない可能性がある。その結果、レガシー局は共有通信チャネルを誤ってアイドル状態と識別し、チャネル上で信号を送信し、その結果衝突を起こす可能性がある。したがって、レガシー局の動作に、あるいは拡張局の動作に悪影響を及ぼさずにローカルエリアネットワーク内のレガシー局と共存できる拡張局と拡張アクセスポイントに対するニーズがある。（レガシーアクセスポイントは拡張局のワイド信号を処理できないため、拡張局とレガシーアクセスポイントが共存するには拡張局が「レガシーモード」で動作することが必要となるであろう）。

本発明は、さらに高い帯域幅の信号を送信することができ、ローカルエリアネットワークでレガシー局と共存できる拡張無線局である。特に、一例となる実施形態は、
（ｉ）トランシーバであって、
（ａ）２つまたは３つ以上の共有通信チャネルの組み合わせでワイド信号を、および、
（ｂ）任意の単一の共有通信チャネル上でレガシー帯域幅信号を、
送受信できるトランシーバと、
（ｉｉ）拡張された（enhanced）媒体アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルと、
を利用する。拡張局のトランシーバと拡張ＭＡＣプロトコルは、拡張局とレガシー局の両方ともをサポートする拡張アクセスポイントでも使用される。

拡張ＭＡＣプロトコルは、共有通信チャネルのそれぞれの上で拡張局と、
（ｉ）別の拡張局、
（ｉｉ）拡張アクセスポイント、
（ｉｉｉ）レガシー局、
との間の衝突を回避する。レガシー局の媒体アクセス制御は変更されないまま残っているため、２つまたは３つ以上のレガシー局間の衝突は従来の技術におけるように回避される。

一例となる実施形態は、電気電子学会（ＩＥＥＥ）８０２．１１無線網との関連で開示される。ただし、他の規格及びプロトコルに基づいたネットワークのために本発明の実施形態をどのようにして製造し、使用するのかは当業者には明らかになるであろう。

一例となる実施形態は、第１の共有通信チャネル上で第１のメッセージを受信するための受信機であって、該第１のメッセージが（ｉ）第１の共有通信チャネルが予約されている旨の通知と、（ｉｉ）第２の共有通信チャネルの以後の予約に関連する第１の時間間隔と、（ｉｉｉ）第１の共有通信チャネルと第２の共有通信チャネルの組み合わせで第１の信号を送信することに関連し、第１の時間間隔の後になる第２の時間間隔とを含む、受信機と、第１の時間間隔内で、第１の共有通信チャネル上だけで第２の信号を送信するための送信機とを備える。

図２は、本発明の一例となる実施形態によるローカルエリアネットワーク２００の概略図を描いている。ローカルエリアネットワーク２００は、図示されるように相互接続される、レガシー局１０２−１から１０２−Ｍ、Ｎが正の整数である拡張局２０２−１から２０２−Ｎ、拡張アクセスポイント２０１、及びＫが１より大きい正の整数である共有通信チャネル２０３−１から２０３−Ｋを備える。

ｉが集合｛１，２，．．．Ｎ｝の要素である各拡張局２０２−ｉは、共有通信チャネル２０３−１から２０３−Ｋのいずれか１つでレガシー帯域幅の信号を送受できる。さらに、拡張局２０２−ｉは、共有通信チャネル２０３−１から２０３−Ｋの２つまたは３つ以上の少なくとも１つの組み合わせでさらに高い帯域幅の信号を送受できる。下記に、図５から図８に関して説明されるように、拡張局２０２−ｉは、レガシー帯域幅信号またはさらに高い帯域幅の信号のいずれかを送信する前に、拡張ＭＡＣプロトコルを介して適切な共有通信チャネル（複数の場合がある）２０３へのアクセスを獲得する。

レガシー局１０２−１から１０２−Ｍは、従来の技術に従って共有通信チャネル２０３−１でレガシー帯域幅信号を送受する。

拡張アクセスポイント２０１は、拡張局２０２−１から２０２−Ｎのように、共有通信チャネル２０３−１から２０３−Ｋの内のどれか１つでレガシー帯域幅信号を送受するだけではなく、共有通信チャネル２０３−１から２０３−Ｋの２つまたは３つ以上の少なくとも１つの組み合わせ上でさらに高い帯域幅の信号も送受することができる。下記に、図５から図８に関して説明されるように、アクセスポイント２０１は、拡張局２０２−１から２０２−Ｎのように、レガシー帯域幅信号とさらに高い帯域幅の信号を送信するための適切な共有通信チャネル（複数の場合がある）へのアクセスを獲得するために拡張ＭＡＣプロトコルを利用する。

当業者により理解されるように、いくつかの実施形態では、共有通信チャネル２０３−１から２０３−Ｋは、周波数ごと、タイムスロットごと等で編成されうる。

図３は、本発明の一例となる実施形態に従って拡張局２０２−ｉの主要な構成要素のブロック図を描いている。拡張局２０２−１は、図示されるように相互接続される受信機３０１、プロセッサ３０２、メモリ３０３、及び送信機３０４を備える。

受信機３０１は、周知の様式で（ｉ）共有通信チャネル２０３−１から２０３−Ｋのいずれか１つでレガシー帯域幅信号を、及び（ｉｉ）共有通信チャネル２０３−１から２０３−Ｋの２つまたは３つ以上の、少なくとも１つの組み合わせ上でさらに高い帯域幅の信号を受信することができる回路である。他のいくつかの実施形態で受信機３０１が多くのチャネル上でさらに高い帯域幅の信号を受信できる可能性がある一方、受信機３０１が２つのチャネルの組み合わせでさらに高い帯域幅の信号を受信できる可能性があるにすぎない実施形態もありうる。同様に、受信機３０１が、Ｌ≦Ｋであって、Ｌ個またはさらに少ないチャネルの組み合わせでさらに高い帯域幅信号を受信しうる実施形態もあるが、他のいくつかの実施形態では、受信機３０１は正確にＬ個のチャネルの組み合わせでのみさらに高い帯域幅の信号を受信しうる。さらに、受信機３０１がチャネルの特定の固定された組み合わせでのみ信号を受信しうる実施形態もあるが、他のいくつかの実施形態では、受信機３０１は様々な組み合わせに適応しうる（例えばさまざまな周波数に同調可能である等）。当業者によって理解されるように、受信機３０１が隣接チャネル組み合わせ（例えば、隣接周波数、隣接タイムスロット等）上でのみさらに高い帯域幅信号を受信しうる実施形態もあるが、他のいくつかの実施形態では、受信機３０１は隣接するチャネル組み合わせまたは隣接しないチャネル組み合わせの両方でさらに高い帯域幅の信号を受信しうる。受信機３０１をどのようにして製造し、使用するのかが当業者に明らかになるであろう。

プロセッサ３０２は、メモリ３０３に記憶される命令を実行し、メモリ３０３の中からデータを読み取り、メモリ３０３の中に書き込み、後述の、図５から図７に関して説明されるタスクを実行することができる汎用プロセッサである。本発明のいくつかの代替的実施形態では、プロセッサ３０２が特定用途プロセッサ（例えば、ネットワークプロセッサ等）でありうる。どちらの場合でも、プロセッサ３０２をどのようにして製造し、使用するのかは、本開示を読んだ後に当業者に明らかになるであろう。

メモリ３０３は、技術で周知のように、プロセッサ３０２によって使用されるプログラムとデータを記憶することができ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、ディスクドライブ等の任意の組み合わせでありうる。メモリ３０３をどのようにして製造し、使用するのかは、本開示を読んだ後には当業者に明らかになるであろう。

送信機３０４は、周知の様式で、（ｉ）共有通信チャネル２０３−１から２０３−Ｋのどれか１つでレガシー帯域幅信号を、及び（ｉｉ）共有通信チャネル２０３−１から２０３−Ｋの２つまたは３つ以上の、少なくとも１つの組み合わせでさらに高い帯域幅の信号を送信できる回路である。送信機３０４が２つのチャネルの組み合わせでのみさらに高い帯域幅の信号を送信しうる実施形態もあるが、他のいくつかの実施形態では、送信機３０４は多くのチャネルでさらに高い帯域幅の信号を送信しうる。同様に、送信機３０４が、Ｌ≦Ｋであって、Ｌ個またはさらに少ないチャネルの組み合わせでさらに高い帯域幅の信号を送信しうる実施形態もあるが、他のいくつかの実施形態では、送信機３０４は正確にＬ個のチャネルの組み合わせでのみさらに高い帯域幅の信号を送信しうる。さらに、送信機３０４がある特定の固定されたチャネルの組み合わせでのみ信号を送信しうる実施形態もあるが、他のいくつかの実施形態では送信機３０４は様々な組み合わせに適応しうる（例えば、さまざまな周波数に同調可能である等）。当業者により理解されるように、送信機３０４が隣接するチャネル組み合わせ（例えば、隣接する周波数、隣接するタイムスロット等）でのみさらに高い帯域幅の信号を送信しうる実施形態もあるが、他のいくつかの実施形態では、送信機３０４は隣接するチャネル組み合わせと隣接しないチャネル組み合わせの両方でさらに高い帯域幅信号を送信しうる。送信機３０４をどのようにして製造し、使用するのかは当業者に明らかになるであろう。

図４は、本発明の一例となる実施形態に従った拡張アクセスポイント２０１の主要な構成要素のブロック図を描いている。拡張アクセスポイント２０１は、図示されるように相互に接続される、受信機４０１、プロセッサ４０２、メモリ４０３及び送信機４０４を備える。

受信機４０１は、周知の様式で、（ｉ）共有通信チャネル２０３−１から２０３−Ｋのどれか１つでレガシー帯域幅信号を、及び（ｉｉ）共有通信チャネル２０３−１から２０３−Ｋの２つまたは３つ以上の少なくとも１つの組み合わせでさらに高い帯域幅信号を受信できる回路である。受信機４０１が２つのチャネルの組み合わせでのみさらに高い帯域幅の信号を受信しうる実施形態もあるが、他のいくつかの実施形態では、受信機４０１は多くのチャネル上でさらに高い帯域幅の信号を受信しうる。同様に、受信機４０１は、Ｌ≦Ｋであって、Ｌ個またはさらに少ないチャネルの組み合わせでさらに高い帯域幅の信号を受信しうる実施形態もあるが、他のいくつかの実施形態では、受信機４０１は正確にＬ個のチャネルの組み合わせでのみさらに高い帯域幅の信号を受信しうる。さらに、受信機４０１がチャネルのある特定の固定された組み合わせでのみ信号を受信しうる実施形態もあるが、他のいくつかの実施形態では、受信機４０１が様々な組み合わせに適応しうる（例えば、さまざまな周波数に同調可能である等）。当業者によって理解されるように、受信機４０１が隣接するチャネル組み合わせ（例えば、隣接する周波数、隣接するタイムスロット等）でのみさらに高い帯域幅の信号を受信しうる実施形態もあるが、他のいくつかの実施形態では、受信機４０１は隣接するチャネル組み合わせと隣接しないチャネル組み合わせの両方でさらに高い帯域幅信号を受信しうる。受信機４０１をどのようにして製造し、使用するのかが当業者に明らかになるであろう。

プロセッサ４０２は、メモリ４０３に記憶される命令を実行し、メモリ４０３からデータを読み取り、メモリ４０３の中にデータを書き込み、後述する、図５から図７に関して後述されるタスクを実行することができる汎用プロセッサである。本発明のいくつかの代替的実施形態では、プロセッサ４０２は特定用途プロセッサ（例えば、ネットワークプロセッサ等）でありうる。どちらの場合でも、プロセッサ４０２をどのようにして製造し、使用するのかは、本開示を読んだ後当業者に明らかになるであろう。

メモリ４０３は、技術で周知のようにプロセッサ４０２によって使用されるプログラムとデータを記憶することができ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、ディスクドライブ当の任意の組み合わせでありうる。メモリ４０３をどのようにして製造し、使用するのかは、本明細書を読んだ後当業者に明らかになるであろう。

送信機４０４は、周知の様式で、（ｉ）共有通信チャネル２０３−１から２０３−Ｋの任意の１つでレガシー帯域幅信号を、及び（ｉｉ）共有通信チャネル２０３−１から２０３−Ｋの２つまたは３つ以上の、少なくとも１つの組み合わせでさらに高い帯域幅の信号を送信できる回路である。送信機４０４が２つのチャネルの組み合わせでのみさらに高い帯域幅の信号を送信しうる実施形態もあるが、他のいくつかの実施形態では、送信機４０４は多くのチャネルでさらに高い帯域幅の信号を送信しうる。同様に、送信機４０４が、Ｌ≦Ｋであって、Ｌ個またはそれより少ないチャネルの組み合わせでのみさらに高い帯域幅の信号を送信しうる実施形態もあるが、他のいくつかの実施形態では、送信機４０４は正確にＬ個のチャネルの組み合わせでのみさらに高い帯域幅の信号を送信しうる。さらに、送信機４０４がある特定の固定されたチャネルの組み合わせでのみ信号を送信しうる実施形態もあるが、他のいくつかの実施形態では、送信機４０４は様々な組み合わせに適応しうる（例えばさまざまな周波数に同調可能である等）。当業者によって理解されるように、送信機４０４が隣接するチャネル組み合わせ（例えば隣接する周波数、隣接するタイムスロット等）でのみさらに高い帯域幅の信号を送信しうる実施形態もあるが、他のいくつかの実施形態では、送信機４０４は隣接するチャネル組み合わせと隣接しないチャネル組み合わせの両方でさらに高い帯域幅信号を送信しうる。送信機４０４をどのようにして製造し、使用するのかは当業者に明らかになるであろう。

図５は、一例となる実施形態の拡張媒体アクセス制御による拡張局２０２−ｉの伝送のための第１の例示的なタイミング図を描いている。拡張媒体アクセス制御に従って、複数の共有通信チャネルでワイド信号を送信することを希望する拡張局（または拡張アクセスポイント２０１）は、まずチャネルのそれぞれを予約しなければならない。これは、チャネルのそれぞれで「予約メッセージ」を順次送信することによって達成される。

予約メッセージは、チャネルの予約がいつアクティブになるのかを示す「予約オフセット」と、いったん予約がアクティブになってからの予約の持続時間を示す「予約持続時間」を含む。一例となる実施形態では、予約メッセージのフォーマットはＩＥＥＥ８０２．１１「送信要求」（ＲＴＳ）メッセージと同じであり、それによりレガシー局は予約メッセージを認識できる。予約メッセージを作成するためには、ＲＴＳメッセージに以下の変更が加えられる。
・ＲＴＳメッセージの中で受信機アドレスを含む「ａｄｄｒｅｓｓ１」フィールドは、予約メッセージを送信する拡張局またはアクセスポイントのＭＡＣアドレスに設定される。
・ＲＴＳメッセージの中で送信機アドレスを含む「ａｄｄｒｅｓｓ２」フィールドには、
・予約オフセットと、
・予約持続時間と、
・メッセージが予約メッセージであり、ＲＴＳメッセージではないことを示す予約フラグと、
・自己に対する受信準備完了（ＣＴＳ−ｔｏ−ｓｅｌｆ）フラグ（後述される）と、
が符号化される。
・ＲＴＳメッセージの中でネットワークアロケーションベクトル（ＮＡＶ）を含む「ｄｕｒａｔｉｏｎ」フィールドは、予約オフセットと予約持続時間の合計に設定される。

拡張局２０２−ｉは、共有通信チャネル２０３−１と２０３−２の組み合わせでワイド信号を送信する前に、まず予約メッセージ５０１をチャネル２０３−１で送信する。予約メッセージ５０１は、図５に図で描かれている予約オフセット５１１と予約持続時間５１２を含む。

レガシー局１０２−１から１０２−Ｍは、チャネル２０３−１でメッセージ５０１を受信し、予約オフセット５１１と予約持続時間５１２の合計に等しいメッセージ５０１のｄｕｒａｔｉｏｎフィールドに基づいて、レガシー媒体アクセス制御に従って予約持続時間５１２の完了後までチャネル２０３−１で送信するのを控える。拡張局２０２（２０２−ｉ以外の）とアクセスポイント２０１もチャネル２０３−１でメッセージ５０１を受信し、その結果、予約持続時間５１２の間チャネル２０３−１で送信するのを控える。

以下に、図６から図８に関して説明されるように、拡張局２０２（２０２−ｉ以外の）およびアクセスポイント２０１が予約オフセット５１１の間にチャネル２０３−１で送信するのを許可されている。しかしながら、この例では、２０２−ｉ以外の拡張局２０２には伝送のために待ち行列に入れられたレガシー帯域幅信号も、さらに高い帯域幅の信号もないため、（ｉ）予約オフセット５１１の間チャネル２０３−１で送信を試行しない、または（ｉｉ）主要な期間中チャネル２０３−２でまったく送信を試行しないかのどちらかである。

図５に図示されるように、共有通信チャネル２０３−１でメッセージ５０１を送信した後、拡張局２０２−ｉは共有通信チャネル２０３−２で予約メッセージ５０２を送信する。予約メッセージ５０２は、図５に描かれているように、予約オフセット５２１と予約持続時間５１２（即ちメッセージ５０１内でと同じ持続時間）を含む。

２０２−ｉ以外の拡張局２０２およびアクセスポイント２０１はメッセージ５０２を受信し、その結果、予約持続時間５１２の間チャネル２０３−２で送信するのを控える。（前述されたように、この特定の例では２０２−ｉ以外の拡張局２０２とアクセスポイント２０１には、いずれにせよ予約持続時間５１２の間送信すべき信号がない）。予約メッセージ５０２は、該メッセージがチャネル２０３−２で送信されるため、レガシー局１０２−１から１０２−Ｍによって受信されない。

拡張局２０２−ｉは、次に周知の様式で、予約持続時間５１２の間共有通信チャネル２０３−１と２０３−２の組み合わせでワイド信号５０５を送信する。この例では、拡張局２０２−ｉは、予約持続時間５１２全体の間ワイド信号５０５を送信する。しかしながら一例となる実施形態によれば、拡張局２０２−ｉは、以下に、図８に関して説明されるように予約持続時間５１２の一部の間だけワイド信号５０５を送信することもできる。

当業者に明らかになるように、一例となる実施形態によれば、図５の例示的なタイミング図は、拡張局２０２−ｉだけではなくアクセスポイント２０１にも適用される。さらに、（下記の図６から図８の例だけではなく）図５の例も共有通信チャネル２０３−１と２０３−２に基づいているが、これは単に解説のためにすぎず、従って他の共有通信チャネルにも同様に適用できる。３つ以上のチャネルを占有する信号を処理するために拡張媒体アクセス制御をどのようにして拡張するのかも、本明細書を読んだ後には当業者に明らかになるであろう。

図６は、一例となる実施形態の拡張媒体アクセス制御による拡張局２０２−ｉと２０２−ｊの伝送のための第２の例示的なタイミング図を描いている。拡張局２０２−ｉは、共有通信チャネル２０３−１と２０３−２の組み合わせでワイド信号を送信する前に、まずチャネル２０３−１で予約メッセージ６０１を送信する。予約メッセージ６０１は、図６に描かれている予約オフセット６１１と予約持続時間６１２を含む。

レガシー局１０２−１から１０２−Ｍはチャネル２０３−１でメッセージ６０１を受信し、予約オフセット６１１と予約持続時間６１２の合計に等しいメッセージ６０１のｄｕｒａｔｉｏｎフィールドに基づいて、レガシー媒体アクセス制御に従って予約持続時間６１２の完了後までチャネル２０３−１で送信を控える。（局２０２−ｊを含む）２０２−ｉ以外の拡張局２０２とアクセスポイント２０１もチャネル２０３−１でメッセージ６０１を受信し、その結果、予約持続時間６１２の間チャネル２０３−１で送信するのを控える。

前記の例と対照的に、拡張局２０２−ｊには送信すべきレガシー帯域幅データがあり、その結果、共有通信チャネル２０３−１へのアクセスを競争し、チャネルへのアクセスを獲得すると、予約オフセット６１１の間にチャネルでデータメッセージ６０６を送信する。このように、拡張媒体アクセス制御は、拡張局が競争し、予約オフセット時間間隔の間、予約されたチャネルでレガシー帯域幅データを送信できるようにすることによって、スループットの増加を実現できる。

共有通信チャネル２０３−１でメッセージ６０１を送信した後、拡張局２０２−ｉは共有通信チャネル２０３−２で予約メッセージ６０２を送信する。予約メッセージ６０２は、図６に図で描かれている、予約オフセット６２１と予約持続時間６１２（即ちメッセージ６０１内でと同じ持続期間）を含む。

２０２−ｉ以外の拡張局２０２とアクセスポイント２０１はメッセージ６０２を受信し、その結果、予約持続時間６１２の間、チャネル２０３−２で送信するのを控える。予約メッセージ６０２は、該メッセージがチャネル２０３−２で送信されるため、レガシー局１０２−１から１０２−Ｍによって受信されない。

次に、拡張局２０２−ｉは、周知の様式で、予約持続時間６１２の間共有通信チャネル２０３−１と２０３−２の組み合わせでワイド信号６０５を送信する。

図７は、一例となる実施形態の拡張媒体アクセス制御による拡張局２０２−ｉと２０２−ｊの伝送のための第３の例示的なタイミング図を描いている。後述されるように、図７の例は、２０２−ｉ以外の拡張局が、別の拡張局によってすでに予約されているチャネルの予約オフセットの間に「デイジーチェーン（daisy chained）」予約メッセージを送信するのを許可される、さらに積極的な媒体アクセス制御手法を描いている。

拡張局２０２−ｉは、共有通信チャネル２０３−１と２０３−２の組み合わせでワイド信号を送信する前に、まずチャネル２０３−１で予約メッセージ７０１を送信する。予約メッセージ７０１は、図７に描かれている予約オフセット７１１と予約持続時間７１２を含む。

レガシー局１０２−１から１０２−Ｍはチャネル２０３−１でメッセージ７０１を受信し、予約オフセット７１１と予約持続時間７１２の合計に等しいメッセージ７０１のｄｕｒａｔｉｏｎフィールドに基づき、レガシー媒体アクセス制御に従って予約持続時間７１２の完了後までチャネル２０３−１で送信するのを控える。２０２−ｉ以外の拡張局２０２（２０２−ｊを含む）とアクセスポイント２０１もチャネル２０３−１でメッセージ７０１を受信し、その結果、図６の例でのように予約持続時間７１２の間チャネル２０３−１で送信するのを控える。

共有通信チャネル２０３−１でメッセージ７０１を送信した後、拡張局２０２−ｉは共有通信チャネル２０３−２上で予約メッセージ７０２を送信する。予約メッセージ７０２は、図７に図で描かれている予約オフセット７２１と予約持続時間７１２（即ちメッセージ７０１内でと同じ持続時間）を含む。

２０２−ｉ以外の拡張局２０２（局２０２−ｊを含む）とアクセスポイント２０１はチャネル２０３−２でメッセージ７０２を受信し、その結果、予約持続時間７１２の間チャネル２０３−２で送信するのを控える。予約メッセージ７０２は、該メッセージがチャネル２０３−２で送信されるためレガシー局１０２−１から１０２−Ｍによっては受信されない。

拡張局２０２−ｉが共有通信チャネル２０３−２で予約メッセージ７０２を送信する間、やはり共有通信チャネル２０３−１と２０３−２の組み合わせでワイド信号を送信することを希望する拡張局２０２−ｊは、従って、予約オフセット７１１の間に共有通信チャネル２０３−１で予約メッセージ７０３を送信する。（図６の例でのように、拡張局２０２−ｊはチャネルで送信する前に共有通信チャネル２０３−１に対する競争に勝たなければならない）。予約メッセージ７０３は、（ｉ）予約持続時間７１２の最後まで、あるいはそれを超過して延びる予約オフセット７３１と、（ｉｉ）予約持続時間７３２を含む。

レガシー局は共有通信チャネル２０３−１でメッセージ７０３を受信し、その結果、予約持続時間７３２の最後までその沈黙時間（送信を控える時間）を延ばす。２０２−ｊを除く拡張局（局２０２−ｉを含む）と拡張アクセスポイント２０１も予約メッセージ７０３を受信し、その結果、予約持続時間７３２の間チャネル２０３−１で送信するのを控える。

共有通信チャネル２０３−１で予約メッセージ７０３を送信した後、拡張局２０２−ｊは、やはり予約オフセット７１１時間間隔内に共有通信チャネル２０３−２で予約メッセージ７０４を送信する。予約メッセージ７０４は、（ｉ）予約オフセット７３１のように予約持続時間７１２の最後まで延びる予約オフセット７４１と、（ｉｉ）予約持続時間７３２（即ちメッセージ７０３でと同じ持続時間）を含む。２０２−ｊ以外の拡張局（局２０２−ｉを含む）と拡張アクセスポイント２０１は、予約メッセージ７０４を受信し、その結果、予約持続時間７３２の間チャネル２０３−２で送信するのを控える。

次に拡張局２０２−ｉは、予約持続時間７１２の間共有通信チャネル２０３−１と２０３−２の組み合わせでワイド信号７０５を送信し、局２０２−ｊはその後予約持続時間７３２の間に共有通信チャネル２０３−１と２０３−２の組み合わせでワイド信号７０６を送信する。

図８は、一例となる実施形態の拡張媒体アクセス制御による２つの拡張局２０２−ｉと２０２−ｊの伝送のための第４の例示的なタイミング図を描いている。図８の例は、前記に、図７に関して開示された予約「デイジーチェーン」機構の変形例を描いている。

拡張局２０２−ｉは、共有通信チャネル２０３−１と２０３−２の組み合わせでワイド信号を送信する前に、まずチャネル２０３−１上で予約メッセージ８０１を送信する。予約メッセージ８０１は図８に描かれている予約オフセット８１１と予約持続時間８１２を含む。

レガシー局１０２−１から１０２−Ｍは、チャネル２０３−１でメッセージ８０１を受信し、予約オフセット８１１と予約持続期間８１２の合計に等しいメッセージ８０１のｄｕｒａｔｉｏｎフィールドに基づき、レガシー媒体アクセス制御に従って予約持続時間８１２の完了後までチャネル２０３−１で送信するのを控える。２０２−ｉ以外の拡張局２０２（局２０２−ｊを含む）とアクセスポイント２０１もチャネル２０３−１上でメッセージ８０１を受信し、その結果、図６と図８の例でのように、予約持続時間８１２の間チャネル２０３−１で送信するのを控える。

共有通信チャネル２０３−１でメッセージ８０１を送信した後、拡張局２０２−ｉは共有通信チャネル２０３−２で予約メッセージ８０２を送信する。予約メッセージ８０２は、図８に描かれている、予約オフセット８２１と予約持続時間８１２（即ちメッセージ８０１内でと同じ持続時間）を含む。

２０２−ｉ以外の拡張局２０２（局２０２−ｊを含む）とアクセスポイント２０１は、チャネル２０３−２上でメッセージ８０２を受信し、その結果、予約持続時間８１２の間チャネル２０３−２で送信するのを控える。予約メッセージ８０２は、該メッセージがチャネル２０３−２で送信されるのでレガシー局１０２−１から１０２−Ｍによっては受信されない。

拡張局２０２−ｉが共有通信チャネル２０３−２で予約メッセージ８０２を送信する間、やはり共有通信チャネル２０３−１と２０３−２の組み合わせでワイド信号を送信することを希望する拡張局２０２−ｊは、従って、予約オフセット８１１の間に共有通信チャネル２０３−１で予約メッセージ８０３を送信する。（前記のように、拡張局２０２−ｊはチャネルで送信する前に共有通信チャネル２０３−１に対する競争に勝たなければならない。）予約メッセージ８０３は、（ｉ）予約持続時間８１２の最後まで、またはそれを超過して延びる予約オフセット８３１と、（ｉｉ）予約持続時間８３２を含む。

レガシー局は共有通信チャネル２０３−１でメッセージ８０３を受信し、その結果予約持続時間８３２の最後までその沈黙時間を延ばす。２０２−ｊ以外の拡張局（局２０２−ｉを含む）と拡張アクセスポイント２０１も予約メッセージ８０３を受信し、その結果予約持続時間８３２の間チャネル２０３−１で送信するのを控える。

予約メッセージ８０３を送信した後、拡張局２０２−ｊは、受信されたメッセージ８０２の予約オフセット８２１に基づいて、共有通信チャネル２０３−２で予約メッセージを送信するほど十分な時間が予約オフセット８２１に残っていないことを認識する。その結果、後述されるように、拡張局２０２−ｊは、代わりに、予約持続時間８１２の間拡張局２０２−ｉのワイド信号伝送を監視する。

拡張局２０２−ｉは予約持続時間８１２の間に共有通信チャネル２０３−１と２０３−２の組み合わせでワイド信号８０５を送信する。この特定の例では、図８に示されるように、拡張局２０２−ｉは、予約持続時間８１２が終わる前にその伝送を完了する。

予約持続時間８１２の間チャネル２０３−１と２０３−２を監視する局２０２−ｊは、チャネルがアイドル状態であることを検出し、その結果から、チャネル２０３−２で予約メッセージ８０４を送信する。予約メッセージ８０４は、（ｉ）予約オフセット８３１のように、予約持続時間８１２の最後まで延びる予約オフセット８４１と（ｉｉ）予約持続時間８３２（即ちメッセージ８０３と同じ持続時間）を含む。

２０２−ｊ以外の拡張局（局２０２−ｉを含む）と拡張アクセスポイント２０１はメッセージ８０４を受信し、その結果予約持続時間８３２の間チャネル２０３−２で送信するのを控える。

次に局２０２−ｊは、図８に示されるように、予約持続時間８３２の間共有通信チャネル２０３−１と２０３−２の組み合わせでワイド信号８０６を送信する。

いくつかの実施形態では、予約メッセージを送信した後に、拡張局またはアクセスポイントが自己に対する受信準備完了（ＣＴＳ−ｔｏ−ｓｅｌｆ）フレームを送信することが有用でありうる。ＣＴＳ−ｔｏ−ｓｅｌｆフレームの目的は、周知の技術であるレガシー媒体アクセス制御（例えば、ＩＥＥＥ ８０２．１１ＭＡＣ等）の動作である、オプションのネットワークアロケーションベクトル（ＮＡＶ）リセットを実装する局からの干渉を妨げることである。前述されたように、ＣＴＳ−ｔｏ−ｓｅｌｆフレームは予約メッセージ（したがって従来の技術の送信要求［ＲＴＳ］フレーム）と同じフォーマットを有し、ａｄｄｒｅｓｓ２フィールドで特定のビットを有効にすることで識別される。

加えて、いくつかの実施形態では、同じチャネルを予約しようと試みる２つまたは３つ以上の拡張局の間の衝突に対する特別な安全機能として予約の否定応答（negative acknowledgements）を取り入れることが有用でありうる。このような実施形態の１つでは、拡張局は、別の局によってすでに予約されているチャネル上で予約メッセージを受信するとき、予約を拒絶するために、そのチャネル上で単一スロットの白色雑音（white noise）を送信する。この方式では、拡張局は予約メッセージを送信した後、予約が拒絶されたかどうかを検出するためにスロット期間を監視（listen）する。白色雑音を送信すると、複数の局が同時に否定応答を送信するときに生じうるあらゆる潜在的な問題が除かれる。当業者によって理解されるように、これとは異なる機構が予約衝突のための特別な安全機能のために利用さうる実施形態もあり、また他の実施形態ではこのような機構は不利または不必要であることもある。

前述された実施形態は本発明の単なる一例であり、前述された実施形態の多くの変形例が当業者によって本発明の範囲から逸脱することなく考案できることが理解されなければならない。したがって、このような変形例が以下の請求項及びその同等物の範囲内に含まれることが意図されている。

従来の技術の例示的な無線ローカルエリアネットワーク１００の概略図を示す。 本発明の一例となる実施形態による例示的な無線ローカルエリアネットワーク２００の概略図を示す。 本発明の一例となる実施形態による、図２に図示されるような拡張局２０２−ｉの主要な構成要素のブロック図を示す。 本発明の一例となる実施形態による、図２に図示されるような拡張アクセスポイント２０１の主要な構成要素のブロック図を示す。 本発明の一例となる実施形態による、図２に図示されるような拡張局２０２ｉの伝送のための第１の例示的なタイミング図を示す。 本発明の一例となる実施形態による、図２に図示されるような拡張局２０２−ｉと２０２−ｊの伝送のための第２の例示的なタイミング図を示す。 本発明の一例となる実施形態による、図２に図示されるような拡張局２０２−ｉと２０２−ｊの伝送のための第３の例示的なタイミング図を示す。 本発明の一例となる実施形態による、図２に図示されるような拡張局２０２−ｉと２０２−ｊの伝送のための第４の例示的なタイミング図を示す。

Claims (20)

1. 第１の共有通信チャネル上で第１のメッセージを受信するための受信機であって、前記第１のメッセージが、
   （ｉ）前記第１の共有通信チャネルが予約された旨の通知と、
   （ｉｉ）（ａ）第２の共有通信チャネルがその間に予約される第１の時間間隔と、
   （ｂ）第１の信号がその間に前記第１の共有通信チャネルと前記第２の共有通信チャネルの組み合わせで送信される、前記第１の時間間隔の後である第２の時間間隔と、
   を定義する１つまたは複数の値と、
   を備える、受信機と、
   前記第１の時間間隔内に、前記第１の共有通信チャネルだけで第２の信号を送信するための送信機と、
   を備える装置。
2. 前記第１のメッセージが、つねに一度に１つの共有通信チャネルを介して送信する局によっても受信され、前記通知が前記局に前記第２の時間間隔の後まで送信を控えさせる、請求項１に記載の装置。
3. 前記送信機が、前記第２の時間間隔後に、複数の共有通信チャネルの組み合わせで第３の信号を送信するための送信機でもある、請求項１に記載の装置。
4. 前記送信機が、前記第３の信号を送信する前に、前記複数の共有通信チャネルのそれぞれで、その共有通信チャネルを予約するためのそれぞれのメッセージを順次送信するための送信機である、請求項３に記載の装置。
5. 前記送信機が、前記第１のメッセージを受信する前に、
   複数の共有通信チャネルのそれぞれでその共有通信チャネルを予約するためのそれぞれのメッセージを送信し、
   前記複数の共有通信チャネルの組み合わせで第３の信号を送信する、
   ための送信機でもある、請求項１に記載の装置。
6. 前記受信機が、前記第１の時間間隔の間に、前記第２の共有通信チャネルで前記第２の共有通信チャネルを予約することに関連した第２のメッセージを受信するための受信機でもある、請求項１に記載の装置。
7. 前記送信機に信号を送信し、
   前記受信機から信号を受信し、
   前記送信機が前記第１の共有通信チャネルで前記第２の信号を送信する前に競合型プロトコルを実行する
   ためのプロセッサをさらに備える、請求項１に記載の装置。
8. 前記第２の信号がデータメッセージを含む、請求項１に記載の装置。
9. 前記第２の信号が、第３の時間間隔の間に前記第１の共有通信チャネルを予約するための予約メッセージを含み、前記第３の時間間隔が前記第２の時間間隔の後であり、前記送信機が、
   前記第１の時間間隔内に、前記第２の共有通信チャネルで前記第３の時間間隔の間に前記第２の共有通信チャネルを予約するための第３の信号を送信し、
   前記第３の時間間隔内に、前記第１の共有通信チャネルと前記第２の共有通信チャネルの組み合わせで第４の信号を送信する
   ための送信機でもある、請求項１に記載の装置。
10. 前記予約メッセージが、常に一度に１つの共有通信チャネルを介して送信する局によっても受信され、前記予約メッセージが前記局に前記第３の時間間隔の後まで送信を控えさせる、請求項９に記載の装置。
11. 前記第２の信号が、第３の時間間隔の間に前記第１の共有通信チャネルを予約するための予約メッセージを備え、前記第３の時間間隔が前記第２の時間間隔の後であり、前記送信機が、
    前記第２の時間間隔内であって、前記第１の信号が送信された後に、前記第２の共有通信チャネル上で前記第３の時間間隔の間に前記第２の共有通信チャネルを予約するための第３の信号を送信し、
    前記第３の時間間隔内に、前記第１の共有通信チャネルと前記第２の共有通信チャネルの組み合わせで第４の信号を送信する
    ための送信機でもある、請求項１に記載の装置。
12. 前記予約メッセージが、常に一度に１つの共有通信チャネルを介して送信する局によっても受信され、前記予約メッセージが、前記第２の局に前記第３の時間間隔の後まで送信するのを控えさせる、請求項１１に記載の装置。
13. （ａ）第１の共有通信チャネルで第１のメッセージを受信し、前記第１のメッセージが、
    （ｉ）前記第１の共有通信チャネルが予約された旨の通知と、
    （ｉｉ）第２の共有通信チャネルの以後の予約と関連付けられる第１の時間間隔と、
    （ｉｉｉ）前記第１の共有通信チャネルと前記第２の共有通信チャネルの組み合わせで送信される第１の信号と関連付けられる、前記第１の時間間隔の後である第２の時間間隔と、
    を含む受信することと、
    （ｂ）前記第１の時間間隔内に、前記第１の通信チャネルだけで第２の信号を送信することと、
    を含む方法。
14. 前記第１のメッセージが、常に一度に１つの共有通信チャネルを介して送信する局によっても受信され、前記通知が前記局に前記第２の時間間隔の後まで送信するのを控えさせる、請求項１３に記載の方法。
15. （ｃ）前記第２の時間間隔の後に、複数の共有通信チャネルのそれぞれでその共有通信チャネルを予約するためのそれぞれのメッセージを順次送信することと、
    （ｄ）前記複数の共有通信チャネルの組み合わせで第３の信号を送信することと、
    をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
16. （ｃ）前記第１のメッセージを受信する前に、複数の共有通信チャネルのそれぞれでその共有通信チャネルを予約するためのそれぞれのメッセージを順次送信することと、
    （ｄ）前記複数の共有通信チャネルの組み合わせで第３の信号を送信することと、
    をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
17. （ｃ）前記第１の時間間隔の間に、前記第２の共有通信チャネルで前記第２の共有通信チャネルを予約することに関連する第２のメッセージを受信することと、
    をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
18. （ａ）の後であって（ｂ）の前に、前記第１の共有通信チャネルへのアクセスを獲得するために競合型プロトコルを実行することと、
    をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
19. 前記第２の信号が、前記第２の時間間隔の後である第３の時間間隔の間に前記第１の共有通信チャネルを予約するための予約メッセージを含み、
    （ｃ）前記第１の時間間隔内に、前記第２の共有通信チャネル上で前記第３の時間間隔の間に前記第２の共有通信チャネルを予約するための第３の信号を送信することと、
    （ｄ）前記第３の時間間隔の内に、前記第１の共有通信チャネルと前記第２の共有通信チャネルの組み合わせで第４の信号を送信することと、
    をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
20. 前記第２の信号が、前記第２の時間間隔の後である第３の時間間隔の間に前記第１の共有通信チャネルを予約するための予約メッセージを含み、
    （ｃ）前記第２の時間間隔内であって前記第１の信号が送信された後に、前記第２の共有通信チャネルで、前記第３の時間間隔の間に前記第２の共有通信チャネルを予約するための第３の信号を送信することと、
    （ｄ）前記第３の時間間隔内に、前記第１の共有通信チャネルと前記第２の共有通信チャネルの組み合わせで第４の信号を送信することと、
    をさらに含む、請求項１３に記載の方法。

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