スケジューラ・システム及びその方法
ＱＡＰがフレームのダウンストリーム送信と、アップストリームおよびサイドストリームのトラフィックのポーリングの認可とを連続的に行うことを可能にする、ＭＡＣフレームに基づく方法およびシステムを開示する。発明したスケジューリング方法は、必須ＴＳＰＥＣパラメータの最小セットを用いてスケジュールを生成する。これにより、無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）における性能要件を最小限にすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に通信システムに関し、より詳細には、本発明は、アップストリームおよびサイドストリームの少なくとも一方のトラフィックに対するポーリングの認可とフレームのダウンストリーム送信を効率的に行うためのスケジューラおよび関連方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スケジューリングは、複数のユーザが共通リソースを共用するデータ・ネットワークのサービス品質（ＱｏＳ）を実現するうえで不可欠である。これは特に、無線リンクの場合に当てはまる。すなわち、無線リソースの不足および無線品質の時間変動性のため、無線リンクの時間変動性は、無線データ・サービスのスケジューリング・ポリシーを設計するうえで重大な課題をもたらす。現在、ほとんどのスケジューリング・ポリシーは、キューの長さ、または着信レート、または伝送媒体アクセス制御（ＭＡＣ）フレーム中のタイム・スタンプに依存し、チャネル容量は考慮していない。すべてのユーザにとってのチャネル容量が有線システム並みに一定であれば、それでも十分であろう。しかし、無線ネットワークの状況においては、そうした方式の欠点は、チャネル容量（すなわち、チャネル状態および絶えず変動する伝送レート）を考慮しないために、無線リソースを十分に利用しきれないことである。
【０００３】
現在、８０２．１１ ＭＡＣにおいて、「ベスト・エフォート」モデルと呼ぶ、簡略化されたモデルが提案されている。この簡略化された方式では、異なる用途とフレームを区別せずに、すべてのフレームが同じレベルのサービスを受ける。このモデルによれば、可能な限り早くフレームを転送しようと試みられるが、サービス品質（ＱｏＳ）実現に関して量的な約束はされない。しかし、サービス品質ＭＡＣである８０２．１１ｅの出現により、様々なストリームのＱｏＳ要件を保証するためにスケジューラが必要とされている。
【０００４】
そこで、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｅ／Ｄ４．０．標準草案の上に組み込むことができ、ＱｏＳアクセス・ポイント（ＱＡＰ）がストリームおよびスケジュールのＱｏＳ要件を適宜考慮することを可能にするスケジューリング・ポリシーが必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）に用いて、ＱＡＰがフレームのダウンストリーム送信と、アップストリームおよびサイドストリームのトラフィックに対するポーリングの認可とを連続的に行うことを可能にするスケジューリング方法を対象とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、少なくとも１つのアクセス・ポイント（ＱＡＰ）と少なくとも１つの局（ＷＳＴＡ）とを有する無線通信ネットワークにおけるデータ・ストリームの送信をスケジュールするスケジューリング方法を提供する。この方法は、ＱＡＰが少なくとも１つのＷＳＴＡから、少なくとも１つの送信用データ・ストリームの送信要求を受信し、ＱＡＰがそのデータ・ストリームの送信要求を認可し、ＷＳＴＡが、そのデータ・ストリームの特性を定義するパラメータ・セットからなるＭＡＣフレームを送信し、ＱＡＰが、少なくとも１つのＷＳＴＡにサービスを提供するためのスケジュール・アルゴリズムに従ってサービス時刻および送信時刻を計算することによって達成される。このスケジュール・アルゴリズムは、計算されたサービス時刻および送信時刻で、少なくとも１つのデータ・ストリームの送信をスケジュールするよう動作し、ＭＡＣフレームのパラメータには、平均データ・レート（ρｉ）、公称ＭＳＤＵサイズ（Ｌｉ）、最大サービス間隔または遅延の上限（Ｄｉ）、伝送レート（Ｒｉ）、最大ＭＳＤＵサイズ（Ｍｉ）が含まれる。
【０００７】
本発明の別の態様によれば、少なくとも１つのアクセス・ポイント（ＱＡＰ）と少なくとも１つの局（ＷＳＴＡ）とを含む無線通信ネットワークにおけるデータ・ストリームの送信をスケジュールするシステムを提供する。このシステムは、少なくとも１つのＷＳＴＡから少なくとも１つのデータ・ストリームが、少なくとも１つのデータ・ストリームの特性を定義するパラメータ・セットからなるＭＡＣフレームに基づいて生成されているかどうかを、ＱＡＰにおいて判断する手段と、スケジュール・アルゴリズムに従って、少なくとも１つのＷＳＴＡにサービスを提供するためのサービス時刻および送信時刻を、ＱＡＰにおいて計算する手段と、計算したサービス時刻および送信時刻でＷＳＴＡが少なくとも１つのデータ・ストリームを送信する手段とを含む。サービス時刻および送信時刻を計算する手段はさらに、サービス間隔（ＳＩ）および前記ＳＩに対するＴＸＯＰ継続時間を決定する手段を含み、ＳＩは、ＳＩより低い数を選択することによって決定され、ビーコン間隔の約数である。
【０００８】
このあとの詳細な説明を、以下に示す添付図面と併せて参照することにより、本発明の方法および装置をより完全に理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下の説明では、本発明の完全な理解が得られるように、限定ではなく説明のために、特定の構成、インターフェース、技法などの具体的な詳細を示した。説明を簡潔かつ明確にするために、よく知られた装置、回路、および方法の詳細な説明を省略して、本発明の説明が不要な詳細によって不明瞭にならないようにした。
【００１０】
発明した方法は、無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）でのアップストリーム、ダウンストリーム、およびサイドストリームのスケジューリングの性能要件を最小限にするスケジューリング・アルゴリズムである。この方法は、ＱＢＳＳネットワークにおいて、アクセス・ポイント（ＱＡＰ）によって実施されることを想定している。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態が適用される代表的なネットワーク１００を例示したものである。図１に示すＱＢＳＳネットワーク１００は、固定ネットワーク１１１に結合されたＱＡＰ１０３と、複数の局（ＷＳＴＡ１〜ＷＳＴＡ３）１１０、１１２、１１４とを含む。ＱＡＰ１０３の主要機能の１つは、データ・パケットの送信を促進することである。データ・パケットには、「Ｕ」というラベルで示した「アップストリーム」パケット（すなわち、ＷＳＴＡ１１０〜１１４からＱＡＰ１０３の方向に送信されるパケット）、「Ｄ」というラベルで示した「ダウンストリーム」パケット（すなわち、ＱＡＰ１０３からＷＳＴＡ１１０〜１１４の方向に送信されるパケット）、「Ｓ」というラベルで示した「サイドストリーム」パケット（すなわち、ＷＳＴＡ１１０〜１１４の１つから別のＷＳＴＡに送信されるパケット）などがある。図１には、例示のために、限られた数のＷＳＴＡしか示していないが、ＷＬＡＮは、はるかに多数のＷＳＴＡ同士の同時通信をサポートできることを理解されたい。したがって、図面におけるＷＳＴＡの数は、本発明の範囲を限定するものではない。
【００１２】
図２は、図１のＱＡＰ１０３の機能要素のブロック図である。ＱＡＰ１０３はスケジューラ１０５を含み、スケジューラ１０５は、第１に、ＱＡＰ１０３がＷＳＴＡに対してアップストリーム、サイドストリーム、およびダウンリンク・トラフィックの少なくとも一つに関するサービスを提供しなければならない時点を決定し、第２に、ＷＳＴＡ１１０〜１１４の事前ネゴシエート済みデータ・レートおよび他のＱｏＳ要件を満たすように、トラフィックを送信したいＷＳＴＡ１１０〜１１４のそれぞれにサービスを提供するサービス提供時間（ＴＸＯＰ）を決定する。ＱＡＰ１０３はさらに、ＷＳＴＡ１１０〜１１４からのトラフィックをＱＢＳＳにおいて許可できるかどうか、およびそのＱｏＳ要件を満たすことができるかどうかを、利用可能な帯域幅に応じて決定する許可制御ユニット１０７を含む。
【００１３】
本発明は、パラメータ化されたＱｏＳトラフィックをスケジュールすることだけを対象としている。ＩＥＥＥ ８０２．１１標準で定義されるように、パラメータ化されたトラフィックは、各フレームのＭＡＣヘッダにある１６ビットＱｏＳ制御フィールドの一部として含まれる８〜１５の範囲の優先度値によって識別される。優先度値８〜１５は、トラフィック・ストリーム識別子（ＴＳＩＤ）として解釈される。パラメータ化されたトラフィックとしては、例えば、ビデオ電話、低コストのビデオ会議、イメージング、高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）、ストリーミング・オーディオ、および／またはストリーミング・ビデオなどがある。これらの用途のそれぞれが、それぞれの帯域幅要件に応じて異なる要求を無線通信ネットワーク１００に対して行う可能性がある。つまり、上記の用途のいくつかは、他の用途より多数のビットを必要とする（例えば、ＨＤＴＶビデオ・ストリームは２４Ｍｂｐｓである）。一般に、実時間用途のほとんどは、多数のビットを必要とするため、通信ネットワーク１００に対して高い要求を行う。その他の用途（例えば、通常は１２８Ｋｂｐｓで送信されるステレオ・オーディオなど）は、それほどビットを必要としないので、ネットワーク１００のリソースに対する要求が低くなる。したがって、ネットワーク１００が処理する、これらの様々に異なるネットワーク要求を効率的にスケジュールするメカニズムが必要である。
【００１４】
ＱＡＰ１０３においてスケジューリングを効率的に実施するために、スケジューラ１０５は、次の２つのプロセスを制御しなければならない。（１）ＷＳＴＡ１１０〜１１４が送信しようとするアップストリームまたはサイドストリームのストリームがあるかどうかを調べるプロセスと、（２）ＱＡＰ１０３を介して固定ネットワーク１１１からＷＳＴＡ １１０〜１１４にダウンストリーム送信するように要求されたデータがあるかどうかを調べるプロセスである。（１）のプロセスは、ＱＡＰ１０３においてスケジューラ１０５が実施するポーリング操作によって達成される。スケジューラ１０５は、このポーリング操作で、どのＷＳＴＡが、ＱＡＰ１０３にアップストリーム送信すべきトラフィック・ストリーム、または他のＷＳＴＡ１１０〜１１４にサイドストリーム送信すべきトラフィック・ストリームを持っているかを調べる。
【００１５】
１つまたは複数のＷＳＴＡ１１０〜１１４が送信または受信すべきトラフィック・ストリームを持っていることをスケジューラ１０５がつきとめると、ＱＡＰ１０３と、データをアップストリーム送信またはサイドストリーム送信しようとする１つまたは複数のＷＳＴＡ１１０〜１１４との間でネゴシエーション・セッションが実施される。
【００１６】
ネゴシエーション・セッションの一環として、ＱＡＰ１０３内の許可制御ユニット１０７が、要求元のＷＳＴＡに許可を与えるために許可プロトコルを呼び出す。１つのＷＳＴＡに許可が与えられると、許可を与えられた要求元のＷＳＴＡがネゴシエーション処理を進め、送信するトラフィック・ストリームに関連する、データ・レートおよび他のトラフィックＱｏＳ特性を含む特定パラメータをＱＡＰ１０３に通知する。これらのパラメータがＱＡＰ１０３で受信されると、ＱＡＰ１０３に関連付けられたスケジューラ１０５が、各トラフィック・ストリーム（すなわち、要求元のＷＳＴＡ）のパラメータ・データを収集し、事前ネゴシエート済みのデータ・レートおよび他のＱｏＳ要件を満たすようにデータをアップストリーム送信、ダウンストリーム送信、またはサイドストリーム送信することを要求している各ＷＳＴＡにサービスを提供する時点を前もって計算する。
【００１７】
以下、本発明の実施形態を、スケジューラの動作ステップと関連付けて詳細に説明する。
【００１８】
動作中は、各ＷＳＴＡが、ＭＡＣフレーム（またはトラフィック仕様（ＴＳＰＥＣ）フレーム）を送信する。これには、ＱＡＰがＱｏＳ機能の適切な動作のために必要とする情報が含まれる。ＩＥＥＥ ８０２．１１ｅで説明されているＴＳＰＥＣフレームのフォーマットを図３に示す。図に示すように、ＴＳＰＥＣは、パラメータ化されたＱｏＳトラフィック転送をサポートするためにＱＡＰおよび非ＱＡＰのＷＳＴＡが使用する、トラフィック・ストリームの特性およびＱｏＳ期待値を定義するパラメータ・セットを含む。本発明のスケジューリング方法の重要な特徴は、発明した、簡略化されたスケジューリング方法が、必須ＴＳＰＥＣパラメータの最小限の集合を用いてスケジュールを生成する点である。
【００１９】
図３では、スケジューラ１０５が、ＴＸＯＰ継続時間およびサービス間隔を生成するために、本発明で示されるＴＳＰＥＣパラメータの必須セット、すなわち、（１）平均データ・レート（ρ）、（２）公称ＭＳＤＵサイズ（Ｌ）、および（３）最大サービス間隔または遅延の上限（Ｄ）を用いる。スケジューラ１０５はさらに、ＴＸＯＰ継続時間およびサービス間隔を生成するために利用可能な他のパラメータ、すなわち、（ｉ）最小ＰＨＹレート（Ｒ）、（ｉｉ）最大サイズＭ＝２３０４バイトのＭＳＤＵ、および（ｉｉｉ）時間単位のオーバーヘッド（Ｏ）も用いる。好ましい実施形態では、ストリームのスケジュールを、２つのステップで計算する。第１のステップは、スケジュールされたサービス間隔（ＳＩ）の計算である。第２のステップでは、ストリームについて、所与のＳＩでのＴＸＯＰ継続時間を計算する。
【００２０】
送信する権利の、ＷＳＴＡへの割り振りの基本単位がＴＸＯＰであることに留意されたい。各ＴＸＯＰは、（先行フレームの終了時点を基準とする）暗黙的な開始時刻と、定義済みの最大長さとによって定義される。したがって、ＴＸＯＰは、１つの局からの送信にかかる全時間、またはデータ・ストリームを送信したい各ＷＳＴＡ１１０〜１１４をポーリングするポーリング時間である。
【００２１】
許可制御プロセス
まず、ＱＡＰが、特定ＷＳＴＡ向けのストリームの送信を許可できるかどうかを決定する必要がある。これに関して、最大サービス間隔または遅延（Ｄ）の間に着信するフレームの数（Ｎ）を、次のように計算する。
Ｎｉ＝Ｄｉρｉ／Ｌｉ
【００２２】
次に、Ｄの間にこのストリームに割り振られるＴＸＯＰｉを、次のように計算する。
ＴＸＯＰｉ＝ＮｉＬｉ／Ｒｉ＋Ｏ
ここで、Ｏは時間単位内のオーバーヘッドを表す。
【００２３】
上記データを用いて、特定ストリームが許可されるかどうかを判断する。次の式が満たされれば、ＱＡＰがストリームを許可する。満たされない場合は、ＱＡＰが拒否する。
【数１】
ｉ＋１は、新しく着信したストリームを表す。加算の添え字は、既に許可され、ＱＡＰからサービスを受けているストリームを表す。
【００２４】
ストリームが許可された場合、スケジューラ１０５は、次のように、ＳＩおよびＴＸＯＰ継続時間の計算に進む。
【００２５】
サービス間隔（ＳＩ）の計算
スケジュールされたサービス間隔の計算を、次のように行う。まず、スケジューラが、許可されたすべてのストリームについて、すべての最大サービス間隔（または遅延の上限）の最小値を計算する。ここで、この最小値を「ｍ」とする。次にスケジューラは、ビーコン間隔の約数である、「ｍ」より小さな数を選択する。この値が、ストリームを許可されたすべてのＷＳＴＡに対する、スケジュールされたサービス間隔になる。例えば、最大サービス間隔＝６０、６５、７０ｍｓの３つのストリームがあって、ビーコン間隔が１００ｍｓであれば、サービス間隔（ＳＩ）＝５０ｍｓを選択する。
【００２６】
ＴＸＯＰ継続時間の計算
許可されたストリームのＴＸＯＰ継続時間を計算する場合にスケジューラ１０５が用いるパラメータは、ネゴシエート済みＴＳＰＥＣからの平均データ・レート（ρ）および公称ＭＳＤＵサイズ（Ｌ）、さきほど計算した、スケジュールされたサービス間隔（ＳＩ）、物理伝送レート（Ｒ）、最大ＭＳＤＵのサイズ（すなわち、２３０４バイト（Ｍ））、および時間単位内のオーバーヘッド（Ｏ）である。物理伝送レートとして、ＴＳＰＥＣでネゴシエートされた最小ＰＨＹレートを用いることができることに留意されたい。ＡｄｄＴＳ応答フレーム内で最小ＰＨＹレートが明言されていない場合、スケジューラは、観察されたＰＨＹレートをＲとして用いることができる。この実施形態では、時間単位のオーバーヘッドは、フレーム間スペース、ＡＣＫ、およびＣＦ−Ｐｏｌｌを含むものとしている。この例では、説明を簡潔にするために、オーバーヘッド計算の詳細を省略している。
【００２７】
次に、ＴＸＯＰ継続時間を次のように計算する。まず、スケジューラが、ＳＩの間に平均データ・レートで着信したＭＳＤＵの数を計算する。この数Ｎを次式で計算する。
【数２】
【００２８】
次にスケジューラは、ＴＸＯＰ継続時間を、次式のように、（１）ＲｉでＮｉフレームを送信するまでの時間と（２）Ｒｉで１つの最大サイズＭＳＤＵを送信するまでの時間の大きいほう（＋オーバーヘッド）として計算する。
【数３】
【００２９】
一例を図４に示す。ＱＳＴＡ「ｉ」からのストリームが許可されている。ビーコン間隔は１００ｍｓであり、ストリームの最大サービス間隔は６０ｍｓである。スケジューラは、前述のステップを用いて、スケジュールされたサービス間隔（ＳＩ）を５０ｍｓと計算する。
【００３０】
許可されたストリームの最大サービス間隔が現在のＳＩより小さい間、同じプロセスを連続的に繰り返す。一例を図５に示す。
【００３１】
現在のＳＩより小さい最大サービス間隔で新しいストリームが許可された場合、スケジューラは、現在のＳＩを、新しく許可されたストリームの最大サービス間隔より小さい数に変更する必要がある。したがって、現在許可されているストリームのＴＸＯＰ継続時間も、新しいＳＩで計算し直す必要がある。
【００３２】
ストリームがドロップされた場合、スケジューラは、空いた時間を使用して競合を再開することができる。スケジューラはまた、ドロップされたＱＳＴＡの後に続くＱＳＴＡのＴＸＯＰを移動して、使用されなかった時間を使用することも選択できる。ＱＳＴＡｊのストリームが除去された場合の例を図６に示す。ただし、この最後の選択肢の場合は、すべてのＱＳＴＡに対して新しいスケジュールを宣言することが必要となろう。
【００３３】
以上、ＷＬＡＮにおいてＴＳＰＥＣパラメータの最小セットを用いてスケジューラを作成する方法の好ましい実施形態を説明してきたが、当業者であれば、本システムの明白な利点が達成されていることは明らかであろう。これまでの説明は、本発明の例示的実施態様としてのみ解釈されるべきである。当業者であれば、本発明の基本原理または範囲から逸脱することなく、本実施形態と同様の機能性を提供する代替機構を容易に思いつくことができよう。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態の適用される無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態によるＱＡＰのブロック図である。
【図３】特性を定義するパラメータ・セットとトラフィック・ストリームのＱｏＳ期待値とを含むトラフィック仕様（ＴＳＰＥＣ）要素のフォーマットを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態によるポーリング手続きを説明するタイミング図である。
【図５】本発明の一実施形態によるポーリング手続きを説明するタイミング図である。
【図６】本発明の一実施形態によるポーリング手続きを説明するタイミング図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に通信システムに関し、より詳細には、本発明は、アップストリームおよびサイドストリームの少なくとも一方のトラフィックに対するポーリングの認可とフレームのダウンストリーム送信を効率的に行うためのスケジューラおよび関連方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スケジューリングは、複数のユーザが共通リソースを共用するデータ・ネットワークのサービス品質（ＱｏＳ）を実現するうえで不可欠である。これは特に、無線リンクの場合に当てはまる。すなわち、無線リソースの不足および無線品質の時間変動性のため、無線リンクの時間変動性は、無線データ・サービスのスケジューリング・ポリシーを設計するうえで重大な課題をもたらす。現在、ほとんどのスケジューリング・ポリシーは、キューの長さ、または着信レート、または伝送媒体アクセス制御（ＭＡＣ）フレーム中のタイム・スタンプに依存し、チャネル容量は考慮していない。すべてのユーザにとってのチャネル容量が有線システム並みに一定であれば、それでも十分であろう。しかし、無線ネットワークの状況においては、そうした方式の欠点は、チャネル容量（すなわち、チャネル状態および絶えず変動する伝送レート）を考慮しないために、無線リソースを十分に利用しきれないことである。
【０００３】
現在、８０２．１１ ＭＡＣにおいて、「ベスト・エフォート」モデルと呼ぶ、簡略化されたモデルが提案されている。この簡略化された方式では、異なる用途とフレームを区別せずに、すべてのフレームが同じレベルのサービスを受ける。このモデルによれば、可能な限り早くフレームを転送しようと試みられるが、サービス品質（ＱｏＳ）実現に関して量的な約束はされない。しかし、サービス品質ＭＡＣである８０２．１１ｅの出現により、様々なストリームのＱｏＳ要件を保証するためにスケジューラが必要とされている。
【０００４】
そこで、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｅ／Ｄ４．０．標準草案の上に組み込むことができ、ＱｏＳアクセス・ポイント（ＱＡＰ）がストリームおよびスケジュールのＱｏＳ要件を適宜考慮することを可能にするスケジューリング・ポリシーが必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）に用いて、ＱＡＰがフレームのダウンストリーム送信と、アップストリームおよびサイドストリームのトラフィックに対するポーリングの認可とを連続的に行うことを可能にするスケジューリング方法を対象とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、少なくとも１つのアクセス・ポイント（ＱＡＰ）と少なくとも１つの局（ＷＳＴＡ）とを有する無線通信ネットワークにおけるデータ・ストリームの送信をスケジュールするスケジューリング方法を提供する。この方法は、ＱＡＰが少なくとも１つのＷＳＴＡから、少なくとも１つの送信用データ・ストリームの送信要求を受信し、ＱＡＰがそのデータ・ストリームの送信要求を認可し、ＷＳＴＡが、そのデータ・ストリームの特性を定義するパラメータ・セットからなるＭＡＣフレームを送信し、ＱＡＰが、少なくとも１つのＷＳＴＡにサービスを提供するためのスケジュール・アルゴリズムに従ってサービス時刻および送信時刻を計算することによって達成される。このスケジュール・アルゴリズムは、計算されたサービス時刻および送信時刻で、少なくとも１つのデータ・ストリームの送信をスケジュールするよう動作し、ＭＡＣフレームのパラメータには、平均データ・レート（ρｉ）、公称ＭＳＤＵサイズ（Ｌｉ）、最大サービス間隔または遅延の上限（Ｄｉ）、伝送レート（Ｒｉ）、最大ＭＳＤＵサイズ（Ｍｉ）が含まれる。
【０００７】
本発明の別の態様によれば、少なくとも１つのアクセス・ポイント（ＱＡＰ）と少なくとも１つの局（ＷＳＴＡ）とを含む無線通信ネットワークにおけるデータ・ストリームの送信をスケジュールするシステムを提供する。このシステムは、少なくとも１つのＷＳＴＡから少なくとも１つのデータ・ストリームが、少なくとも１つのデータ・ストリームの特性を定義するパラメータ・セットからなるＭＡＣフレームに基づいて生成されているかどうかを、ＱＡＰにおいて判断する手段と、スケジュール・アルゴリズムに従って、少なくとも１つのＷＳＴＡにサービスを提供するためのサービス時刻および送信時刻を、ＱＡＰにおいて計算する手段と、計算したサービス時刻および送信時刻でＷＳＴＡが少なくとも１つのデータ・ストリームを送信する手段とを含む。サービス時刻および送信時刻を計算する手段はさらに、サービス間隔（ＳＩ）および前記ＳＩに対するＴＸＯＰ継続時間を決定する手段を含み、ＳＩは、ＳＩより低い数を選択することによって決定され、ビーコン間隔の約数である。
【０００８】
このあとの詳細な説明を、以下に示す添付図面と併せて参照することにより、本発明の方法および装置をより完全に理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下の説明では、本発明の完全な理解が得られるように、限定ではなく説明のために、特定の構成、インターフェース、技法などの具体的な詳細を示した。説明を簡潔かつ明確にするために、よく知られた装置、回路、および方法の詳細な説明を省略して、本発明の説明が不要な詳細によって不明瞭にならないようにした。
【００１０】
発明した方法は、無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）でのアップストリーム、ダウンストリーム、およびサイドストリームのスケジューリングの性能要件を最小限にするスケジューリング・アルゴリズムである。この方法は、ＱＢＳＳネットワークにおいて、アクセス・ポイント（ＱＡＰ）によって実施されることを想定している。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態が適用される代表的なネットワーク１００を例示したものである。図１に示すＱＢＳＳネットワーク１００は、固定ネットワーク１１１に結合されたＱＡＰ１０３と、複数の局（ＷＳＴＡ１〜ＷＳＴＡ３）１１０、１１２、１１４とを含む。ＱＡＰ１０３の主要機能の１つは、データ・パケットの送信を促進することである。データ・パケットには、「Ｕ」というラベルで示した「アップストリーム」パケット（すなわち、ＷＳＴＡ１１０〜１１４からＱＡＰ１０３の方向に送信されるパケット）、「Ｄ」というラベルで示した「ダウンストリーム」パケット（すなわち、ＱＡＰ１０３からＷＳＴＡ１１０〜１１４の方向に送信されるパケット）、「Ｓ」というラベルで示した「サイドストリーム」パケット（すなわち、ＷＳＴＡ１１０〜１１４の１つから別のＷＳＴＡに送信されるパケット）などがある。図１には、例示のために、限られた数のＷＳＴＡしか示していないが、ＷＬＡＮは、はるかに多数のＷＳＴＡ同士の同時通信をサポートできることを理解されたい。したがって、図面におけるＷＳＴＡの数は、本発明の範囲を限定するものではない。
【００１２】
図２は、図１のＱＡＰ１０３の機能要素のブロック図である。ＱＡＰ１０３はスケジューラ１０５を含み、スケジューラ１０５は、第１に、ＱＡＰ１０３がＷＳＴＡに対してアップストリーム、サイドストリーム、およびダウンリンク・トラフィックの少なくとも一つに関するサービスを提供しなければならない時点を決定し、第２に、ＷＳＴＡ１１０〜１１４の事前ネゴシエート済みデータ・レートおよび他のＱｏＳ要件を満たすように、トラフィックを送信したいＷＳＴＡ１１０〜１１４のそれぞれにサービスを提供するサービス提供時間（ＴＸＯＰ）を決定する。ＱＡＰ１０３はさらに、ＷＳＴＡ１１０〜１１４からのトラフィックをＱＢＳＳにおいて許可できるかどうか、およびそのＱｏＳ要件を満たすことができるかどうかを、利用可能な帯域幅に応じて決定する許可制御ユニット１０７を含む。
【００１３】
本発明は、パラメータ化されたＱｏＳトラフィックをスケジュールすることだけを対象としている。ＩＥＥＥ ８０２．１１標準で定義されるように、パラメータ化されたトラフィックは、各フレームのＭＡＣヘッダにある１６ビットＱｏＳ制御フィールドの一部として含まれる８〜１５の範囲の優先度値によって識別される。優先度値８〜１５は、トラフィック・ストリーム識別子（ＴＳＩＤ）として解釈される。パラメータ化されたトラフィックとしては、例えば、ビデオ電話、低コストのビデオ会議、イメージング、高精細度テレビジョン（ＨＤＴＶ）、ストリーミング・オーディオ、および／またはストリーミング・ビデオなどがある。これらの用途のそれぞれが、それぞれの帯域幅要件に応じて異なる要求を無線通信ネットワーク１００に対して行う可能性がある。つまり、上記の用途のいくつかは、他の用途より多数のビットを必要とする（例えば、ＨＤＴＶビデオ・ストリームは２４Ｍｂｐｓである）。一般に、実時間用途のほとんどは、多数のビットを必要とするため、通信ネットワーク１００に対して高い要求を行う。その他の用途（例えば、通常は１２８Ｋｂｐｓで送信されるステレオ・オーディオなど）は、それほどビットを必要としないので、ネットワーク１００のリソースに対する要求が低くなる。したがって、ネットワーク１００が処理する、これらの様々に異なるネットワーク要求を効率的にスケジュールするメカニズムが必要である。
【００１４】
ＱＡＰ１０３においてスケジューリングを効率的に実施するために、スケジューラ１０５は、次の２つのプロセスを制御しなければならない。（１）ＷＳＴＡ１１０〜１１４が送信しようとするアップストリームまたはサイドストリームのストリームがあるかどうかを調べるプロセスと、（２）ＱＡＰ１０３を介して固定ネットワーク１１１からＷＳＴＡ １１０〜１１４にダウンストリーム送信するように要求されたデータがあるかどうかを調べるプロセスである。（１）のプロセスは、ＱＡＰ１０３においてスケジューラ１０５が実施するポーリング操作によって達成される。スケジューラ１０５は、このポーリング操作で、どのＷＳＴＡが、ＱＡＰ１０３にアップストリーム送信すべきトラフィック・ストリーム、または他のＷＳＴＡ１１０〜１１４にサイドストリーム送信すべきトラフィック・ストリームを持っているかを調べる。
【００１５】
１つまたは複数のＷＳＴＡ１１０〜１１４が送信または受信すべきトラフィック・ストリームを持っていることをスケジューラ１０５がつきとめると、ＱＡＰ１０３と、データをアップストリーム送信またはサイドストリーム送信しようとする１つまたは複数のＷＳＴＡ１１０〜１１４との間でネゴシエーション・セッションが実施される。
【００１６】
ネゴシエーション・セッションの一環として、ＱＡＰ１０３内の許可制御ユニット１０７が、要求元のＷＳＴＡに許可を与えるために許可プロトコルを呼び出す。１つのＷＳＴＡに許可が与えられると、許可を与えられた要求元のＷＳＴＡがネゴシエーション処理を進め、送信するトラフィック・ストリームに関連する、データ・レートおよび他のトラフィックＱｏＳ特性を含む特定パラメータをＱＡＰ１０３に通知する。これらのパラメータがＱＡＰ１０３で受信されると、ＱＡＰ１０３に関連付けられたスケジューラ１０５が、各トラフィック・ストリーム（すなわち、要求元のＷＳＴＡ）のパラメータ・データを収集し、事前ネゴシエート済みのデータ・レートおよび他のＱｏＳ要件を満たすようにデータをアップストリーム送信、ダウンストリーム送信、またはサイドストリーム送信することを要求している各ＷＳＴＡにサービスを提供する時点を前もって計算する。
【００１７】
以下、本発明の実施形態を、スケジューラの動作ステップと関連付けて詳細に説明する。
【００１８】
動作中は、各ＷＳＴＡが、ＭＡＣフレーム（またはトラフィック仕様（ＴＳＰＥＣ）フレーム）を送信する。これには、ＱＡＰがＱｏＳ機能の適切な動作のために必要とする情報が含まれる。ＩＥＥＥ ８０２．１１ｅで説明されているＴＳＰＥＣフレームのフォーマットを図３に示す。図に示すように、ＴＳＰＥＣは、パラメータ化されたＱｏＳトラフィック転送をサポートするためにＱＡＰおよび非ＱＡＰのＷＳＴＡが使用する、トラフィック・ストリームの特性およびＱｏＳ期待値を定義するパラメータ・セットを含む。本発明のスケジューリング方法の重要な特徴は、発明した、簡略化されたスケジューリング方法が、必須ＴＳＰＥＣパラメータの最小限の集合を用いてスケジュールを生成する点である。
【００１９】
図３では、スケジューラ１０５が、ＴＸＯＰ継続時間およびサービス間隔を生成するために、本発明で示されるＴＳＰＥＣパラメータの必須セット、すなわち、（１）平均データ・レート（ρ）、（２）公称ＭＳＤＵサイズ（Ｌ）、および（３）最大サービス間隔または遅延の上限（Ｄ）を用いる。スケジューラ１０５はさらに、ＴＸＯＰ継続時間およびサービス間隔を生成するために利用可能な他のパラメータ、すなわち、（ｉ）最小ＰＨＹレート（Ｒ）、（ｉｉ）最大サイズＭ＝２３０４バイトのＭＳＤＵ、および（ｉｉｉ）時間単位のオーバーヘッド（Ｏ）も用いる。好ましい実施形態では、ストリームのスケジュールを、２つのステップで計算する。第１のステップは、スケジュールされたサービス間隔（ＳＩ）の計算である。第２のステップでは、ストリームについて、所与のＳＩでのＴＸＯＰ継続時間を計算する。
【００２０】
送信する権利の、ＷＳＴＡへの割り振りの基本単位がＴＸＯＰであることに留意されたい。各ＴＸＯＰは、（先行フレームの終了時点を基準とする）暗黙的な開始時刻と、定義済みの最大長さとによって定義される。したがって、ＴＸＯＰは、１つの局からの送信にかかる全時間、またはデータ・ストリームを送信したい各ＷＳＴＡ１１０〜１１４をポーリングするポーリング時間である。
【００２１】
許可制御プロセス
まず、ＱＡＰが、特定ＷＳＴＡ向けのストリームの送信を許可できるかどうかを決定する必要がある。これに関して、最大サービス間隔または遅延（Ｄ）の間に着信するフレームの数（Ｎ）を、次のように計算する。
Ｎｉ＝Ｄｉρｉ／Ｌｉ
【００２２】
次に、Ｄの間にこのストリームに割り振られるＴＸＯＰｉを、次のように計算する。
ＴＸＯＰｉ＝ＮｉＬｉ／Ｒｉ＋Ｏ
ここで、Ｏは時間単位内のオーバーヘッドを表す。
【００２３】
上記データを用いて、特定ストリームが許可されるかどうかを判断する。次の式が満たされれば、ＱＡＰがストリームを許可する。満たされない場合は、ＱＡＰが拒否する。
【数１】
ｉ＋１は、新しく着信したストリームを表す。加算の添え字は、既に許可され、ＱＡＰからサービスを受けているストリームを表す。
【００２４】
ストリームが許可された場合、スケジューラ１０５は、次のように、ＳＩおよびＴＸＯＰ継続時間の計算に進む。
【００２５】
サービス間隔（ＳＩ）の計算
スケジュールされたサービス間隔の計算を、次のように行う。まず、スケジューラが、許可されたすべてのストリームについて、すべての最大サービス間隔（または遅延の上限）の最小値を計算する。ここで、この最小値を「ｍ」とする。次にスケジューラは、ビーコン間隔の約数である、「ｍ」より小さな数を選択する。この値が、ストリームを許可されたすべてのＷＳＴＡに対する、スケジュールされたサービス間隔になる。例えば、最大サービス間隔＝６０、６５、７０ｍｓの３つのストリームがあって、ビーコン間隔が１００ｍｓであれば、サービス間隔（ＳＩ）＝５０ｍｓを選択する。
【００２６】
ＴＸＯＰ継続時間の計算
許可されたストリームのＴＸＯＰ継続時間を計算する場合にスケジューラ１０５が用いるパラメータは、ネゴシエート済みＴＳＰＥＣからの平均データ・レート（ρ）および公称ＭＳＤＵサイズ（Ｌ）、さきほど計算した、スケジュールされたサービス間隔（ＳＩ）、物理伝送レート（Ｒ）、最大ＭＳＤＵのサイズ（すなわち、２３０４バイト（Ｍ））、および時間単位内のオーバーヘッド（Ｏ）である。物理伝送レートとして、ＴＳＰＥＣでネゴシエートされた最小ＰＨＹレートを用いることができることに留意されたい。ＡｄｄＴＳ応答フレーム内で最小ＰＨＹレートが明言されていない場合、スケジューラは、観察されたＰＨＹレートをＲとして用いることができる。この実施形態では、時間単位のオーバーヘッドは、フレーム間スペース、ＡＣＫ、およびＣＦ−Ｐｏｌｌを含むものとしている。この例では、説明を簡潔にするために、オーバーヘッド計算の詳細を省略している。
【００２７】
次に、ＴＸＯＰ継続時間を次のように計算する。まず、スケジューラが、ＳＩの間に平均データ・レートで着信したＭＳＤＵの数を計算する。この数Ｎを次式で計算する。
【数２】
【００２８】
次にスケジューラは、ＴＸＯＰ継続時間を、次式のように、（１）ＲｉでＮｉフレームを送信するまでの時間と（２）Ｒｉで１つの最大サイズＭＳＤＵを送信するまでの時間の大きいほう（＋オーバーヘッド）として計算する。
【数３】
【００２９】
一例を図４に示す。ＱＳＴＡ「ｉ」からのストリームが許可されている。ビーコン間隔は１００ｍｓであり、ストリームの最大サービス間隔は６０ｍｓである。スケジューラは、前述のステップを用いて、スケジュールされたサービス間隔（ＳＩ）を５０ｍｓと計算する。
【００３０】
許可されたストリームの最大サービス間隔が現在のＳＩより小さい間、同じプロセスを連続的に繰り返す。一例を図５に示す。
【００３１】
現在のＳＩより小さい最大サービス間隔で新しいストリームが許可された場合、スケジューラは、現在のＳＩを、新しく許可されたストリームの最大サービス間隔より小さい数に変更する必要がある。したがって、現在許可されているストリームのＴＸＯＰ継続時間も、新しいＳＩで計算し直す必要がある。
【００３２】
ストリームがドロップされた場合、スケジューラは、空いた時間を使用して競合を再開することができる。スケジューラはまた、ドロップされたＱＳＴＡの後に続くＱＳＴＡのＴＸＯＰを移動して、使用されなかった時間を使用することも選択できる。ＱＳＴＡｊのストリームが除去された場合の例を図６に示す。ただし、この最後の選択肢の場合は、すべてのＱＳＴＡに対して新しいスケジュールを宣言することが必要となろう。
【００３３】
以上、ＷＬＡＮにおいてＴＳＰＥＣパラメータの最小セットを用いてスケジューラを作成する方法の好ましい実施形態を説明してきたが、当業者であれば、本システムの明白な利点が達成されていることは明らかであろう。これまでの説明は、本発明の例示的実施態様としてのみ解釈されるべきである。当業者であれば、本発明の基本原理または範囲から逸脱することなく、本実施形態と同様の機能性を提供する代替機構を容易に思いつくことができよう。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態の適用される無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態によるＱＡＰのブロック図である。
【図３】特性を定義するパラメータ・セットとトラフィック・ストリームのＱｏＳ期待値とを含むトラフィック仕様（ＴＳＰＥＣ）要素のフォーマットを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態によるポーリング手続きを説明するタイミング図である。
【図５】本発明の一実施形態によるポーリング手続きを説明するタイミング図である。
【図６】本発明の一実施形態によるポーリング手続きを説明するタイミング図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのアクセス・ポイントと少なくとも１つの局とを有する無線通信ネットワークにおいてデータ・ストリームの送信をスケジュールする方法であって、
前記アクセス・ポイントが、少なくとも１つの局から、少なくとも１つの送信用データ・ストリームの送信要求を受信するステップと、
前記アクセス・ポイントが、前記少なくとも１つのデータ・ストリームの前記送信要求を認可するステップと、
前記少なくとも１つの局が、前記少なくとも１つのデータ・ストリームの特性を定義するパラメータ・セットからなるＭＡＣフレームを送信するステップと、
前記アクセス・ポイントが、前記少なくとも１つの局にサービスを提供するためのスケジュール・アルゴリズムに従ってサービス時刻および送信時刻を計算するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記スケジュール・アルゴリズムは、前記計算されたサービス時刻および送信時刻で、前記少なくとも１つのデータ・ストリームの送信をスケジュールするよう動作することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つのデータ・ストリームの送信のために前記少なくとも１つの局に割り振られた、前記計算されたサービス時刻および送信時刻で、前記アクセス・ポイントにおいて、ポーリング・フレームまたはダウンリンク・フレームを生成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つのデータ・ストリームは、パラメータ化されたトラフィック・ストリームであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記ＭＡＣフレームのパラメータは、平均データ・レート（ρｉ）、公称ＭＳＤＵサイズ（Ｌｉ）、および最大サービス間隔または遅延の上限（Ｄｉ）を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記サービス時刻および送信時刻を計算するステップは、サービス間隔（ＳＩ）を決定するステップと、前記サービス間隔に対するＴＸＯＰ継続時間を決定するステップとを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記サービス間隔を決定するステップは、
前記最大サービス間隔より小さい数を選択するステップと、
前記計算されたサービス間隔より小さく、ビーコン間隔の約数である数を選択するステップとを含むことを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記ＴＸＯＰを決定するステップは、追加パラメータとして、伝送レート（Ｒｉ）、最大ＭＳＤＵのサイズ（Ｍｉ）、および時間単位内のオーバーヘッド（Ｏｉ）を用いることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項９】
前記ＴＸＯＰ継続時間を決定するステップは、
前記サービス間隔の間に前記平均データ・レート（ρｉ）で着信したＭＳＤＵの数（Ｎｉ）を、次式
【数１】
に従って計算するステップと、
前記ＴＸＯＰｉ継続時間を、次式
【数２】
に従って、（ｉ）前記伝送レート（Ｒｉ）でＭＳＤＵの数のフレーム（Ｎｉフレーム）を送信するまでの時間、（ｉｉ）前記Ｒｉで１つの最大サイズＭＳＤＵを送信するまでの時間、および（ｉｉｉ）時間単位内のオーバーヘッド（Ｏ）のうちの最大のものとして計算するステップとを含むことを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項１０】
前記サービス時刻および送信時刻を計算するステップは、以下の許可制御条件
【数３】
ＴＸＯＰｉ＝ＮｉＬｉ／Ｒｉ＋ＯおよびＮｉ＝Ｄｉρｉ／Ｌｉ
が満たされた場合に、実行され、上式で、Ｒｉが伝送レートを表し、Ｎｉが、Ｄｉの間に着信したフレームの数を表し、Ｏが時間単位内のオーバーヘッドを表すことを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも１つのアクセス・ポイントと少なくとも１つの局とを有する無線通信ネットワークにおいてデータ・ストリームの送信をスケジュールする方法であって、
前記少なくとも１つの局から少なくとも１つのデータ・ストリームが、前記少なくとも１つのアップストリーム、サイドストリーム、またはダウンストリームのトラフィック・ストリームの特性を定義するパラメータ・セットからなるＭＡＣフレームに基づいて生成されているかどうかを、前記アクセス・ポイントにおいて判断するステップと、
スケジュール・アルゴリズムに従って、前記少なくとも１つの局にサービスを提供するためのサービス時刻および送信時刻を、前記アクセス・ポイントにおいて計算するステップと、
前記計算したサービス時刻および送信時刻で、前記少なくとも１つの局が前記少なくとも１つのデータ・ストリームを送信するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのデータ・ストリームは、パラメータ化されたトラフィック・ストリームであることを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記ＭＡＣフレームのパラメータは、平均データ・レート（ρｉ）、公称ＭＳＤＵサイズ（Ｌｉ）、および最大サービス間隔または遅延の上限（Ｄｉ）を含むことを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
前記サービス時刻および送信時刻を計算するステップは、サービス間隔（ＳＩ）を決定するステップと、前記サービス間隔に対するＴＸＯＰ継続時間を決定するステップとを含むことを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１５】
前記サービス間隔を決定するステップは、
前記最大サービス間隔より小さい数を選択するステップと、
前記計算されたサービス間隔より小さく、ビーコン間隔の約数である数を選択するステップとを含むことを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記ＴＸＯＰを決定するステップは、追加パラメータとして、伝送レート（Ｒｉ）、最大ＭＳＤＵのサイズ（Ｍｉ）、および時間単位内のオーバーヘッド（Ｏｉ）を用いることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
前記ＴＸＯＰ継続時間を決定するステップは、
前記サービス間隔の間に前記平均データ・レート（ρｉ）で着信したＭＳＤＵの数（Ｎｉ）を、次式
【数４】
に従って計算するステップと、
前記ＴＸＯＰｉ継続時間を、次式
【数５】
に従って、（ｉ）前記伝送レート（Ｒｉ）でＭＳＤＵの数のフレーム（Ｎｉフレーム）を送信するまでの時間、（ｉｉ）前記Ｒｉで１つの最大サイズＭＳＤＵを送信するまでの時間、および（ｉｉｉ）時間単位内のオーバーヘッド（Ｏ）のうちの最大のものとして計算するステップとを含むことを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１８】
アクセス・ポイントから少なくとも１つの局へのダウンストリーム・トラフィックの送信を同時に行いながら、アップストリームおよび／またはサイドストリームのトラフィックに対するポーリングの認可を連続的に行うシステムであって、
コンピュータ可読なコードを格納するメモリと、
前記メモリに作用的に接続されたプロセッサとを備え、前記プロセッサは、
（１）前記アクセス・ポイントが、少なくとも１つの局から、少なくとも１つの送信用データ・ストリームの送信要求を受信し、
（２）前記局またはアクセス・ポイントが前記少なくとも１つのデータ・ストリームの前記送信要求を認可し、
（３）前記少なくとも１つの局が、前記少なくとも１つのデータ・ストリームの特性を定義するパラメータ・セットからなるＭＡＣフレームを送信し、
（４）前記アクセス・ポイントが、前記少なくとも１つの局にサービスを提供するためのスケジュール・アルゴリズムに従ってサービス時刻および送信時刻を計算するように構成されたことを特徴とするシステム。
【請求項１９】
前記ＭＡＣフレームのパラメータが、平均データ・レート（ρｉ）、公称ＭＳＤＵサイズ（Ｌｉ）、および最大サービス間隔または遅延の上限（Ｄｉ）を含むことを特徴とする請求項１８記載のシステム。
【請求項２０】
少なくとも１つのアクセス・ポイントと少なくとも１つの局とを有する無線通信ネットワークにおいてデータ・ストリームの送信をスケジュールするシステムであって、
前記少なくとも１つの局から少なくとも１つのデータ・ストリームが、前記少なくとも１つのデータ・ストリームの特性を定義するパラメータ・セットからなるＭＡＣフレームに基づいて生成されているかどうかを、前記アクセス・ポイントにおいて判断する手段と、
スケジュール・アルゴリズムに従って、前記少なくとも１つの局にサービスを提供するためのサービス時刻および送信時刻を、前記アクセス・ポイントにおいて計算する手段と、
前記計算したサービス時刻および送信時刻で、前記少なくとも１つの局が前記少なくとも１つのデータ・ストリームを送信する手段と、
を備えたことを特徴とするシステム。
【請求項２１】
前記ＭＡＣフレームのパラメータは、平均データ・レート（ρｉ）、公称ＭＳＤＵサイズ（Ｌｉ）、および最大サービス間隔または遅延の上限（Ｄｉ）を含むことを特徴とする請求項２０記載のシステム。
【請求項２２】
前記サービス時刻および送信時刻を計算する手段は、サービス間隔（ＳＩ）を決定する手段と、前記サービス間隔に対するＴＸＯＰ継続時間を決定する手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項２０記載のシステム。
【請求項２３】
前記サービス間隔を決定する手段は、
前記最大サービス間隔より小さい数を選択する手段と、
前記計算されたサービス間隔より小さく、ビーコン間隔の約数である数を選択する手段とを含むことを特徴とする請求項２２記載のシステム。
【請求項２４】
前記ＴＸＯＰを決定する手段が、追加パラメータとして、伝送レート（Ｒｉ）、最大ＭＳＤＵのサイズ（Ｍｉ）、および時間単位内のオーバーヘッド（Ｏｉ）を用いることを特徴とする請求項２２記載のシステム。
【請求項２５】
前記ＴＸＯＰ継続時間は、
次式
【数６】
に従って、前記サービス間隔の間に前記平均データ・レート（ρｉ）で着信したＭＳＤＵの数（Ｎｉ）を計算し、
次式
【数７】
に従って、前記ＴＸＯＰｉ継続時間を、前記伝送レート（Ｒｉ）でＭＳＤＵの数のフレーム（Ｎｉフレーム）を送信するまでの時間、前記Ｒｉで１つの最大サイズＭＳＤＵを送信するまでの時間、時間単位内のオーバーヘッド（Ｏ）のうちの最大のものとして計算することによって決定されることを特徴とする請求項２４記載のシステム。
【請求項２６】
前記サービス時刻および送信時刻を計算する手段は、次の許可制御条件
【数８】
ＴＸＯＰｉ＝ＮｉＬｉ／Ｒｉ＋ＯおよびＮｉ＝Ｄｉρｉ／Ｌｉ
が満たされた場合に、実施され、上式で、Ｒｉが伝送レートを表し、Ｎｉが、Ｄｉの間に着信したフレームの数を表し、Ｏが時間単位内のオーバーヘッドを表すことを特徴とする請求項２１記載のシステム。
【請求項１】
少なくとも１つのアクセス・ポイントと少なくとも１つの局とを有する無線通信ネットワークにおいてデータ・ストリームの送信をスケジュールする方法であって、
前記アクセス・ポイントが、少なくとも１つの局から、少なくとも１つの送信用データ・ストリームの送信要求を受信するステップと、
前記アクセス・ポイントが、前記少なくとも１つのデータ・ストリームの前記送信要求を認可するステップと、
前記少なくとも１つの局が、前記少なくとも１つのデータ・ストリームの特性を定義するパラメータ・セットからなるＭＡＣフレームを送信するステップと、
前記アクセス・ポイントが、前記少なくとも１つの局にサービスを提供するためのスケジュール・アルゴリズムに従ってサービス時刻および送信時刻を計算するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記スケジュール・アルゴリズムは、前記計算されたサービス時刻および送信時刻で、前記少なくとも１つのデータ・ストリームの送信をスケジュールするよう動作することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つのデータ・ストリームの送信のために前記少なくとも１つの局に割り振られた、前記計算されたサービス時刻および送信時刻で、前記アクセス・ポイントにおいて、ポーリング・フレームまたはダウンリンク・フレームを生成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つのデータ・ストリームは、パラメータ化されたトラフィック・ストリームであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記ＭＡＣフレームのパラメータは、平均データ・レート（ρｉ）、公称ＭＳＤＵサイズ（Ｌｉ）、および最大サービス間隔または遅延の上限（Ｄｉ）を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記サービス時刻および送信時刻を計算するステップは、サービス間隔（ＳＩ）を決定するステップと、前記サービス間隔に対するＴＸＯＰ継続時間を決定するステップとを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記サービス間隔を決定するステップは、
前記最大サービス間隔より小さい数を選択するステップと、
前記計算されたサービス間隔より小さく、ビーコン間隔の約数である数を選択するステップとを含むことを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記ＴＸＯＰを決定するステップは、追加パラメータとして、伝送レート（Ｒｉ）、最大ＭＳＤＵのサイズ（Ｍｉ）、および時間単位内のオーバーヘッド（Ｏｉ）を用いることを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項９】
前記ＴＸＯＰ継続時間を決定するステップは、
前記サービス間隔の間に前記平均データ・レート（ρｉ）で着信したＭＳＤＵの数（Ｎｉ）を、次式
【数１】
に従って計算するステップと、
前記ＴＸＯＰｉ継続時間を、次式
【数２】
に従って、（ｉ）前記伝送レート（Ｒｉ）でＭＳＤＵの数のフレーム（Ｎｉフレーム）を送信するまでの時間、（ｉｉ）前記Ｒｉで１つの最大サイズＭＳＤＵを送信するまでの時間、および（ｉｉｉ）時間単位内のオーバーヘッド（Ｏ）のうちの最大のものとして計算するステップとを含むことを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項１０】
前記サービス時刻および送信時刻を計算するステップは、以下の許可制御条件
【数３】
ＴＸＯＰｉ＝ＮｉＬｉ／Ｒｉ＋ＯおよびＮｉ＝Ｄｉρｉ／Ｌｉ
が満たされた場合に、実行され、上式で、Ｒｉが伝送レートを表し、Ｎｉが、Ｄｉの間に着信したフレームの数を表し、Ｏが時間単位内のオーバーヘッドを表すことを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも１つのアクセス・ポイントと少なくとも１つの局とを有する無線通信ネットワークにおいてデータ・ストリームの送信をスケジュールする方法であって、
前記少なくとも１つの局から少なくとも１つのデータ・ストリームが、前記少なくとも１つのアップストリーム、サイドストリーム、またはダウンストリームのトラフィック・ストリームの特性を定義するパラメータ・セットからなるＭＡＣフレームに基づいて生成されているかどうかを、前記アクセス・ポイントにおいて判断するステップと、
スケジュール・アルゴリズムに従って、前記少なくとも１つの局にサービスを提供するためのサービス時刻および送信時刻を、前記アクセス・ポイントにおいて計算するステップと、
前記計算したサービス時刻および送信時刻で、前記少なくとも１つの局が前記少なくとも１つのデータ・ストリームを送信するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのデータ・ストリームは、パラメータ化されたトラフィック・ストリームであることを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記ＭＡＣフレームのパラメータは、平均データ・レート（ρｉ）、公称ＭＳＤＵサイズ（Ｌｉ）、および最大サービス間隔または遅延の上限（Ｄｉ）を含むことを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
前記サービス時刻および送信時刻を計算するステップは、サービス間隔（ＳＩ）を決定するステップと、前記サービス間隔に対するＴＸＯＰ継続時間を決定するステップとを含むことを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１５】
前記サービス間隔を決定するステップは、
前記最大サービス間隔より小さい数を選択するステップと、
前記計算されたサービス間隔より小さく、ビーコン間隔の約数である数を選択するステップとを含むことを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記ＴＸＯＰを決定するステップは、追加パラメータとして、伝送レート（Ｒｉ）、最大ＭＳＤＵのサイズ（Ｍｉ）、および時間単位内のオーバーヘッド（Ｏｉ）を用いることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
前記ＴＸＯＰ継続時間を決定するステップは、
前記サービス間隔の間に前記平均データ・レート（ρｉ）で着信したＭＳＤＵの数（Ｎｉ）を、次式
【数４】
に従って計算するステップと、
前記ＴＸＯＰｉ継続時間を、次式
【数５】
に従って、（ｉ）前記伝送レート（Ｒｉ）でＭＳＤＵの数のフレーム（Ｎｉフレーム）を送信するまでの時間、（ｉｉ）前記Ｒｉで１つの最大サイズＭＳＤＵを送信するまでの時間、および（ｉｉｉ）時間単位内のオーバーヘッド（Ｏ）のうちの最大のものとして計算するステップとを含むことを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１８】
アクセス・ポイントから少なくとも１つの局へのダウンストリーム・トラフィックの送信を同時に行いながら、アップストリームおよび／またはサイドストリームのトラフィックに対するポーリングの認可を連続的に行うシステムであって、
コンピュータ可読なコードを格納するメモリと、
前記メモリに作用的に接続されたプロセッサとを備え、前記プロセッサは、
（１）前記アクセス・ポイントが、少なくとも１つの局から、少なくとも１つの送信用データ・ストリームの送信要求を受信し、
（２）前記局またはアクセス・ポイントが前記少なくとも１つのデータ・ストリームの前記送信要求を認可し、
（３）前記少なくとも１つの局が、前記少なくとも１つのデータ・ストリームの特性を定義するパラメータ・セットからなるＭＡＣフレームを送信し、
（４）前記アクセス・ポイントが、前記少なくとも１つの局にサービスを提供するためのスケジュール・アルゴリズムに従ってサービス時刻および送信時刻を計算するように構成されたことを特徴とするシステム。
【請求項１９】
前記ＭＡＣフレームのパラメータが、平均データ・レート（ρｉ）、公称ＭＳＤＵサイズ（Ｌｉ）、および最大サービス間隔または遅延の上限（Ｄｉ）を含むことを特徴とする請求項１８記載のシステム。
【請求項２０】
少なくとも１つのアクセス・ポイントと少なくとも１つの局とを有する無線通信ネットワークにおいてデータ・ストリームの送信をスケジュールするシステムであって、
前記少なくとも１つの局から少なくとも１つのデータ・ストリームが、前記少なくとも１つのデータ・ストリームの特性を定義するパラメータ・セットからなるＭＡＣフレームに基づいて生成されているかどうかを、前記アクセス・ポイントにおいて判断する手段と、
スケジュール・アルゴリズムに従って、前記少なくとも１つの局にサービスを提供するためのサービス時刻および送信時刻を、前記アクセス・ポイントにおいて計算する手段と、
前記計算したサービス時刻および送信時刻で、前記少なくとも１つの局が前記少なくとも１つのデータ・ストリームを送信する手段と、
を備えたことを特徴とするシステム。
【請求項２１】
前記ＭＡＣフレームのパラメータは、平均データ・レート（ρｉ）、公称ＭＳＤＵサイズ（Ｌｉ）、および最大サービス間隔または遅延の上限（Ｄｉ）を含むことを特徴とする請求項２０記載のシステム。
【請求項２２】
前記サービス時刻および送信時刻を計算する手段は、サービス間隔（ＳＩ）を決定する手段と、前記サービス間隔に対するＴＸＯＰ継続時間を決定する手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項２０記載のシステム。
【請求項２３】
前記サービス間隔を決定する手段は、
前記最大サービス間隔より小さい数を選択する手段と、
前記計算されたサービス間隔より小さく、ビーコン間隔の約数である数を選択する手段とを含むことを特徴とする請求項２２記載のシステム。
【請求項２４】
前記ＴＸＯＰを決定する手段が、追加パラメータとして、伝送レート（Ｒｉ）、最大ＭＳＤＵのサイズ（Ｍｉ）、および時間単位内のオーバーヘッド（Ｏｉ）を用いることを特徴とする請求項２２記載のシステム。
【請求項２５】
前記ＴＸＯＰ継続時間は、
次式
【数６】
に従って、前記サービス間隔の間に前記平均データ・レート（ρｉ）で着信したＭＳＤＵの数（Ｎｉ）を計算し、
次式
【数７】
に従って、前記ＴＸＯＰｉ継続時間を、前記伝送レート（Ｒｉ）でＭＳＤＵの数のフレーム（Ｎｉフレーム）を送信するまでの時間、前記Ｒｉで１つの最大サイズＭＳＤＵを送信するまでの時間、時間単位内のオーバーヘッド（Ｏ）のうちの最大のものとして計算することによって決定されることを特徴とする請求項２４記載のシステム。
【請求項２６】
前記サービス時刻および送信時刻を計算する手段は、次の許可制御条件
【数８】
ＴＸＯＰｉ＝ＮｉＬｉ／Ｒｉ＋ＯおよびＮｉ＝Ｄｉρｉ／Ｌｉ
が満たされた場合に、実施され、上式で、Ｒｉが伝送レートを表し、Ｎｉが、Ｄｉの間に着信したフレームの数を表し、Ｏが時間単位内のオーバーヘッドを表すことを特徴とする請求項２１記載のシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２００６−５０３５１９（Ｐ２００６−５０３５１９Ａ）
【公表日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５０１３２８（Ｐ２００５−５０１３２８）
【出願日】平成１５年１０月１０日（２００３．１０．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００３／００４５６７
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０３６８３８
【国際公開日】平成１６年４月２９日（２００４．４．２９）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【氏名又は名称原語表記】Ｋｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｎ．Ｖ．
【住所又は居所原語表記】Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １，５６２１ ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年１０月１０日（２００３．１０．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００３／００４５６７
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０３６８３８
【国際公開日】平成１６年４月２９日（２００４．４．２９）
【出願人】（５９００００２４８）コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ (12,071)
【氏名又は名称原語表記】Ｋｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｎ．Ｖ．
【住所又は居所原語表記】Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １，５６２１ ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ
【Ｆターム（参考）】
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