JP6346331B2 - 無線ｌａｎシステムにおいてチャネルアクセス方法及び装置 - Google Patents

Description

以下の説明は、無線通信システムに関し、特に、無線ＬＡＮシステムにおいてチャネルにアクセスする方法及び装置に関する。

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。その中でも無線ラン（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。

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）技術の適用が導入された。

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 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。

無線ＬＡＮシステムにおける通信は、全ての機器間に共有される媒体（ｍｅｄｉｕｍ）で行われる。Ｍ２Ｍ通信のように機器の個数が増加する場合、一つの機器のチャネルアクセスのために長時間がかかると、全体システム性能の低下を招くだけでなく、各機器の電力節約を妨害することがある。

本発明では、チャネルアクセスのためにかかる時間を縮減し、機器の電力消耗を減らすことができる新しいチャネルアクセス方案を提供することを技術的課題とする。

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、以降の記載から、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確に理解されるであろう。

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通信システムのステーション（ＳＴＡ）でチャネル同期化を行う方法は、前記ＳＴＡのチャネルアクセスが許容される一つ以上のスロットに関する設定情報をアクセスポイント（ＡＰ）から受信することと、前記一つ以上のスロットのスロット境界で前記ＡＰから同期フレームを受信することと、前記同期フレームに基づいて前記チャネル同期化を行うことと、を含み、前記同期フレームは、ＮＤＰ（Ｎｕｌｌ Ｄａｔａ Ｐａｃｋｅｔ）フレームであることを特徴とする。

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通信システムにおいてチャネル同期化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、前記プロセッサは、前記送受信器を用いて、前記ＳＴＡのチャネルアクセスが許容される一つ以上のスロットに関する設定情報をアクセスポイント（ＡＰ）から受信し；前記送受信器を用いて、前記一つ以上のスロットのスロット境界で前記ＡＰから同期フレームを受信し；前記同期フレームに基づいて前記チャネル同期化を行うように構成され、前記同期フレームは、ＮＤＰ（Ｎｕｌｌ Ｄａｔａ Ｐａｃｋｅｔ）フレームであることを特徴とする。

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。

前記第１のフレームは、ＳＴＦ（Ｓｈｏｒｔ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ）、ＬＴＦ（Ｌｏｎｇ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ）及びＳＩＧ（ＳＩＧＮＡＬ）フィールドを含み、データフィールドを含まないＰＰＤＵ（ＰＬＣＰ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）フレームであってもよい。

前記ＳＩＧフィールドは、ＢＳＳＩＤ（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）及び期間（Ｄｕｒａｔｉｏｎ）フィールドを含んでもよい。

前記ＢＳＳＩＤフィールドは、前記ＡＰの識別情報を含んでもよい。

前記期間フィールドの値に基づいて、前記ＳＴＡ以外の他のＳＴＡのＮＡＶ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ）が設定されてもよい。

前記ＳＴＡは、前記スロット境界でドーズ（ｄｏｚｅ）状態からアウェイク（ａｗａｋｅ）状態に切り替わるＳＴＡであってもよい。

前記ＳＴＡに対するＴＸＯＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ）が前記スロット境界と重なることが許容されない場合、ＣＣＡ（Ｃｌｅａｒ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ）を行わずにチャネルアクセスを開始してもよい。

前記ＣＣＡは、前記ＳＴＡがＮＡＶ（（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ）を設定できるようにするフレームシーケンスが検出されるまで、又はプローブディレイ（ＰｒｏｂｅＤｅｌａｙ）と同じ時間期間が過ぎるまで行われるＣＣＡであってもよい。

前記スロット境界は、前記ＳＴＡのチャネルアクセスが許容されるタイミングであってもよい。

前記スロットは、連続する２個の前記タイミング間のインターバルであってもよい。

前記チャネルアクセスが許容されるタイミングは、前記ＳＴＡに対するターゲットアウェイクタイムであってもよい。

一つのビーコンインターバルの間に複数個のスロットが設定されてもよい。

前記一つ以上のスロットに関する設定情報は、ビーコンフレームを通じて提供されてもよい。

前記一つ以上のスロットに関する設定情報は、前記ＳＴＡに対して制限的なチャネルアクセスが許容される時間区間に関する設定情報であってもよい。

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いずれも例示的なものであり、請求項記載の発明に関するさらなる説明のためのものである。
例えば、本願発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
無線通信システムのステーション（ＳＴＡ）でチャネル同期化を行う方法であって、
前記ＳＴＡのチャネルアクセスが許容される一つ以上のスロットに関する設定情報をアクセスポイント（ＡＰ）から受信することと、
前記一つ以上のスロットのスロット境界で前記ＡＰから同期フレームを受信することと、
前記同期フレームに基づいて前記チャネル同期化を行うことと、を含み、
前記同期フレームは、ＮＤＰ（Ｎｕｌｌ Ｄａｔａ Ｐａｃｋｅｔ）フレームである、チャネル同期化実行方法。
（項目２）
前記第１のフレームは、ＳＴＦ（Ｓｈｏｒｔ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ）、ＬＴＦ（Ｌｏｎｇ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ）及びＳＩＧ（ＳＩＧＮＡＬ）フィールドを含み、データフィールドを含まないＰＰＤＵ（ＰＬＣＰ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）フレームである、項目１に記載のチャネル同期化実行方法。
（項目３）
前記ＳＩＧフィールドは、ＢＳＳＩＤ（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）及び期間（Ｄｕｒａｔｉｏｎ）フィールドを含む、項目２に記載のチャネル同期化実行方法。
（項目４）
前記ＢＳＳＩＤフィールドは、前記ＡＰの識別情報を含む、項目３に記載のチャネル同期化実行方法。
（項目５）
前記期間フィールドの値に基づいて、前記ＳＴＡ以外の他のＳＴＡのＮＡＶ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ）が設定される、項目３に記載のチャネル同期化実行方法。
（項目６）
前記ＳＴＡは、前記スロット境界でドーズ（ｄｏｚｅ）状態からアウェイク（ａｗａｋｅ）状態に切り替わるＳＴＡである、項目１に記載のチャネル同期化実行方法。
（項目７）
前記ＳＴＡに対するＴＸＯＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ）が前記スロット境界と重なることが許容されない場合、ＣＣＡ（Ｃｌｅａｒ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ）を行わずにチャネルアクセスを開始する、項目１に記載のチャネル同期化実行方法。
（項目８）
前記ＣＣＡは、前記ＳＴＡがＮＡＶ（（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ）を設定できるようにするフレームシーケンスが検出されるまで、又はプローブディレイ（ＰｒｏｂｅＤｅｌａｙ）と同じ時間期間が過ぎるまで行われるＣＣＡである、項目７に記載のチャネル同期化実行方法。
（項目９）
前記スロット境界は、前記ＳＴＡのチャネルアクセスが許容されるタイミングである、項目１に記載のチャネル同期化実行方法。
（項目１０）
前記スロットは、連続する２個の前記タイミング間のインターバルである、項目９に記載のチャネル同期化実行方法。
（項目１１）
前記チャネルアクセスが許容されるタイミングは、前記ＳＴＡに対するターゲットアウェイクタイムである、項目９に記載のチャネル同期化実行方法。
（項目１２）
一つのビーコンインターバルの間に複数個のスロットが設定される、項目１に記載のチャネル同期化実行方法。
（項目１３）
前記一つ以上のスロットに関する設定情報は、ビーコンフレームを通じて提供される、項目１に記載のチャネル同期化実行方法。
（項目１４）
前記一つ以上のスロットに関する設定情報は、前記ＳＴＡに対して制限的なチャネルアクセスが許容される時間区間に関する設定情報である、項目１に記載のチャネル同期化実行方法。
（項目１５）
無線通信システムにおいてチャネル同期化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、
前記送受信器を用いて、前記ＳＴＡのチャネルアクセスが許容される一つ以上のスロットに関する設定情報をアクセスポイント（ＡＰ）から受信し；前記送受信器を用いて、前記一つ以上のスロットのスロット境界で前記ＡＰから同期フレームを受信し；前記同期フレームに基づいて前記チャネル同期化を行うように構成され、
前記同期フレームは、ＮＤＰ（Ｎｕｌｌ Ｄａｔａ Ｐａｃｋｅｔ）フレームである、チャネル同期化実行ＳＴＡ装置。

本発明では、新しいチャネルアクセス方案を提案することによって、チャネルアクセスのためにかかる時間を縮減し、機器の電力消耗を減らすことができる方法及び装置を提供することができる。

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、以降の記載から、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。

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は、無線ＬＡＮシステムの例示的な構造を示す図である。 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は、バックオフ過程を説明するための図である。 図７は、隠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は、ＲＴＳとＣＴＳを説明するための図である。 図９は、電力管理動作を説明するための図である。 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は、グループベースＡＩＤを説明するための図である。 図１４は、ＰＳ−Ｐｏｌｌメカニズムを説明するための図である。 図１５は、Ｕ−ＡＰＳＤメカニズムを説明するための図である。 図１６は、隠れたノード環境で既存方式によるＣＣＡ動作を説明するための図である。 図１７は、本発明に係るターゲットアウェイクタイムが設定される場合のチャネルアクセス動作の一例を示す図である。 図１８は、本発明に係るターゲットアウェイクタイム情報要素フォーマットの一例を示す図である。 図１９は、本発明に係るターゲットアウェイクタイムインターバルを説明するための図である。 図２０は、他の例の実施形態に従うＮＤＰフレームフォーマットを示す図である。 図２１は、本発明の一例に係るチャネルアクセス方法を説明するための図である。 図２２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。

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なしにも本発明が実施され得るということが当業者には理解される。

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ればよい。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。

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。

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は省略されたり、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されることもある。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。

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。

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 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。

（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。

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が含まれること（ＳＴＡ１及びＳＴＡ２はＢＳＳ１に含まれ、ＳＴＡ３及びＳＴＡ４はＢＳＳ２に含まれる）を例示的に示している。図１で、ＢＳＳを示す楕円は、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示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。

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、ＬＡＮが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。

ＳＴＡの電源オン／オフ、ＳＴＡのＢＳＳ領域への入／出などによって、ＢＳＳにおいてＳＴＡのメンバーシップが動的に変更することがある。ＢＳＳのメンバーになるためには、ＳＴＡは同期化過程を用いてＢＳＳにジョインすればよい。ＢＳＳ基盤構造の全てのサービスにアクセスするためには、ＳＴＡはＢＳＳに関連付けられなければならない。このような関連付け（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）は動的に設定され、分配システムサービス（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｓｅｒｖｉｃｅ；ＤＳＳ）の利用を含んでもよい。

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。

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。

ＤＳは、ＢＳＳ同士が相互接続される構造を意味する。具体的に、図１のようにＢＳＳが独立して存在する代わりに、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ＢＳＳが存在してもよい。

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的に当該ＬＡＮ構造を特定することができる。

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ために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。

ＡＰとは、関連付いているＳＴＡに対してＷＭを通じてＤＳへのアクセスを可能にし、且つＳＴＡ機能性を有する個体を意味する。ＡＰを通じてＢＳＳ及びＤＳ間のデータ移動が行われてもよい。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、関連付いている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個体である。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。

ＡＰに関連付いている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）で受信され、ＩＥＥＥ ８０２．１Ｘポートアクセス個体によって処理されてもよい。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。

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。

任意の（ａｒｂｉｔｒａｒｙ）大きさ及び複雑度を有する無線ネットワークがＤＳ及びＢＳＳで構成されてもよい。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の集合に該当し得る。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。

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ネットワーク形態に該当し得る。

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の一例が示されている。

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。

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。

（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。

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、関連付け（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、関連付け、保安設定の過程を総称して関連付け過程と呼ぶこともできる。

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。

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探さなければならない。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。

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。

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）を送信して、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ため、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ため、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。

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探し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。

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。

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。

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。

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／応答フレームに含まれ得る情報の一例示に過ぎず、他の情報に置き換わったり、追加の情報がさらに含まれたりしてもよい。

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通じてＳＴＡに提供することができる。

ＳＴＡが成功的に認証された後に、段階Ｓ５３０で関連付け過程を行うことができる。関連付け過程は、ＳＴＡが関連付け要請フレーム（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔ ｆｒａｍｅ）をＡＰに送信し、それに応答してＡＰが関連付け応答フレーム（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｆｒａｍｅ）をＳＴＡに送信する過程を含む。

例えば、関連付け要請フレームは、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。

例えば、関連付け応答フレームは、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（関連付けカムバック時間（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。

これは関連付け要請／応答フレームに含まれ得る情報の一例に過ぎず、他の情報に置き換わったり、追加の情報がさらに含まれたりしてもよい。

ＳＴＡがネットワークに成功的に関連付けられた後に、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／応答を通じ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。

段階Ｓ５４０の保安セットアップ過程は、例えば、ＥＡＰＯＬ（Ｅｘｔｅｎｓｉｂｌｅ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｏｖｅｒ ＬＡＮ）フレームを通じた４−ウェイ（ｗａｙ）ハンドシェーキングを通じて、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標準で定義しない保安方式によって行われてもよい。

（ＷＬＡＮの進化）
無線ＬＡＮで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。

無線ＬＡＮの普及が活性化され、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最近に新しく提案されているＩＥＥＥ ８０２．１１無線ＬＡＮシステムの一つである。

次世代無線ＬＡＮシステムは、無線チャネルを效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。

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。

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）上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は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。

そのため、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ればよい。

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）又は事物通信と呼ばれることもある。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個体（ｅｎｔｉｔｙ）を意味する。例えば、無線通信モジュールが搭載された検針機（ｍｅｔｅｒ）や自動販売機のような装置を含めて、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例示に該当し得る。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）などが含まれてもよい。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できるものでなければならない。

具体的に、Ｍ２Ｍ通信は多数のＳＴＡを支援できるもの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が関連付けら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に関連付けら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）要素に基づいてＳＴＡが自身に送信されるデータの有無を認知できるが、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／水道の使用量のように長い周期（例えば、１ケ月）ごとに大変少ない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に関連付けられ得るＳＴＡの個数が非常に多くなっても、一つのビーコン周期の間にＡＰから受信するデータフレームが存在するＳＴＡの個数が大変少ない場合を效率的に支援する方案が議論されている。

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。

（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、当該媒体を通じ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から、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ことが期待されるため、衝突（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）を最小化することができる。

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。

図６は、バックオフ過程を説明するための図である。

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に決定され得る。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場合にはＣＷｍｉｎ値にリセットされる。ＣＷ、ＣＷｍｉｎ及びＣＷｍａｘ値は２^ｎ−１（ｎ＝０，１，２，…）に設定されることが好ましい。

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続けて媒体をモニタする。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。

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に、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、止めてい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だけの余りのバックオフスロットをカウントダウンした後に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よりも短かったため、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。

（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はネットワーク割当ベクトル（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、媒体を使用可能な状態になるまで残っている時間を、他のＡＰ及び／又はＳＴＡに指示（ｉｎｄｉｃａｔｅ）する値である。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（ｈｅａｄｅｒ）の「ｄｕｒａｔｉｏｎ」フィールドの値によって設定されてもよい。

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た。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。

図７は、隠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７（ａ）は、隠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もあるためである。このような場合、ＳＴＡ ＢはＳＴＡ ＡとＳＴＡ Ｃの情報を同時に受け、衝突が発生することになる。このとき、ＳＴＡ ＡをＳＴＡ Ｃの隠れたノードということができる。

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の送信範囲外にあるため、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することになる。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。

図８は、ＲＴＳとＣＴＳを説明するための図である。

図７のような例示的な状況で衝突回避（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｖｏｉｄａｎｃｅ）メカニズムを效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。

図８（ａ）は、隠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、衝突を避けることとなる。

図８（ｂ）は、露出されたノード問題を解決する方法に対する例示であり、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ことと判断することができる。すなわち、ＳＴＡ Ｂは周囲の全ての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を受信できるだけで、ＳＴＡ ＡのＣＴＳは受信できないため、ＳＴＡ Ａは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。

（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。したがって、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。

ＳＴＡの電力管理モードはアクティブ（ａｃｔｉｖｅ）モード及び電力節約（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。

ＳＴＡがスリープ状態でできるだけ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えてフレームを送信すればよい。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の存在有無を確認するために（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える動作が必要なことがある。

図９は、電力管理動作を説明するための図である。

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が自身と関連付いている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旨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。

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えて、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え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。

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されてもよい。そのため、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要素を獲得することができる。獲得されたＴＩＭ要素が、ＳＴＡ１ ２２０に送信されるフレームがある旨を指示すると、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。

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することがある（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）。

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を獲得することができる。ＳＴＡ１ ２２０が獲得した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旨を指示する場合を仮定する。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）。

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獲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要素を獲得することができない。

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要素を獲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旨を指示する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ればよい（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）。

図９のような電力節約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指示する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指示する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。

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。以降、ＳＴＡは再びスリープ状態に切り替わればよい。

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時間の間に用意できなかった場合は、遅れた応答（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。

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用意できなかった場合、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が用意されると、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に送信し、スリープ状態に切り替わればよい。

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ればよい。

（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電力節約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との関連付け（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。

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。

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が関連付けられ得る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になるため、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れば、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るため、ビットマップを效率的に圧縮する技術が要求される。

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に関連付けられ得る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の個数が増加する場合は、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ることもある。

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ようにすることができる。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。

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。

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。

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。

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、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で指示される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。

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。

前述したようなグループベースＡＩＤ割当方式は、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。

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割当方式は上記の例示に制限されるものではない。

（改善されたチャネルアクセス方案）
図１４は、ＰＳ−Ｐｏｌｌメカニズムを説明するための図である。図１４は、図１１に示したＰＳ−Ｐｏｌｌメカニズムの具体的な例示に該当する。

前述したように、ＳＴＡは、自身にＡＰから送信されるデータが存在するか否かをビーコンのＴＩＭ要素から確認することができる。自身に送信されるデータが存在することを確認したＳＴＡは、ＡＰからのデータ（すなわち、下りリンク（ＤＬ）データ）を要請するためにＡＰにＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを送信することができる。ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを受信したＡＰは、競合（ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ）を経てＳＴＡにデータを送信することができる。具体的に、データを送信しようとするＡＰが、データを受信するＳＴＡにＲＴＳフレームを送信し、データを受信するＳＴＡはＣＴＳフレームを送信することによって自身がデータを受信することを知らせることができる。これによって、ＡＰはデータフレームをＳＴＡに送信し、ＡＣＫフレームを受信することができる。この場合、ＡＰはＳＴＡに１回に１個のＰＳＤＵ（Ｐｈｙｓｉｃａｌｌａｙｅｒ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄａｔａ
Ｕｎｉｔ）しか送信できない。そのため、ＡＰがＳＴＡに送るデータの量が多い場合は、ＳＴＡからの新しいＰＳ−Ｐｏｌｌに応答して競合を経てデータを送信しなければならず、非効率的なデータ送信が行われることがある。

図１５は、Ｕ−ＡＰＳＤメカニズムを説明するための図である。

Ｕ−ＡＰＳＤ（Ｕｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄ−Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓａｖｅ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ）メカニズムによれば、Ｕ−ＡＰＳＤサービス期間（ｓｅｒｖｉｃｅ ｐｅｒｉｏｄ；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は上記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１回に複数のＰＳＤＵを受信することができる。

図１５を参照すると、ＳＴＡは、ビーコンのＴＩＭ要素から、ＡＰが自身に送信しようとするデータがあることを認知することができる。以降、ＳＴＡが所望の時点にトリガーフレーム（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、ＡＰにデータを送信することを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フレームを受信した後、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することができる。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。これで、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、自身が希望する時に自身のＳＰを開始してデータを受信することができ、一つのＳＰにおいて複数のデータフレームを受信することができるため、より効率的なデータの受信が可能となる。

一方、前述した図１４及び図１５の例示のように、隠れたノード問題を防止するためにデータ送受信時にＲＴＳ／ＣＴＳフレームを交換することは、データ送信側にも受信側にも多量のシグナリングオーバーヘッドを誘発することになる。また、図１５の例示のように、ＳＴＡがトリガーフレームを送信してＡＰにデータ送信を要請した時点から、ＡＰがＳＴＡに送るデータを用意し、データ送信のための競合を経て、ＲＴＳ／ＣＴＳフレームの送受信以降に実際にデータ送信を開始するまでは相当の時間がかかるため、ＳＴＡにとって多量の電力消耗が発生することがある。

例えば、隠れたノード環境では、他のＳＴＡが送信するＰＳ−ＰｏｌｌフレームをオーバーヒヤリングできないＳＴＡがあり、複数のＳＴＡからＰＳ−Ｐｏｌｌが同時に送信されて衝突が発生することもある。しかも、Ｍ２Ｍ通信のように、一つのＡＰに多数のＳＴＡが関連付いている環境では、隠れたノード問題がより発生しやすくなる。また、隠れたノード問題を解決するための既存のＣＴＳ／ＲＴＳフレーム交換などの方法を用いるとしても、Ｍ２Ｍ通信に適した低電力ＳＴＡなどにとっては、ＣＴＳ／ＲＴＳフレーム送受信による電力消耗も大きな負担となり得る。

（改善されたＣＣＡ動作）
本発明では、ＣＣＡ動作に関する新しい規則（ｒｕｌｅ）を提案する。具体的に、ＳＴＡがドーズ状態（又は、スリープ状態）からアウェイク状態に切り替わる場合に行う新しいＣＣＡ規則について提案する。

電力節約モードで動作するＳＴＡが上りリンクトラフィックを送信するためには、ドーズ状態からアウェイク状態に切り替わった後にＣＣＡ過程を行わなければならない。例えば、あるＳＴＡがドーズ状態からアウェイク状態に切り替わったタイミングに、他のＳＴＡが送受信を行ってチャネルを占有中である場合もある。このような場合に、起床したばっかりのＳＴＡは、他のＳＴＡの送受信が存在するか否かを確認（すなわち、ＣＣＡを実行）して、チャネルが占有中でない時にのみ送信を行うことによって、他のＳＴＡの送受信を保護することができる。

既存のＩＥＥＥ８０２．１１標準では、ＳＴＡがドーズ状態からアウェイク状態に切り替わる場合に適用されるＣＣＡ規則が次のように定義されている：「送信をするためにアウェイク状態に切り替わるＳＴＡは、自身のＮＡＶを正確に設定できるようにするフレームシーケンスが検出されるまで、又はプローブディレイ（ＰｒｏｂｅＤｅｌａｙ）と同じ時間期間が過ぎるまで、ＣＣＡを行わなければならない（Ａ ＳＴＡ ｔｈａｔ ｉｓ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｆｒｏｍ Ｄｏｚｅ ｔｏ Ａｗａｋｅ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｔｒａｎｓｍｉｔ ｓｈａｌｌ ｐｅｒｆｏｒｍ ＣＣＡ ｕｎｔｉｌ ａ ｆｒａｍｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｉｓ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ｂｙ ｗｈｉｃｈ ｉｔ ｃａｎ ｃｏｒｒｅｃｔｌｙ ｓｅｔ ｉｔｓ ＮＡＶ， ｏｒ ｕｎｔｉｌ ａ ｐｅｒｉｏｄ ｏｆ ｔｉｍｅ ｅｑｕａｌ ｔｏ ｔｈｅ Ｐｒｏｂｅ Ｄｅｌａｙ ｈａｓ ｔｒａｎｓｐｉｒｅｄ）。」
上記ＣＣＡ規則は、ＮＡＶを正確に設定し得るフレームシーケンスが検出されるまでＣＣＡが行われなければならず、その時間はＰｒｏｂｅＤｅｌａｙ値に制限されるという意味で解釈することができる。

ここで、ＮＡＶは、それぞれのＳＴＡごとに保有している指示子であり、ＳＴＡのＣＣＡ機能によってＷＭ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｍｅｄｉｕｍ）が占有（ｂｕｓｙ）中である旨センシングした場合にも、そうでない場合にも、前記ＳＴＡが前記ＷＭ上への送信を開始してはならない時間期間を指示する指示子である。フレームシーケンスは、一つのデータ単位（例えば、ＭＳＤＵ（ＭＡＣ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）を送信する一つ以上のフレームを意味する。仮に一つのＭＳＤＵが複数個のフラグメント（ｆｒａｇｍｅｎｔ）に分割されて複数個のフレームを通じて送信される場合に、これら複数個のフラグメントはいずれも同一の一つのフレームシーケンス番号を有する。プローブディレイは、ＳＴＡがドーズ状態からアウェイク状態に変更された場合における送信に先立って適用されなければならない遅延値を意味する。プローブディレイは、例えば、最大ＰＰＤＵ（ＰＬＣＰ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）送信時間に設定することができる。すなわち、プローブディレイは、ＮＡＶが設定され得るフレームシーケンスが検出されない場合に適用することができる。

前述した既存のＣＣＡ規則は、既存のシステムでは大した問題なくＳＴＡ間の送信の衝突を防止することができたが、サービスカバレッジの広いＢＳＳが導入される進展したシステム（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｈシステム）では、次のような問題点が予想される。

例えば、あるＳＴＡがＮＡＶを正確に設定し得るフレームシーケンスを検出してＣＣＡを行い、チャネルが遊休状態であると判断した時点で送信を開始する場合にも、次のような隠れたノード環境では、当該チャネルで進行している他のＳＴＡの送受信を保護できないという問題が発生することもある。

図１６は、隠れたノード環境における既存方式によるＣＣＡ動作を説明するための図である。

図１６の例示で、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２及びＡＰ１は同一ＢＳＳに属し、ＡＰ２は他のＢＳＳに属する場合を仮定する。また、ＳＴＡ１とＳＴＡ２は互いに隠れたノードである状況を仮定する。

図１６の例示のように、ＳＴＡ２がＡＰ１にデータフレームを送信している中に、ＳＴＡ１がドーズ状態からアウェイク状態に切り替わることがある。起床したＳＴＡ１は、自身の属したＢＳＳではなく他のＢＳＳに属したＡＰ２のビーコンフレームを受信（又は、オーバーヒヤリング）でき、該ビーコンフレームに含まれたパラメータ（例えば、ｄｕｒａｔｉｏｎフィールド）に基づいて自身の（すなわち、ＳＴＡ１の）ＮＡＶを正確に設定することができる。すなわち、現在ＣＣＡ規則では、ＮＡＶを正確に設定できるフレームシーケンスでさえあれば、当該フレームシーケンスの送信主体にかかわらずに、当該フレームシーケンスを検出するまでのみＣＣＡを行う。その後、ＳＴＡ１は前記設定されたＮＡＶの期間だけ送信を行わず、ＮＡＶが満了すると競合を経て（例えば、バックオフ動作を行って）チャネルアクセスを行うことができる。ここで、ＳＴＡ１はチャネルアクセスのために、自身の属したＢＳＳのＡＰ（すなわち、ＡＰ１）にＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを送信する。これによって、ＳＴＡ２のデータフレーム送信と、ＳＴＡ１のＰＳ−Ｐｏｌｌフレームの送信とが衝突するようになる。このような問題は、現在チャネルを使用しているＳＴＡ２のデータフレームを、ＳＴＡ２と隠れたノード関係にあるＳＴＡ１で受信（又は、オーバーヒヤリング）できなかったことに起因する。すなわち、既存のＣＣＡ規則によれば、隠れたノード状況でＳＴＡ１が他のＢＳＳの任意のフレームを通じて自身のＮＡＶ値を正確に設定できるようになると、ＳＴＡ１と隠れたノード関係にあるＳＴＡ２の送信を保護できないという問題が生じうる。

そこで、本発明では上記のような問題を防止するための新しいＣＣＡ規則を提案する。本発明で提案する新しいＣＣＡ規則は次のように定義できる：「送信をするためにアウェイク状態に切り替わるＳＴＡは、同一ＢＳＳ内で自身のＮＡＶを正確に設定できるようにするフレームシーケンスが検出されるまで、又はプローブディレイ（ＰｒｏｂｅＤｅｌａｙ）と同じ時間期間が過ぎるまで、ＣＣＡを行わなければならない（Ａ ＳＴＡ ｔｈａｔ ｉｓ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｆｒｏｍ Ｄｏｚｅ ｔｏ Ａｗａｋｅ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｔｒａｎｓｍｉｔ ｓｈａｌｌ ｐｅｒｆｏｒｍ ＣＣＡ ｕｎｔｉｌ ａ ｆｒａｍｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｍｅ ＢＳＳ ｉｓ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ｂｙ ｗｈｉｃｈ ｉｔ ｃａｎ ｃｏｒｒｅｃｔｌｙ ｓｅｔ ｉｔｓ ＮＡＶ、ｏｒ ｕｎｔｉｌ ａ ｐｅｒｉｏｄ ｏｆ ｔｉｍｅ ｅｑｕａｌ ｔｏ ｔｈｅ ＰｒｏｂｅＤｅｌａｙ ｈａｓ ｔｒａｎｓｐｉｒｅｄ）。」
ＮＡＶを正確に設定できるフレームシーケンスが検出されるまでＣＣＡを行わなければならず、その時間はＰｒｏｂｅＤｅｌａｙ値に制限されるということは既存のＣＣＡ規則と同一であるが、新しいＣＣＡ規則によれば、フレームシーケンスが同一ＢＳＳに属するフレームシーケンスでなければならないという条件が追加されたことがわかる。すなわち、同一ＢＳＳに属するフレームシーケンスによってＮＡＶが正確に設定されるまではＣＣＡを行わなければならない。

新しいＣＣＡ規則によれば、図１６のような状況でＳＴＡ１がＡＰ２のビーコンフレームをオーバーヒヤリングし、該ビーコンフレームはＮＡＶを正確に設定できるフレームシーケンスに該当する場合であっても、このビーコンフレームはＳＴＡ１と同じＢＳＳで送信されるフレームシーケンスに該当しないため、ＳＴＡ１は続けてＣＣＡを行わなければならない。すなわち、ＳＴＡ１は、同一ＢＳＳで送信されるとともにＮＡＶを正確に設定できるフレームシーケンスを受信するまでは続けてＣＣＡを行うため、ＳＴＡ２のデータフレーム送信中に隠れたノードにあるＳＴＡ１が送信を行うことを防止することができる。

（ターゲットアウェイクタイム）
前述したように既存のＣＣＡ規則は、ＳＴＡがドーズ状態からアウェイク状態に切り替わる場合にＣＣＡを行うことと定義している。ＳＴＡがＣＣＡを行うとそれによる電力消耗が発生する。本発明では、このような電力消耗を除去又は減少させ得るターゲットアウェイクタイム（ｔａｒｇｅｔ ａｗａｋｅ ｔｉｍｅ）という新しい概念を提案する。

ターゲットアウェイクタイムとは、ＡＰがＳＴＡに設定及び伝達する値であり、電力節約モードで動作するＳＴＡがドーズ状態からアウェイク状態に切り替わるタイミングを指示する情報である。また、ターゲットアウェイクタイムで起床するＳＴＡはＣＣＡを行う必要がないように設定されてもよい。

そのため、ターゲットアウェイクタイムに関連するプロトコルを次のように定義できる：「ターゲットアウェイクタイムで、（１）送信をするためにアウェイク状態に切り替わるＳＴＡは、プローブディレイ（ＰｒｏｂｅＤｅｌａｙ）と同じ時間期間が過ぎるまでＣＣＡを行わない；（２）ＴＸＯＰ又はＴＸＯＰ内の送信は、ターゲットアウェイクタイムを渡って含まれない（Ａｔ ｔｈｅ ｔａｒｇｅｔ ａｗａｋｅ ｔｉｍｅ、（１） Ａ ＳＴＡ ｔｈａｔ ｉｓ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｆｒｏｍ Ｄｏｚｅ ｔｏ Ａｗａｋｅ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｔｒａｎｓｍｉｔ ｄｏｅｓ ｎｏｔ ｐｅｒｆｏｒｍ ＣＣＡ ｕｎｔｉｌ ａ ｐｅｒｉｏｄ ｏｆ ｔｉｍｅ ｅｑｕａｌ ｔｏ ｔｈｅ ＰｒｏｂｅＤｅｌａｙ ｈａｓ ｔｒａｎｓｐｉｒｅｄ； （２） Ａ ＴＸＯＰ ｏｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｗｉｔｈｉｎ ａ ＴＸＯＰ ｓｈａｌｌ ｎｏｔ ｅｘｔｅｎｄ ａｃｒｏｓｓ ａ ｔａｒｇｅｔ ａｗａｋｅ ｔｉｍｅ）。」
ここで、ＴＸＯＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ）は、特定ＳＴＡがＷＭ上でのフレーム交換を開始する権利を持つ時間インターバルとして定義され、開始タイミング及び最大期間値によって設定され得る。

前記（１）は、ターゲットアウェイクタイムの設定に従って起床するＳＴＡは、ＮＡＶ設定のためのＣＣＡを行わないことを意味する。具体的に、ターゲットアウェイクタイムにドーズ状態からアウェイク状態に切り替わったＳＴＡは、ＮＡＶ設定のためのＣＣＡを行わないで直ちにバックオフ過程及びチャネルアクセス動作を開始することができる。

ここで、ターゲットアウェイクタイムで起床したＳＴＡがＣＣＡ自体を行ってはならないというように制限的に解析してはならない。すなわち、必要な場合にはＳＴＡがターゲットアウェイクタイムで所定の時間の間にＣＣＡを行うようにすることもできる。この場合、ＳＴＡがＣＣＡを行う所定の時間は、プローブディレイよりも短い時間に設定することができる。

前記（２）は、ターゲットアウェイクタイムではいかなる送受信も許容されないように設定すればよいということを意味する。例えば、ＴＸＯＰが進行中だったとすれば、当該ＴＸＯＰはターゲットアウェイクタイムになる前に中断するように設定することができる。言い換えると、ＴＸＯＰはターゲットアウェイクタイムと重ならないように設定することができる。また、ターゲットアウェイクタイムが後述のように時間スロットの境界としての意味を持つ場合に、ＴＸＯＰがそれら時間スロットの境界を越えないことに設定することができる。

ＡＰはビーコンインターバル（すなわち、一つのビーコンフレーム送信タイミング以降から続くビーコンフレーム送信タイミングまでの時間期間）内に複数個のターゲットアウェイクタイムを設定でき、このターゲットアウェイクタイム設定についてＳＴＡに知らせることができる。

図１７は、本発明に係るターゲットアウェイクタイムが設定される場合のチャネルアクセス動作の一例を示す図である。

電力節約モードで動作するＳＴＡにターゲットアウェイクタイムが設定される場合、ドーズ状態のＳＴＡは、設定されたターゲットアウェイクタイム（図１７のＴＡＴ）に該当するタイミングでアウェイク状態に切り替わってよい。一つのビーコンインターバルにおいて複数個のＴＡＴが設定されてもよいが、図１７では明瞭性のために一つのＴＡＴのみを例示的に示す。一つのビーコンインターバルは、あるビーコンフレームが送信されるタイミングからＴＢＴＴ（Ｔａｒｇｅｔ Ｂｅａｃｏｎ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ）までの時間期間と表現することができる。ＴＢＴＴは次のビーコン送信タイミングに該当する。

本発明の提案によって、ＴＡＴから起床したＳＴＡはＣＣＡ過程を行わず、直ちにバックオフ過程を経てデータフレームを送信することができる。例えば、図１６のＳＴＡ１のようにアウェイク状態に切り替わった後に、ＮＡＶを正確に設定できるフレームシーケンスを受信するまでＣＣＡを行う既存の動作と違い、図１７の例示では、ＴＡＴでアウェイク状態に切り替わったＳＴＡは、プローブディレイに相応する時間までＣＣＡを行わなくて済む。

また、ＴＡＴが設定されるＳＴＡは、ＴＸＯＰがＴＡＴを含まないように設定されてもよい。この場合、進行中だったＴＸＯＰは、ＴＡＴに該当するタイミング以前に中断すればよい。図１７の例示では、ＳＴＡがビーコンフレームを受信した後に他のＳＴＡ（例えば、ＡＰ）との送受信動作（すなわち、複数個のデータフレームの送信（又は、受信）と複数個のＡＣＫフレームの受信（又は、送信））が行われるＴＸＯＰは、ＴＡＴ以前に中断することを示す。

図１８は、本発明に係るターゲットアウェイクタイム情報要素フォーマットの一例を示す図である。

図１８の例示のようなターゲットアウェイクタイム情報要素（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｌｅｍｅｎｔ；ＩＥ）はＡＰからＳＴＡに伝達することができる。ターゲットアウェイクタイムＩＥは、ビーコンフレーム、プローブ応答フレーム、関連付け応答フレームのような既存のフレームにさらに含まれて送信されてもよく、又はターゲットアウェイクタイムＩＥを送信するための新しいフォーマットのフレームに含まれて送信されてもよい。

図１８で、要素ＩＤ（ｅｌｅｍｅｎｔＩＤ）フィールドは、当該ＩＥがターゲットアウェイクタイムＩＥであることを示す値に設定することができる。長さ（Ｌｅｎｇｔｈ）フィールドは、後続フィールドの長さを所定の単位（例えば、オクテット（ｏｃｔｅｔ）単位）で表現する値に設定することができる。これらの後続フィールドは、ターゲットアウェイクタイム開始オフセット（Ｔａｒｇｅｔ Ａｗａｋｅ Ｔｉｍｅ Ｓｔａｒｔ Ｏｆｆｓｅｔ）フィールド、ターゲットアウェイクタイムインターバル（Ｔａｒｇｅｔ Ａｗａｋｅ Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）フィールド、ターゲットアウェイクタイム＃ｎでのターゲットアウェイクＳＴＡ又はＧＩＤ（Ｔａｒｇｅｔ Ａｗａｋｅ ＳＴＡｓ ｏｒ ＧＩＤ ａｔ Ｔａｒｇｅｔ Ａｗａｋｅ Ｔｉｍｅ ＃ｎ）フィールドなどを含むことができる。

ターゲットアウェイクタイム開始オフセットフィールドは、ターゲットアウェイクタイムの開始タイミングを示すフィールドであり、所定の基準タイミングからターゲットアウェイクタイムが離れている値に設定することができる。ここで、所定の基準タイミングはＴＢＴＴであってもよい。例えば、ターゲットアウェイクタイム開始オフセットは、ターゲットアウェイクタイムの開始タイミングがＴＢＴＴからどれくらい後にあるかを示すことができる。図１８では、ターゲットアウェイクタイム開始オフセットフィールドが４オクテットの長さを持つとしたが、これに制限されるものではなく、ターゲットアウェイクタイム開始オフセットが有し得る値の範囲などによって様々な大きさのフィールドとして定義されてもよい。

ターゲットアウェイクタイムインターバルフィールドは、連続した２個のターゲットアウェイクタイム間の時間間隔を示すフィールドである。例えば、一つのビーコンインターバル内で複数個のターゲットアウェイクタイムが設定される場合に、最初のターゲットアウェイクタイムのタイミングはターゲットアウェイクタイム開始オフセットによって決定することができ、後続するターゲットアウェイクタイムのタイミングはターゲットアウェイクタイム開始オフセット値からターゲットアウェイクタイムインターバルの値だけ離れたタイミングと設定することができる。例えば、複数個のターゲットアウェイクタイム間の間隔は、ターゲットアウェイクタイムインターバルで与えられる値と同一に設定してもよい。

図１９は、本発明に係るターゲットアウェイクタイムインターバルを説明するための図である。

図１９に示すように、ターゲットアウェイクタイムインターバルは時間スロットと理解してもよい。すなわち、ＳＴＡが起床してチャネルアクセスを行い得る複数個のタイミング（すなわち、複数個のターゲットアウェイクタイム）が設定される場合に、これら複数個のタイミング間の時間間隔をスロット（すなわち、ターゲットアウェイクタイムインターバル）で表現することもできる。この場合、ターゲットアウェイクタイムはスロット境界（ｓｌｏｔ ｂｏｕｎｄａｒｙ）と理解してもよい。

前述した本発明の提案のように、ターゲットアウェイクタイムで起床したＳＴＡは、ＣＣＡを行うことなく直ちにバックオフ過程を経てチャネルアクセスを行うことができるため、ターゲットアウェイクタイムインターバルは、ターゲットアウェイクタイムで起床したＳＴＡに制限的にチャネルアクセスが許容される（すなわち、ターゲットアウェイクタイムが設定されていない他のＳＴＡのチャネルアクセスは禁止される）時間区間と表現することもできる。したがって、一つ以上のターゲットアウェイクタイムインターバルを含む時間区間（例えば、図１９の３個のＴＡＴインターバルで構成される時間区間）を、本発明では制限的アクセスウィンドウ（Ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ Ａｃｃｅｓｓ Ｗｉｎｄｏｗ：ＲＡＷ）と表現することもできる。すなわち、図１８のようなターゲットアウェイクタイムインターバルの時間上の位置及び長さを知らせる情報はＲＡＷ設定情報と理解されてもよく、この情報はＡＰが決定してＳＴＡに知らせてもよい。

図１８ではターゲットアウェイクタイムインターバルフィールドが４オクテットの長さを持つとしたが、これに制限されず、ターゲットアウェイクタイムインターバルが有し得る値の範囲などによって様々な大きさのフィールドとして定義されてもよい。

図１８を再び参照すると、ターゲットアウェイクタイム＃ｎでのターゲットアウェイクＳＴＡ又はＧＩＤフィールド（以下では、「ターゲットアウェイクＳＴＡフィールド」と略す）は、＃ｎ番のターゲットアウェイクタイム（Ｔａｒｇｅｔ Ａｗａｋｅ Ｔｉｍｅ ＃ｎ）でチャネルアクセスが許容されるＳＴＡの識別情報を含むことができる。ターゲットアウェイクタイム＃ｎ（ｎ＝１，２，…）は、一つのビーコンインターバル内で複数個のターゲットアウェイクタイムが設定される場合に、それらに対して順に割り当てられるインデックスであってもよい。

また、ターゲットアウェイクＳＴＡフィールドは複数個のサブフィールドを含むことができ、一つのサブフィールドが、一つのターゲットアウェイクタイムでチャネルアクセスが許容される一つ又は複数個のＳＴＡの識別子（例えば、ＡＩＤ）を含むことができる。一つのサブフィールドに含まれるＳＴＡの識別子（すなわち、一つのターゲットアウェイクタイム＃ｎでチャネルアクセスが許容されるＳＴＡの識別情報のリスト）を示す一例として、４ビットサイズのＡＩＤの範囲（ｒａｎｇｅ）情報（すなわち、｛開始ＡＩＤ，終了ＡＩＤ｝で表現する方式）を用いてもよい。

また、図１８に示すように、ターゲットアウェイクＳＴＡフィールドの一つのサブフィールドの長さが４オクテットであり、ｎ個のサブフィールドが含まれる場合に、ターゲットアウェイクＳＴＡフィールドの長さは４＊ｎオクテットであってもよい。ただし、これに制限されるものではなく、一つのターゲットアウェイクタイムにチャネルアクセスが許容され得るＳＴＡの個数、又は一つのＡＰ内のＳＴＡの個数、ＳＴＡの識別子情報のタイプ（例えば、完全なＡＩＤフィールド又は部分（ｐａｒｔｉａｌ）ＡＩＤフィールド）などによってターゲットアウェイクＳＴＡフィールドは様々な大きさを有してもよい。

仮に、複数個のＳＴＡが一つのＭＵ−ＭＩＭＯグループにグループ化（又は、ペアリング）される場合は、ターゲットアウェイクＳＴＡフィールドにグループ識別子（ＧＩＤ）が含まれてもよい。例えば、複数個のターゲットアウェイクタイムインターバル（又は、ＲＡＷを構成する複数個のスロット）に対して、ＧＩＤに基づくＳＴＡグループに対するチャネルアクセス許容区間は、ターゲットアウェイクタイムインターバル（又は、スロット）単位で割り当てられてもよい。

（同期フレーム）
前述したように、ＡＰによってＳＴＡにターゲットアウェイクタイム（又は、スロット境界）が設定される場合に、当該ＳＴＡはＣＣＡなくチャネルアクセスを行うことができる。さらにいうと、ＴＸＯＰがターゲットアウェイクタイム（又は、スロット境界）を渡って含まれないように設定される場合に、ターゲットアウェイクタイム（又は、スロット境界）でアウェイク状態に切り替わるＳＴＡは、ＣＣＡを行うことなく直ちにチャネルアクセスを行うことができる。

ＯＢＳＳ（Ｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇ ＢＳＳ）環境では、一つのＢＳＳで設定するターゲットアウェイクタイムにＳＴＡが起床してチャネルアクセスを行うタイミングに、他のＢＳＳで送受信が行われることもあり、衝突が発生することがある。また、様々な原因によって、ドーズ状態にあるＳＴＡのクロック（ｃｌｏｃｋ）が同一ＢＳＳ内の他のＳＴＡのクロックと時間同期が取れていない場合もあり、このような場合、アウェイク状態に切り替わるＳＴＡのチャネルアクセスは、当該ＢＳＳに属した他のＳＴＡの送信と衝突することもある。

したがって、ターゲットアウェイクタイム（又は、スロット境界）でＳＴＡが起床して直ちにＣＣＡを行わずにチャネルアクセスをすることを容易にする（ｆａｃｉｌｉｔａｔｅ）ために、本発明ではＡＰがＳＴＡに時間同期のためのフレーム（以下、同期フレーム）を送信することを提案する。具体的に、本発明では、ＡＰがＳＴＡのターゲットアウェイクタイム（又は、スロット境界）に合わせて当該ＳＴＡに同期フレームを送信することができる。ここで、同期フレームは、ＳＴＡの上りリンク送信のための場合は、上りリンク同期フレームと呼ぶことができる。

このような本発明の提案によれば、ターゲットアウェイクタイム（又は、スロット境界）でドーズ状態からアウェイク状態に切り替わるＳＴＡが同期フレームを聴取でき、これを用いてＢＳＳと同期を取った後にチャネルアクセスプロトコルを開始することができる。

また、本発明では、同期フレームをＮＤＰ（Ｎｕｌｌ Ｄａｔａ Ｐａｃｋｅｔ）フレームフォーマットとすることを提案する。本発明によれば、ターゲットアウェイクタイム（又は、スロット境界）でドーズ状態からアウェイク状態に切り替わるＳＴＡが直ちにチャネルアクセス動作を行うようにするためには、非常に短い時間に媒体（又は、チャネル）に対する同期化を達成しなければならず、既存のフレームフォーマットに比べてデータフィールドを含まないため非常に短い長さを持つＮＤＰフレームの形態で同期フレームを構成することが好ましい。これによれば、ＳＴＡが同期フレームを受信するためにかかる電力の消耗も最小化することができる。

図２０は、本発明の一例に係るＮＤＰフレームフォーマットについて説明するための図である。

図２０（ａ）は、既存の基本的なＩＥＥＥ８０２．１１ ＰＰＤＵ（ＰＬＣＰ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ） Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）フレームフォーマットを示す。

既存のＰＰＤＵ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）フィールドで構成される。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だけで構成されてもよい。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フィールドが含まれてもよい。

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。

ＳＩＧフィールドは、ＲＡＴＥフィールド及びＬＥＮＧＴＨフィールド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もできる。

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、必要な場合には埋め草（ｐａｄｄｉｎｇ）ビットを含むこともできる。ＳＥＲＶＩＣＥフィールドの一部ビットは、受信端に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（ｐａｄｄｉｎｇ）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。

図２０（ｂ）は、既存のＣＴＳフレームフォーマットを示す図である。

既存のＣＴＳフレームは、ＭＡＣフレームフォーマットとして定義され、種類によって区別すると制御フレーム（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｆｒａｍｅ）に該当する。ＭＡＣフレームは、基本的に、ＭＡＣヘッダー、フレームボディー、及びＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）で構成される。ＭＡＣフレームは、ＭＡＣ ＰＤＵで構成されて、図２０（ａ）のＰＰＤＵフレームフォーマットのデータ部分におけるＰＳＤＵを通じて送信／受信されてもよい。

図２０（ｂ）の例示で、ＣＴＳフレームフォーマットは、フレーム制御（ｆｒａｍｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールド、期間（Ｄｕｒａｔｉｏｎ）フィールド、ＲＡ（Ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ Ａｄｄｒｅｓｓ）フィールド、及びＦＣＳフィールドで構成される。期間フィールドは、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、これを他のＳＴＡのＮＡＶ設定に用いることができる。ＲＡフィールドは、ＣＴＳフレームを受信するＳＴＡのアドレスに該当する。ここで、フレーム制御フィールド、期間フィールド、ＲＡフィールドがＭＡＣヘッダーを構成する。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、これを他のＳＴＡのＮＡＶ設定に用いることができる。ＲＡフィールドは、ＣＴＳフレームを受信するＳＴＡのアドレスに該当する。ここで、フレーム制御フィールド、期間フィールド、ＲＡフィールドがＭＡＣヘッダーを構成する。すなわち、ＣＴＳフレームフォーマットは、フレームボディー無しでＭＡＣヘッダー及びＦＣＳだけで構成される。

フレーム制御フィールドは、プロトコルバージョン（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｖｅｒｓｉｏｎ）フィールド、Ｔｙｐｅフィールド、Ｓｕｂｔｙｐｅフィールド、Ｔｏ ＤＳフィールド、Ｆｒｏｍ ＤＳフィールド、ＭＦ（Ｍｏｒｅ Ｆｒａｇｍｅｎｔ）フィールド、Ｒｅｔｒｙフィールド、ＰＭ（Ｐｏｗｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）フィールド、ＭＤ（Ｍｏｒｅ Ｄａｔａ）フィールド、ＰＦ（Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ Ｆｒａｍｅ）フィールド、及びＯｒｄｅｒフィールドで構成することができる。

図２０（ｃ）は、本発明で提案するＮＤＰフレームフォーマットを示す。ＮＤＰフレームは、データパケットを含まないフレーム構造を意味する。すなわち、ＮＤＰフレームは、図２０（ａ）において先頭におけるＰＬＣＰプリアンブル部分とＳＩＧフィールドのみを含み、残りの部分（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。本発明では、チャネルアクセスのためにＳＴＡがＡＰに送信するフレームとＡＰがＳＴＡに送信するフレームに対して、図２０（ｃ）のようなＮＤＰフレームフォーマットを用いることによって、ＳＴＡの電力消耗を低減し、遅延時間を減らすことができる。例えば、本発明で提案する同期フレームとしてＮＤＰフレームを用いることができる。

具体的に、前述した本発明の提案のように、ＡＰが特定ＳＴＡのために設定するターゲットアウェイクタイムでアウェイク状態に切り替わるＳＴＡは、ＣＣＡを行わずにチャネルアクセスを行うことができる。当該ＳＴＡが媒体（又は、チャネル）に速やかに同期化することを容易にするために、ＡＰはＳＴＡにＮＤＰフレームで構成される同期フレームを送信することができる。

図２０（ｃ）のようにＮＤＰフレームフォーマットを構成する場合に、図２０（ａ）のデータフィールド（例えば、図２０（ｂ）のＭＡＣ制御フレーム）が含まれないため、データフィールドに属するＰＳＤＵ（すなわち、ＭＡＣフレーム）のフレーム制御フィールドに該当する情報も含まれない。しかし、ＮＤＰフレームを送受信するために最小限の制御情報はＮＤＰフレーム内に含まれなければならない。そのために、本発明では、図２０（ｃ）のＳＩＧフィールドに同期化のための最小限の制御情報が含まれることを提案する。

すなわち、前述したように、ＮＤＰフレームは、ＳＴＦ、ＬＴＦ、ＳＩＧフィールドだけで構成される。ここで、ＳＴＦ及びＬＴＦフィールドは、ＳＩＧフィールドをデコードするために必要なチャネル推定信号（又は、シーケンス）で構成される。ＳＩＧフィールドは、複数のサブフィールドで構成することができる。例えば、ＳＩＧフィールドは、期間（Ｄｕｒａｔｉｏｎ）サブフィールド及びＢＳＳＩＤ（ＢＳＳ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）サブフィールドなどを含むことができる。また、ＳＩＧフィールドは、上記２つのサブフィールドに加えて他のサブフィールドを含んでもよい。上記サブフィールドの順序は特に制限されず、例示的なものである。

ＢＳＳＩＤサブフィールドは、図２０（ｃ）のＮＤＰフレーム（すなわち、同期フレーム）を送信するＡＰを識別するための情報である。また、ＢＳＳＩＤサブフィールドは、ＢＳＳＩＤの短縮された（ａｂｂｒｅｖｉａｔｅｄ）形態で定義される部分ＢＳＳＩＤ（Ｐａｒｔｉａｌ ＢＳＳＩＤ；ＰＢＳＳＩＤ）に該当してもよい。また、ＢＳＳＩＤサブフィールドは、当該ＡＰを識別するための用途の所定の形態のＩＤ値（例えば、新しい形態のＢＳＳＩＤ、又は既存のＢＳＳＩＤをハッシュ（ｈａｓｈｉｎｇ）した結果値など）に該当してもよい。

サブフィールドは、当該ＮＤＰフレーム（すなわち、同期フレーム）を受信するＳＴＡ以外の他のＳＴＡがＮＡＶを設定する用途に用いられてもよい。すなわち、期間サブフィールドは、ＣＴＳフレーム自体の送信に必要な時間又はデータ／管理フレームを送信し、ＡＣＫを受信するために必要な時間などを示す値に設定することができ、これによって、他のＳＴＡはその時間の間には送信を行わないようにＮＡＶを設定することができる。

又は、ＮＤＰフレーム（すなわち、同期フレーム）を受信するＳＴＡにとっては、期間サブフィールドの値が０である場合、当該ＮＤＰフレーム（すなわち、同期フレーム）を受信すると直ちに当該ＳＴＡのチャネルアクセスが許容されることと解釈されてもよい。期間サブフィールドの値が０でない場合、当該ＮＤＰフレーム（すなわち、同期フレーム）を受信した時点から期間サブフィールドの値に該当する時間後に当該ＳＴＡのチャネルアクセスが許容されることと解釈されてもよい。期間サブフィールドの値が０である場合、ＣＦ（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｆｒｅｅ）−ＥＮＤフレームと同一の役割を持ち、期間サブフィールドの値が０以外の場合、ＣＦ（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｆｒｅｅ）−Ｐｏｌｌフレームと類似の用途に用いられてもよい。

ＣＲＣサブフィールドは、ＮＤＰフレームのＳＩＧフィールドに対するエラー検出のために用いることができる。

あるＳＴＡのターゲットアウェイクタイム（又は、スロット境界）で、当該ＳＴＡにＡＰが同期フレームとして図２０（ｃ）のＮＤＰフレームを送信することができる。

図２１は、本発明の一例に係るチャネルアクセス方法を説明するための図である。

段階Ｓ２１１０で第１のＳＴＡ（例えば、ＡＰ）は第２のＳＴＡ（例えば、ｎｏｎ−ＡＰ ＳＴＡ）に一つ以上のスロット（又は、ターゲットアウェイクタイムインターバル）、一つ以上のスロット境界（又は、ターゲットアウェイクタイム）に関する設定情報を提供することができる。

段階Ｓ２１２０で、第１のＳＴＡは第２のＳＴＡのスロット境界（又は、ターゲットアウェイクタイム）で同期フレームを送信することができる。同期フレームは、図２０（ｃ）のようなＮＤＰフレームで構成されてもよく、ＢＳＳＩＤ情報と期間（Ｄｕｒａｔｉｏｎ）情報を含むことができる。

段階２１３０で、第２のＳＴＡは、第１のＳＴＡによって設定されたスロット境界（又は、ターゲットアウェイクタイム）でアウェイク状態に切り替わって上記段階Ｓ２１２０で同期フレームを受信した後、チャネルアクセスを行うことができる。仮に、ＴＸＯＰのスロット境界重畳が禁止される場合、第２のＳＴＡはＣＣＡを行うことなく直ちに段階Ｓ２１３０でチャネルアクセスを開始することができる。チャネルアクセス開始は競合を経て（すなわち、バックオフ過程を経て）フレームを送信することを含む。

図２１で説明した通り、ＮＤＰフレームで構成された同期フレームを用いて、スロット境界（又は、ターゲットアウェイクタイム）でアウェイク状態に切り替わる第２のＳＴＡがＣＣＡを行わずにチャネルアクセスを行うため、第２のＳＴＡの電力消耗を最小化することができる。

前述した本発明の様々な実施例で説明した事項は、独立して適用されてもよく、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い。

図２２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。

ＡＰ１０は、プロセッサ１１、メモリー１２、送受信器１３を備えることができる。ＳＴＡ２０は、プロセッサ２１、メモリー２２、送受信器２３を備えることができる。送受信器１３及び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及び２１は、送受信器１３及び２１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及び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ＡＰ及びＳＴＡの動作を具現するモジュールがメモリー１２及び２２に格納され、プロセッサ１１及び２１によって実行されてもよい。メモリー１２及び２２は、プロセッサ１１及び２１の内部に含まれてもよく、又はプロセッサ１１及び２１の外部に設けられて、プロセッサ１１及び２１と公知の手段によって接続されてもよい。

このようなＡＰ及びＳＴＡ装置の具体的な構成は、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、重複する内容は明確性のために説明を省略する。

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。

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。

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、以上で説明され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で具現することができる。ソフトウェアコードは、メモリーユニットに保存され、プロセッサによって駆動されてよい。メモリーユニットは、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交換することができる。

以上開示された本発明の好ましい実施例についての詳細な説明は、当業者が本発明を具現して実施できるように提供された。以上では本発明の好適な実施例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理解されるように、本発明の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することもできる。例えば、当業者は、上記の実施例に記載された各構成を互いに組み合わせる方式で用いてもよい。したがって、本発明は、ここに開示されている実施形態に制限されるものではなく、ここに開示されている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。

以上の本発明の様々な実施の形態は、ＩＥＥＥ ８０２．１１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一の方式で適用されてもよい。

Claims (15)

1. 無線通信システムのステーション（ＳＴＡ）によってアクセスポイント（ＡＰ）との時間同期化を行う方法であって、前記方法は、
   前記ステーション（ＳＴＡ）のチャネルアクセスが許容される少なくとも１つのスロットに関する設定情報を前記アクセスポイント（ＡＰ）から受信することと、
   前記少なくとも１つのスロットのスロット境界で前記アクセスポイント（ＡＰ）から同期フレームを受信することと、
   前記同期フレームに基づいて前記ＡＰとの前記時間同期化を行うことと、
   前記受信された同期フレームが前記ＡＰの識別を含むときにチャネルにアクセスすることと
   を含み、
   前記同期フレームは、Ｎｕｌｌ Ｄａｔａ Ｐａｃｋｅｔ（ＮＤＰ）フレームであり、
   前記同期フレームは、無線媒体（ＷＭ）が前記少なくとも１つのスロットの前記スロット境界において遊休であるときに前記ＡＰから受信される、方法。
2. 前記同期フレームは、Ｓｈｏｒｔ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ（ＳＴＦ）、Ｌｏｎｇ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ（ＬＴＦ）及びＳＩＧＮＡＬ（ＳＩＧ）フィールドを含み、データフィールドを含まないＰｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ（ＰＰＤＵ）フレームである、請求項１に記載の方法。
3. 前記ＳＩＧフィールドは、Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ（ＢＳＳＩＤ）フィールド及び期間フィールドを含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記ＢＳＳＩＤフィールドは、前記ＡＰの前記識別を含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記ステーション（ＳＴＡ）以外のＳＴＡのＮｅｔｗｏｒｋ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ（ＮＡＶ）が、前記期間フィールドの値に基づいて設定される、請求項３に記載の方法。
6. 前記ステーション（ＳＴＡ）のＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ（ＴＸＯＰ）が前記スロット境界と重なることが許容されない場合、チャネルアクセスは、Ｃｌｅａｒ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ（ＣＣＡ）を行わずに開始される、請求項１に記載の方法。
7. 前記ＣＣＡは、前記ステーション（ＳＴＡ）がＮｅｔｗｏｒｋ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ（ＮＡＶ）を設定できるフレームシーケンスまで、又はＰｒｏｂｅＤｅｌａｙ値と同じ時間期間が過ぎるまで行われる、請求項６に記載の方法。
8. 前記少なくとも１つのスロットの設定情報は、前記ステーション（ＳＴＡ）の制限的なチャネルアクセスが許容される時間区間の設定情報である、請求項１に記載の方法。
9. 無線通信システムにおいてアクセスポイント（ＡＰ）との時間同期化を行うように構成されたステーション（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、
   前記送受信器を用いて、前記ステーション（ＳＴＡ）のチャネルアクセスが許容される少なくとも１つのスロットに関する設定情報を前記アクセスポイント（ＡＰ）から受信することと、前記送受信器を用いて、前記少なくとも１つのスロットのスロット境界で前記アクセスポイント（ＡＰ）から同期フレームを受信することと、前記同期フレームに基づいて前記ＡＰとの前記時間同期化を行うことと、前記受信された同期フレームが前記ＡＰの識別を含むときにチャネルにアクセスすることとを実行し、
   前記同期フレームは、Ｎｕｌｌ Ｄａｔａ Ｐａｃｋｅｔ（ＮＤＰ）フレームであり、
   前記同期フレームは、無線媒体（ＷＭ）が前記少なくとも１つのスロットの前記スロット境界において遊休であるときに前記ＡＰから受信される、ＳＴＡ装置。
10. 前記同期フレームは、Ｓｈｏｒｔ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ（ＳＴＦ）、Ｌｏｎｇ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ（ＬＴＦ）及びＳＩＧＮＡＬ（ＳＩＧ）フィールドを含み、データフィールドを含まないＰｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ（ＰＰＤＵ）フレームである、請求項９に記載のＳＴＡ装置。
11. 前記ＳＩＧフィールドは、Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ（ＢＳＳＩＤ）フィールド及び期間フィールドを含む、請求項１０に記載のＳＴＡ装置。
12. 前記ＢＳＳＩＤフィールドは、前記ＡＰの前記識別を含む、請求項１１に記載のＳＴＡ装置。
13. 前記ステーション（ＳＴＡ）以外のＳＴＡのＮｅｔｗｏｒｋ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ（ＮＡＶ）が、前記期間フィールドの値に基づいて設定される、請求項１１に記載のＳＴＡ装置。
14. 前記ステーション（ＳＴＡ）のＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ（ＴＸＯＰ）が前記スロット境界と重なることが許容されない場合、チャネルアクセスは、Ｃｌｅａｒ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ（ＣＣＡ）を行わずに開始される、請求項９に記載のＳＴＡ装置。
15. 前記ＣＣＡは、前記ステーション（ＳＴＡ）がＮｅｔｗｏｒｋ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ（ＮＡＶ）を設定できるフレームシーケンスまで、又はＰｒｏｂｅＤｅｌａｙ値と同じ時間期間が過ぎるまで行われる、請求項１４に記載のＳＴＡ装置。