説明

SDMAの可変ACKタイムアウト

タイムアウト期間内に可変長送信に対する肯定応答を使用する空間分割多重接続システムでは、その送信を完了したステーションは、同じチャンネル上の他のステーションがそれらの送信を終了したと判断するまで、タイムアウト期間の開始を遅らせる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、SDMAの可変ACKタイムアウトに関する。
【背景技術】
【0002】
ワイヤレス・データ通信システムは、帯域幅の増加を求める要求に常に置かれており、その問題に対処するために、複数の装置に単一チャンネルを共有させることにより単一基地局と通信できる様々な技術が開発されている。そのような技術の1つは、モバイル装置が基地局から十分に異なった方角に位置している場合、基地局は同じ周波数上で同時に複数のモバイル装置と個別の信号を送受信することができる。基地局からの送信については、異なる信号が空間分離アンテナ(separate spaced-apart antenna)の各々から同時に送信され、結合された送信が方向付けられる、つまり、各モバイル装置用に向けられた信号は、そのモバイル装置の方向に対しては比較的強く、他の方角には比較的弱い。同様の方法で、基地局は、各々の空間分離アンテナを通って複数の独立したモバイル装置からの結合した信号を同時に同じ周波数上で受信し、その受信に方向性があるので、適切な信号処理を施すことにより、複数のアンテナから受信した結合信号を各モバイル装置からの個別信号に分離することができる。
【0003】
IEEE 802.11(IEEEは電気電子学会の頭文字であり、ニューヨーク州ニューヨーク市パーク・アベニュー3 17階に所在)のような現在作成途上にある仕様書において、各モバイル装置は、可変長のデータ・ブロックを送信し、次に、基地局がデータ・ブロックを受信したことを示すために基地局からの肯定応答(ACK:Acknowledgement)用データ・ブロックの後の予め定めるタイムアウト期間の間待機する。基地局が同じ周波数上で送信しかつ受信する場合、その事実は基地局が同時に送信し受信することを排除してもよく、その結果、肯定応答を送信する前に、すべての着信データ・ブロックが完了するまで基地局は待機する。しかしながら、データ・ブロックが可変長であるので、基地局が別のモバイル装置から長いデータ・ブロックを依然として受信している間、短いデータ・ブロックを送るモバイル装置は肯定応答のタイムアウト(時間切れ)を経験することになる。短いデータ・ブロックに生じる不必要な再送信は、データ通信全体を非効率にさせ、ある状況下ではサービスの中断を引き起こすことになる。
【0004】
本発明は、下記記述および本発明の実施例を図示するために使用される添付図面を参照することにより理解されるであろう。
【発明の開示】
【0005】
下記記述では、多くの特定の詳細事項が述べられる。しかしながら、本発明の実施例は、これらの特定の詳細事項がなくても実施できることを理解すべきである。他の実施例では、周知の方法、構造および技術は、この記述の理解を不明瞭にしないために詳細には示されていない
「一実施例」、「実施例」、「実施の例」、「様々な実施例」などの表示は、本発明の実施例が特定の機能、構造または特性を含むが、あらゆる実施例がその特定の機能、構造または特性を必ず含んでいるとは限らないことを示す。さらに、「ある実施例において」なる句の繰り返しの使用は必ずしも同じ実施例を参照するものではない。
【0006】
次の説明および請求項において、「結合された」、「接続された」なる用語がそれらの派生語と共に使用される。これらの用語は、互いに同義語として意図されていないことに理解しなければならない。むしろ、特定の実施例では、「接続された」は、2またはそれ以上の要素が互いに物理的または電気的な直接の接触にあることを示すために使用されることがある。「結合された」は、2またはそれ以上の要素が物理的または電気的な直接の接触にあるか、または2またはそれ以上の要素が互いに直接の接触にはないが互いに協動して相互作用を及ぼしている状態のいずれかを意味することがある。
【0007】
ここに使用されるように、別段の定めがない限り、共通の対象を表わす「第1」、「第2」、「第3」などの順序を示す形容詞の使用は、類似の対象の異なる例が引用されていることを単に示すに過ぎず、その対象が一時的にも、空間的に、格付的にも、あるいは他の方法においても、与えられた順序でなければならないことを意図するものではない。
【0008】
他に特に述べられない限り、次の議論から明らかなように、「処理する」、「演算する」、「計算する」などのような用語を利用する議論は、明細書全体にわたって、コンピュータ、コンピュータ・システムまたは類似の電子計算機装置の動作または処理に関連するものであり、それは電子、量子などの物理量として表わされるデータを物理量として同じように表わされる他のデータへ操作または変換することとして理解される。
【0009】
同様に、「プロセッサ」なる用語は、任意の装置またはレジスタおよび/またはメモリからの電子データを処理し、その電子データをレジスタおよび/またはメモリに格納できる他の電子データに変形するあらゆる装置または装置の一部に関するものである。「コンピューティング・プラットフォーム」は、1またはそれ以上のプロセッサを含んでいてもよい。
【0010】
この文書の内容において、用語「ワイヤレス」およびその派生語は、回路、装置、システム、方法、技術、通信チャンネルなどを表し、それは非固体の媒体を経由し変調された電磁放射の使用を通じてデータを通信する。その用語は、関連する装置がいかなる有線をも含まないことを暗示するものではなく、いくつかの実施例において含まれていないだけである。
【0011】
共通の産業用語に準拠して、「基地局」、「アクセス・ポイント」、および「AP」なる用語は、複数の他の電子装置とワイヤレスにかつ同時に通信することができる電子装置を記述するために互換的に使用されるものであり、「モバイル装置」および「STA」なる用語は、移動が要件ではないが、移動しても依然として通信する能力を有するこれら複数の他のあらゆる電子装置を表わすために互換的に用いられる。しかしながら、本発明の範囲は、これらの用語が付された装置に制限されるものではない。同様に、「空間分割多重接続」なる用語およびSDMAは互換的に使用される。ここに使用されるように、これらの用語は、異なる信号が異なるアンテナによって同じ装置から実質的に同時に送信され、その結果その結合した送信信号は同じ周波数上で実質的に異なる方向へ異なる装置に向けて送信される異なる信号となるあらゆる通信技術を、および/または、異なる信号が同じ周波数で複数のアンテナを通して異なる方向の異なる装置から実質的に同時に受信され、かつその異なる信号が適切な処理を通して互いに分離される技術を包含するように意図される。「同じ周波数」なる用語は、ここに使用される場合、帯域幅許容差、ドップラーシフト順応、パラメータ・ドリフトなどによる正確な周波数からの僅かの変分を含んでいてもよい。異なる装置への各送信の少なくとも一部が同時に生じる場合、異なる装置への2またはそれ以上の送信は実質的に同時であると考えられるが、異なる送信が同時に開始しおよび/または終了しなければならないことを暗示するものではない。同様に、異なる装置からの各受信の少なくとも一部が同時に生じる場合、異なる装置からの2またはそれ以上の受信は実質的に同時であると考えられるが、異なる送信が同時に開始しおよび/または終了しなければならないことを暗示するものではない。SDMAなる用語に使用される単語における相違は、他の単語によってしばしば使用されることがあり、例えば、「空間の」の代わりに「空間」を、あるいは「分割」の代わりに「ダイバーシティ」を用いることに制限されることはない。本発明の様々な実施例の範囲は、用語のそのような差を包含するものと意図される。
【0012】
本発明の様々な実施例は、STAによって可変タイムアウト期間を用いてもよく、1以上の他のSTAからの送信がタイムアウト期間を開始するSTAからの送信より長い状況を提供することができる。この可変タイムアウト期間は、APが、他のSTAがAPにまだ送信している間にタイムアウト期間を開始するのではなく、タイムアウト期間を開始する前にSTAからの送信を受信完了するまで待機することによって、STAの不注意なタイムアウトを防ぐ。
【0013】
図1は、本発明の実施例に従って、通信ネットワークのダイヤグラムを示す。SDMAベースのネットワークを図示する実施例は、ここに記載された方法で、APから異なる方向に位置する複数のSTA131−134と通信するAP110を示す。AP110は、一度に4台までのSTAと同時に通信するための4本のアンテナ120を示すが、他の実施例は他の配列(例えば、AP110は2本、3本または4本を超えるアンテナを有してもよい)であってもよい。各STAは、AP110と通信するために1またはそれ以上のアンテナを有してもよい。いくつかの実施例では、1またはそれ以上のSTAのアンテナは全方向性アンテナとして動作するように適合しているが、他の実施例では、1またはそれ以上のSTAのアンテナは指向性アンテナとして動作するように適合していてもよい。いくつかの実施例では、STAは固定位置にあるが、他の実施例では、少なくともいくつかのSTAは通信シーケンス期間中および/または間に移動してもよい。いくつかの実施例では、APは固定位置にあるが、他の実施例では、APはモバイルであってもよい。
【0014】
図2は、本発明の実施例に従って、APおよび(STA1およびSTA2とラベルされた)2台のSTAに関する通信シーケンスのタイミング・ダイヤグラムを示す。図示する実施例は2台のSTAを示すが、他の実施例は他の台数のSTAを含んでもよい。図2のAPセクションでは、1とラベルされたラインは、APからSTA1への方向にある送信を示す一方、2とラベルされたラインは、APからSTA2への方向にある送信を示す。ラインSTA1およびSTA2は、STA1からAPへ、および、STA2からAPへの送信をそれぞれ示す。いくつかの実施例では、STA1およびSTA2からの送信は全方向性(例えば、実質的に送信STAの周囲360度の円内)であるが、他の実施例では、STA1およびSTA2からの送信は指向性があってもよい。
【0015】
APとSTAとの間の通信は、図2に示されない他の通信シーケンス、例えば、図示されたシーケンスの前後に行なわれる通信を含む。そのようなシーケンスは、ポーリング、データ、肯定応答など含むが、これらに制限されるものではない。
【0016】
図2では、APは、SDMA技術を使用して、異なるデータを複数のSTAへ実質的に同時に方向性をもって送信し、かつ異なるデータを複数のSTAから実質的に同時に受信するために必要とされるなんらかのパラメータが既に確立していると仮定する。この能力を使用して、APは、時間tのポーリング中にSTA1とSTA2の両方に送信する。図示された実施例では、APは、STA1にポーリング(POLL1)を送信してSTA1にPOLL1に対する応答をリクエストし、また、APは、POLL1と実質的に同時にSTA2にポーリング(POLL2)を送信してSTA2にPOLL2に対する応答をリクエストする。ポーリング時間tの間、いずれのポーリング送信も、ポーリング、例えばデータ、管理情報等以外の情報を含んでいてもよい。
【0017】
時間tに、STA1およびSTA2は、APに応答を実質的に同時に送信する。図示する実施例では、これらの応答は各々、APからのポーリングに応答してAPに送信されるデータを含むが、他の実施例は、他のタイプの応答、例えば、管理情報、特定のタイプの肯定応答に対するリクエストなどを形成してもよい。
【0018】
時間tの期間中、STAすべてが送信を完了した後、図示されるように、APは個々に実質的に同時にこれらの応答を肯定応答することができる。ACK1がSTA1からの応答に対する肯定応答として示される一方、ACK2はSTA2からの応答に対する肯定応答として示される。所与のSTAが予め定義されたタイムアウト期間内に肯定応答を受信しない場合、APが応答を正確に受信せず、再度ポーリングした時に応答を再送信することができると仮定する。
【0019】
タイムアウト期間の制御は、APまたはSTAのいずれにおいても、あらゆる実現可能な方法(例えばハードウェア・カウンタ、ソフトウェア・カウンタなど)で実現することができる。
【0020】
図2に示される動作では、STA2からの応答は、STA1からの応答より著しく短い。STA2がその応答を完了した後直ちにタイムアウト期間を開始する場合、そのタイムアウト期間はAPがt中に肯定応答を送る前に終了し、かつSTA1がまだ送信している間に終了することがあり、それによって、STA2からの再送信の必要性が生じるおそれがある。この状態を回避するために、STA2は、チャンネルが使用中かどうかを確かめるためにその応答を完了した直後にそのチャンネルをモニタし、いずれかのSTAがいまだ送信を続けている場合タイムアウト期間を開始しないようにする。
【0021】
いくつかの実施例において、STAがそれぞれその応答を完了した後、クリア・チャネル(clear channel)条件(つまり、どのSTAもチャンネル上で送信していると認識されない状態)のためにそのチャンネルをモニタする。図2に図示する例では、STA2はDATA2応答の完了直後にチャンネルをモニタし始め、別のSTAがチャンネル上でいまだ送信していることを検出する。図示する実施例において、STA1は依然として送信しているが、一般的なケースでは、STA2は送信しているSTAの判別までは認識できないが、少なくともあるSTAがまだ送信していることだけは分かる。
【0022】
STA1が送信を停止すると、さらに、それはDATA1応答の完了直後にクリア・チャネル条件のモニタを開始する。図示する実施例において、他のいずれのSTAもその時に送信していないので、チャンネルはクリアであると直ちに判断される。
【0023】
いくつかの実施例では、クリア・チャネル条件の検出は、チャンネル上で、情報伝送(例えばデータ、管理情報など)をモニタすることにより達成することができるが、他の実施例は他の技術(例えば、キャリア(搬送波)信号などのモニタリング)を使用してもよい。一旦クリア・チャネル条件が検出されれば、応答期間tを終了してもよく、また、後続の肯定応答期間tが開始してもよい。図示する実施例では、フレーム間スペース(IFS)が様々な期間t,t,tの間に示されているが、本発明の範囲はこの点に制限されることはない。IFSは、1)異なる装置のタイミングにおける許容差を考慮に入れる時間、2)次の時間期間が始まる前に必要な処理を行なう時間、3)送信および受信モード間で装置を切り換えるための時間、4)などの状況を考慮に入れるために短い時間を提供することにあるが、上記のことに制限されるものではない。いくつかの実施例では、IFSはすべて同じ期間を有してもよいが、他の実施例では、特定のIFSの期間は、それが全てのシーケンス中のどこで生じるかに依存していてもよい。図示された例では、応答時間期間が最長の応答が完了した後に終了するとき、STAがそれらの肯定応答タイムアウト期間を開始する前に、IFS時間が設けられてもよいが、本発明の様々な実施例の範囲はこの方法に制限されることはない。
【0024】
図2の例では、タイムアウト期間TOはSTA1のためのタイムアウト期間であり、また、タイムアウト期間TOはSTA2のためのタイムアウト期間である。これらのタイムアウト期間の各々は、あらゆる実現可能な手段によってそれぞれのSTA内で制御される。STAがそのタイムアウト期間内にAPからその予測された肯定応答を受信しない場合、そのSTAは、その応答がAPによって正確に受信されず、次にAPからの別のポーリングの後に応答を再送信するために準備すると仮定する。あるいは、STAは、ポーリングを要求せずに、チャンネルへのアクセスを求めることにより、応答を再送信するが、本発明の範囲はこの点に関して制限されることはない。
【0025】
図3は、本発明の実施例に従って、チャンネルのクリア検出を使用する方法のフローチャートを示す。フローチャート300で示されるように、310で、送信はSTAによって終わる。例えば、これは、図2中の「DATA2」応答の終了に対応する。320で、その後、STAは、他のSTAによるあらゆる送信継続中のチャンネルをモニタする。このような送信継続中がない場合は、図中の「クリア・チャンネル」条件として示されるが、本発明の範囲はこの用語の使用によって制限されることはない。330で決定されるように、他のSTAがもはや送信していないとき、肯定応答タイムアウト期間が340で開始する。350と360で形成されるループは、ACKが受信される前にタイムアウト期間が終了するかどうかを判断する。ACKが350で最初に受信される場合、タイムアウト期間は380で終了(例えば、取消しか中止)してもよく、他の処理(図示せず)が開始してもよい。ACKが受信される前に、ACKタイムアウト期間が360で終了する場合、プロセスは370でエラー処理に進む。エラー処理は、将来のポーリングに応答して、肯定応答されなかった情報を再送信する準備をするような様々な動作を含む。チャンネルがモニタされる頻度、および/または、クリア・チャネルが実際にクリアであることをSTAが認識するための時間に依存して、チャンネルが330でクリアであると判断される前に、ACKが受信される可能性はあり、その場合には、フローは350/380へ直接にジャンプする。
【0026】
本発明の様々な実施例は、ハードウェア、ファームウェアおよびソフトウェアのいずれかまたはそれらの組合せで実行することができる。本発明の実施例も、機械読取り可能な媒体上に格納された命令で実行され、それはここに記述された動作、例えば、図3およびその関連する説明に記載されたこれらの動作、および、これらに限定されないが、データを少なくとも1つの送信用送信キューに置き、また少なくとも1つの受信キューからデータを受信するような必要な支援動作を実行するためにコンピューティング・プラットフォームによって読み込まれ実行される。機械読取り可能な媒体は、マシン(例えばコンピュータ)によって読取り可能な形式で情報を格納するか送信するためのあらゆるメカニズムを含む。例えば、機械読取り可能な媒体は、リード・オンリ・メモリ(ROM)、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)、磁気ディスク格納媒体、光格納媒体、フラッシュ・メモリ装置、電気的、光学的、音響的、または他の形式の伝播信号(例えば搬送波、赤外線信号、デジタル信号など)および他の形式を含む。
【0027】
図4は、本発明の実施例に従って、モバイルの装置のブロック図を示す。コンピューティング・プラットフォーム450は、1またはそれ以上のプロセッサを含み、1またはそれ以上のプロセッサの少なくとも1つはデジタル信号プロセサ(DSP)であってもよいが、本発明の様々な実施例はこれに制限されることはない。復調器−ADCの組合せは、アンテナで受信された無線周波数信号をコンピューティング・プラットフォーム450によって処理するのに適しているデジタル信号に変換することができる。同様に、DAC−変調器の組合せは、コンピューティング・プラットフォーム450からのデジタル信号をアンテナによる送信に適している無線周波数信号に変換することができる。図示された実施例では、STA131は、アンテナ421、変復調装置420、ADC430およびDAC440を各1つを有しているが、他の実施例では複数のアンテナを有してもよく、また各アンテナとコンピューティング・プラットフォーム450との間に結合された1を越える変復調装置420、ADC430、DAC440を具備していてもよい。図示されていない他のコンポーネント(図示するコンポーネントの内部または外部のいずれかに)が必要に応じて含まれていてもよいが、増幅器、フィルタ、発振器などに制限されることはない。
【0028】
上記記述は、説明用に意図されており、制限するためのものではない。変更が当業者によって行なわれてもよい。それらの変更は、本発明の様々な実施例に含まれるように意図され、本発明は添付の請求項の思想および範囲によってのみ制限される。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】本発明の実施例に従って、通信ネットワークのダイヤグラムを示す。
【図2】本発明の実施例に従って、基地局および複数のモバイルの装置に関する通信シーケンスのタイミング・ダイヤグラムを示す。
【図3】本発明の実施例に従って、チャンネル解除検出を使用する方法のフローチャートを示す。
【図4】本発明の実施例に従って、モバイルの装置のブロック図を示す。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
デバイスを含む装置において、前記デバイスは、
ワイヤレス・チャンネルを介して送信を実行し、
別のデバイスが前記ワイヤレス・チャンネルを介して送信しているかどうかを判断するために、前記送信の完了に続いて前記ワイヤレス・チャンネルをモニタし、
前記別のデバイスが前記ワイヤレス・チャンネルを介して送信をしていない判断に応答してタイムアウト期間を開始する、
ために適合していることを特徴とする装置。
【請求項2】
前記デバイスは、前記別のデバイスが前記ワイヤレス・チャンネルを介して送信をしている判断に応答して、前記タイムアウト期間を開始しないようにさらに適合していることを特徴とする請求項1記載の装置。
【請求項3】
前記デバイスは、前記タイムアウト期間中に前記完了した送信に対する肯定応答をモニタするためにさらに適合していることを特徴とする請求項1記載の装置。
【請求項4】
前記デバイスは、前記タイムアウト期間の終了前に前記肯定応答を受信することに応答して前記タイムアウト期間を取消すためにさらに適合していることを特徴とする請求項3記載の装置。
【請求項5】
前記デバイスは、前記タイムアウト期間の終了前に前記肯定応答を受信しないことに応答して前記送信を再送信するためにさらに適合していることを特徴とする請求項3記載の装置。
【請求項6】
前記モニタは、搬送波をモニタすることを含むことを特徴とする請求項1記載の装置。
【請求項7】
前記モニタは、データ送信をモニタすることを含むことを特徴とする請求項1記載の装置。
【請求項8】
全方向性アンテナと、
前記全方向性アンテナに結合されたデバイスと、から構成されるシステムであって、
前記デバイスは、
ワイヤレス・チャンネル介して前記全方向性アンテナから基地局へ送信を実行し、
前記送信の完了に続いて、クリア・チャネル条件のために前記ワイヤレス・チャンネルをモニタし、
クリア・チャネル条件の存在の判断に応答して、タイムアウト期間を開始するために適合している、
ことを特徴とするシステム。
【請求項9】
前記デバイスは、前記クリア・チャネル条件の不存在の判断に応答して、前記タイムアウト期間を開始しないようにさらに適合していることを特徴とする請求項8記載のシステム。
【請求項10】
前記デバイスは、前記タイムアウト期間の終了前に肯定応答を受信することに応答して、前記タイムアウト期間を取消すためにさらに適合していることを特徴とする請求項8記載のシステム。
【請求項11】
前記デバイスは、前記タイムアウト期間の前記終了前に前記肯定応答を受信しないことに応答してエラー処理を開始するためにさらに適合していることを特徴とする請求項10記載のシステム。
【請求項12】
前記エラー処理は、前記ワイヤレス・チャンネルを介して前記送信を再送信するための準備をすることを含むことを特徴とする請求項11記載のシステム。
【請求項13】
前記モニタは、搬送波をモニタすることを含むことを特徴とする請求項8記載のシステム。
【請求項14】
ワイヤレス通信チャンネルを介してデータ送信を送信する段階と、
前記送信する段階に続いて、クリア・チャネル条件が検出されるまで、前記ワイヤレス通信チャンネルをモニタする段階と、
前記クリア・チャネル条件の検出に続いて、タイムアウト期間を開始する段階と、
前記タイムアウト期間中に前記データ送信に対する肯定応答が受信されたかどうかを判断する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項15】
前記タイムアウト期間中の前記肯定応答の受信に応答して、前記タイムアウト期間を中止する段階をさらに含むことを特徴とする請求項14記載の方法。
【請求項16】
前記タイムアウト期間の終了前に、前記肯定応答を受信しないことに応答して、エラー処理を開始する段階をさらに含むことを特徴とする請求項14記載の方法。
【請求項17】
命令を提供する機械読取り可能な媒体であって、処理プラットフォームによって実行される場合、前記処理プラットフォームは、
ワイヤレス通信チャンネルを介してデータ送信を実行するために少なくとも1つの送信キューにデータを置き、
前記実行に続いて前記ワイヤレス通信チャンネルをモニタし、
前記ワイヤレス通信チャンネルが使用中ではないことをモニタすることに応答して、タイムアウト期間を開始し、
前記タイムアウト期間中に前記データ送信に対する肯定応答が受信されたかどうかを判断するために受信キューからデータを読む、
動作をすることを特徴とする機械読取り可能な媒体。
【請求項18】
前記動作は、前記タイムアウト期間の終了前に前記肯定応答を受信することに応答して、前記タイムアウト期間を中止することをさらに含むことを特徴とする請求項17記載の媒体。
【請求項19】
前記動作は、前記タイムアウト期間の終了前に前記肯定応答を受信しないことに応答して、エラー処理を開始することをさらに含むことを特徴とする請求項17記載の媒体。
【請求項20】
前記モニタは、クリア・チャネル条件をモニタすることを含むことを特徴とする請求項17記載の媒体。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公表番号】特表2007−507133(P2007−507133A)
【公表日】平成19年3月22日(2007.3.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−523255(P2006−523255)
【出願日】平成16年8月6日(2004.8.6)
【国際出願番号】PCT/US2004/025569
【国際公開番号】WO2005/015843
【国際公開日】平成17年2月17日(2005.2.17)
【出願人】(591003943)インテル・コーポレーション (1,101)
【Fターム(参考)】