JP7122702B2 - 無線局、通信方法および集積回路 - Google Patents

Description

本開示は、無線局、通信方法および集積回路に関する。

ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１ワーキンググループは、現在、８０２．１１ａｘタスクグループの下で次世代のＷＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）技術を標準化する過程にある。タスクグループの主な目標は、（「ＡＰ」とも呼ばれる）アクセスポイントおよび／または（「ＳＴＡ」とも呼ばれる）端末装置の高密度シナリオにおけるシステムスループット／エリアを向上させるスペクトル効率の改善である。提案されている様々な技術の中で、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ－Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）およびアップリンクマルチユーザ送信は、８０２．１１ａｘタスクグループがスループット改善目標を達成するために採用した２つの重要な技術である。

従来、８０２．１１のＳＴＡは２０ＭＨｚのチャネル帯域幅精度で動作した、すなわち、８０２．１１のＳＴＡが動作できるチャネル帯域幅の最小単位は２０ＭＨｚであった。しかし、ＯＦＤＭＡの採用により、高効率（ＨＥ：Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）ＳＴＡとしても知られる８０２．１１ａｘのＳＴＡは、２０ＭＨｚ未満のチャネルで動作することができる。これは、いくつかのＨＥ ＳＴＡが同じ２０ＭＨｚチャネル内の異なるサブチャネル上でデータを同時に送信できることを意味する。しかしながら、マルチユーザＯＦＤＭＡ送信に参加しているすべてのＳＴＡは、それらの送信を同期して、同じ時点で開始し、しかも同じ時点で終了する必要があるなどの、いくつかの条件がそのようなマルチユーザＯＦＤＭＡ送信に課されている。ＳＴＡは互いの送信タイミングを認識していないので、ＷＬＡＮの場合にはアクセスポイント（ＡＰ：Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）である中央コントローラがマルチユーザ送信のタイミングを制御することが必要である。

８０２．１１ａｘでは、これは、トリガフレームと呼ばれる特殊な制御フレームを送信するＡＰによって実現される。トリガフレームは、マルチユーザ送信に参加することができる各ＳＴＡの識別情報、送信継続時間、ＳＴＡごとの（リソースユニット、ＲＵとして知られている）サブチャネル割当て、および他の必要な情報などの情報を搬送する。トリガフレーム内で指示されたＳＴＡは、トリガフレームの終わりから一定の時間間隔（ＳＩＦＳ）後に割り当てられたＲＵ上でそれぞれのフレームを送信する。この手順は、ＡＰが、バッファステータス、ＳＴＡ動作状態などのマルチユーザ送信に参加しているＳＴＡに関する十分な情報を有するときにうまく動作する。しかし、ＡＰが、必要なＲＵ割当てを効率的に実行するために、ＳＴＡに関する適切な情報を有していない場合がある。そのような場合、同様の特性を有するＳＴＡのグループにＲＵを割り当て、それらの実際のニーズに基づいてＳＴＡのグループにＲＵを競合させることは有益である。そのようなニーズを満たすために、本明細書では「ＵＯＲＡ」と呼ばれる、アップリンクＯＦＤＭＡランダムアクセス手順が８０２．１１ａｘに導入されている。ＵＯＲＡの詳細は、非特許文献２および非特許文献３のセクション９．５８．２．５．１に見られる。

ＩＥＥＥ８０２．１１－１５／０１３２ｒ１４，Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｆｏｒ ＴＧａｘ，Ｊａｎｕａｒｙ ２０１６ ＩＥＥＥ８０２．１１－１５／１１０５ｒ０，ＵＬ ＯＦＤＭＡ－ｂａｓｅｄ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ＩＥＥＥ８０２．１１－１６／００２４ｒ０，Ｐｒｏｐｏｓｅｄ ＴＧａｘ ｄｒａｆｔ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１－２０１２

しかしながら、ＳＴＡのトラフィックタイプ、バッファ負荷、または他のデバイス特性に基づくランダムアクセスのためのリソース優先順位付けについては、非特許文献１、非特許文献２、および非特許文献３ではサポートされていない。ＵＬ ＯＦＤＭＡランダムアクセス中に、選択されたフレームタイプおよび／またはＳＴＡカテゴリに高い優先順位を割り当てる方法が必要である。

したがって、本開示の非限定的で例示的な実施形態は、マルチユーザ無線通信システムにおける無線局用のランダムアクセス方法を提供することを容易にし、方法は、（ａ）無線アクセスポイントによって送信されたトリガ信号を受信するステップであって、トリガ信号が、トリガ信号によって割り当てられた周波数リソースに対する条件を指定する、ステップと、（ｂ）無線媒体へのアクセスを競合するステップと、（ｃ）無線局がランダムアクセス競合に勝ったとき、無線局がトリガ信号内で指定された条件を満たすかどうかを判定するステップと、（ｄ）無線局が条件を満たすとき、複数の周波数リソース上で複数のフレームを同時に送信するステップと、（ｅ）無線局が条件を満たさないとき、ランダムに選択された周波数リソース上で単一のフレームを条件の制限なしに送信するステップとを含み、前記条件は周波数リソースに対する推奨使用法を指定する。

一般的または具体的な実施形態は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、記憶媒体、またはそれらの任意の選択的な組合せとして実現され得ることに留意されたい。

本開示に記載された方法を利用することにより、アップリンクＯＦＤＭＡランダムアクセス中に、選択されたフレームタイプおよび／またはＳＴＡカテゴリに高い優先順位を割り当てることを容易にすることが可能である。

開示された実施形態のさらなる利益および利点は、明細書および図面から明らかになる。利益および／または利点は、明細書および図面の様々な実施形態および特徴によって個別に取得されてもよく、それらは、そのような利益および／または利点のうちの１つまたは複数を取得するためにすべて提供される必要はない。

優先付けマルチユーザランダムアクセスを利用するシステムの特定の実施形態の図 本開示の背景技術として働く、アップリンクＯＦＤＭＡランダムアクセス手順のフローチャート 元のアップリンクＯＦＤＭＡランダムアクセス手順を使用する例示的なマルチユーザフレーム交換の図 ＥＤＣＡとアップリンクＯＦＤＭＡランダムアクセスとの間の切替え中に使用される送信キュー管理の第１の実施形態の図 アップリンクＯＦＤＭＡランダムアクセス中に使用される送信キュー管理の第１の実施形態の図 アップリンクＯＦＤＭＡランダムアクセスを開始するために使用されるトリガフレームの図 第１の実施形態による、トリガフレームの共通情報フィールド６５０内の「応答優先」フィールドの一例を示す図 第１の実施形態による、応答優先を表すためにトリガフレーム内で使用されるビット符号化の一例を示す図 第１の実施形態による、ユーザ別情報フィールド内の１ビットフラグの一例を示す図 第１の実施形態による、最大同時送信を表す共通情報フィールド内の２ビットの一例を示す図 第１の実施形態による、提案された優先付けマルチユーザランダムアクセス手順のフローチャート 提案された優先付けマルチユーザランダムアクセスの第１の実施形態による、例示的なマルチユーザフレーム交換の図 トリガタイプを表すために使用されるビット符号化の第２の実施形態の図 提案された優先付けマルチユーザランダムアクセスの第３の実施形態による、別の例示的なマルチユーザフレーム交換の図 チャネル条件に対応するビット符号化を示す図 第４の実施形態による、アップリンクＯＦＤＭＡランダムアクセス中に使用される送信キュー管理の図 様々なＵＯＲＡＦのための例示的な優先順位表 様々なＵＯＲＡＦのための別の例示的なチャネルアクセスパラメータの図 提案された優先付けマルチユーザランダムアクセスの第４の実施形態による、例示的なマルチユーザフレーム交換の図 提案された優先付けマルチユーザランダムアクセスの第５の実施形態のフローチャート 提案された優先付けマルチユーザランダムアクセスの第５の実施形態による、例示的なマルチユーザフレーム交換の図 例示的なＳＴＡのブロック図 例示的なＡＰのブロック図 例示的なＳＴＡのブロック図 例示的なＡＰのブロック図

本開示は、以下の図および実施形態の助けを借りてよりよく理解することができる。本明細書に記載された実施形態は、実際は単なる例示であり、本開示の可能な用途および使用のいくつかを記載するために使用され、本明細書に明確に記載されていない代替の実施形態に関して本開示を限定するものとして捉えられるべきではない。

いずれの無線通信システムにおいても、多種多様のデバイスが無線ネットワークの一部であってもよく、各デバイスはトラフィックニーズ、デバイス能力、電源タイプなどに関して異なる。いくつかのクラスのデバイスは、帯域幅要件が高く、待ち時間または送信成功率などに関するＱｏＳ要件が高い場合があるが、それらは、主電源化されているか、または大型バッテリを有することができるので、電力消費についてあまり懸念されなくてもよい（たとえば、ラップトップコンピュータ）。別のクラスのデバイスは、帯域幅要件が少なく、ＱｏＳ要件があまり厳しくないが、電力消費について比較的より懸念される可能性がある（たとえば、携帯電話）。さらに別のクラスのデバイスは、帯域幅要件が低く、デューティサイクルも非常に低い場合があるが、極端に小さいバッテリまたは極端に長い平均寿命に起因して、電力消費に対して非常に敏感であり得る（たとえば、リモートセンシング用センサなど）。

多くの無線通信システムでは、無線ネットワークカバレージエリア、無線周波数チャネル、デバイス入場ポリシー、他の隣接無線ネットワークとの調整などを決定する、１つまたは複数の中央コントローラ（たとえば、ＡＰ）が存在し、通常、同様にバックエンド基盤ネットワークへのゲートウェイとして動作する。中央コントローラの例は、セルラー無線ネットワーク内の基地局もしくはｅＮＢ、またはＷＬＡＮ内のアクセスポイント（ＡＰ）などである。

本開示に記載された技術は多くの無線通信システムに適用され得るが、例として、本開示における説明の残りは、ＩＥＥＥ８０２．１１ＷＬＡＮシステムおよびその関連する用語に関して記載される。これは、代替の無線通信システムに関して本開示を限定するものと捉えられるべきではない。ＩＥＥＥ８０２．１１ベースのＷＬＡＮでは、大多数のネットワークが基盤モードで動作する、すなわち、ネットワーク内のトラフィックのすべてまたはほとんどがＡＰを通過する必要がある。そのため、ＷＬＡＮに加入することを望む任意のデバイス（８０２．１１用語ではＳＴＡと呼ばれる）は、まず関連付けと呼ばれるプロセスを介してＡＰとのネットワークメンバーシップを交渉しなければならない。関連付けより前に、ほとんどのＷＬＡＮはまた、ある種の認証、たとえば、ＷＰＡなどを必要とする。

＜デバイスクラス＞
図１を参照すると、例示的な無線ネットワーク１００は、ＡＰ１９０および多くの関連付けられたＳＴＡを含む場合がある。ＳＴＡ２ １２０およびＳＴＡ６ １６０は、帯域幅が高く、場合によってはＱｏＳ要件が高く、省電力に対する要件が比較的低いデバイスクラスを表す。ＳＴＡ１ １１０およびＳＴＡ４ １４０は、同様に帯域幅が高く、場合によってはＱｏＳ要件が高いが、電力消費について比較的より懸念される別のデバイスクラスを表す。他の極端な場合、ＳＴＡ３ １３０およびＳＴＡ５ １５０は、帯域幅要件は低いが、消費電力に非常に敏感であり得る別のクラスのデバイスを表す。

＜アップリンクＯＦＤＭＡランダムアクセス＞
一般に、無線システムにおけるチャネルアクセス機構は、中央コントローラ（たとえば、８０２．１１におけるＨＣＣＡ）によって集中的に調整されてもよく、ＣＳＭＡ／ＣＡなどの分散アクセス機構に基づいてもよい。最近、進行中のＩＥＥＥ８０２．１１ａｘタスクグループでは、アップリンクＯＦＤＭＡランダムアクセス（ＵＯＲＡ：Ｕｐｌｉｎｋ ＯＦＤＭＡ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ）と呼ばれる混合型のチャネルアクセス機構が導入されている。ランダムアクセス手順を使用するＨＥ（高性能）ＳＴＡは、ＯＦＤＭＡバックオフ（ＯＢＯ：ＯＦＤＭＡ Ｂａｃｋｏｆｆ）カウンタと呼ばれる内部カウンタを保持する。ＯＦＤＭＡ競合ウィンドウ（ＯＣＷ：ＯＦＤＭＡ Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｗｉｎｄｏｗ）は、ＯＣＷ_ｍｉｎの初期値を有する整数である。（ＨＥ ＡＰとも呼ばれる）８０２．１１ａｘのＡＰは、ランダムアクセス動作用のＯＣＷ_ｍｉｎの値をＳＴＡに通知する。最初のＵＬ物理レイヤプロトコルデータユニット（ＰＰＤＵ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）送信では、ＳＴＡがＨＥ ＡＰからＯＣＷ_ｍｉｎの値を取得すると、ＳＴＡはＯＣＷの値をＯＣＷ_ｍｉｎに設定し、そのＯＢＯカウンタを０とＯＣＷ_ｍｉｎの範囲内のランダム値に初期化する。

ＳＴＡにおけるＵＯＲＡプロセスは、図２のフローチャート２００の助けを借りてよりよく説明することができる。ＵＯＲＡプロセスは、ＳＴＡがＡＰからトリガフレームを受信し、ＳＴＡに少なくとも１つのＲＵが割り当てられていると判断したときに開始される。これがＵＯＲＡプロセスが起動された最初のインスタンスである場合、またはＳＴＡが前のＵＯＲＡ期間において競合に勝つことに成功した場合、そのＯＢＯは０に等しくなる。ステップ２１０において、ＯＢＯ値が０より大きいかどうかが判定される。ＯＢＯ値が０より大きい場合、プロセスは直接ステップ２４０に飛ぶが、ＯＢＯ値が０に等しい場合、プロセスはステップ２２０に進み、ここでＯＢＯは０とＯＣＷとの間のランダム値に初期化され、プロセスはステップ２３０に進む。ステップ２３０において、ＯＢＯ値が０より大きいかどうかが再び判定される。ＯＢＯ値が０より大きい場合、プロセスはステップ２４０に進むが、ＯＢＯ値が０に等しい場合、プロセスは直接ステップ２７０に飛ぶ。

ステップ２４０において、トリガフレーム内の最初のＲＵ割当てから開始して、ＲＵがＳＴＡに割り当てられているかどうかがチェックされる。そうである場合、プロセスはステップ２５０に進み、ここでＯＢＯが１だけ減分され、プロセスはステップ２６０に進み、そうでない場合、プロセスはステップ２８０に進む。ステップ２６０において、ＯＢＯ値が０であるかどうかが判定される。ＯＢＯ値が０である場合、プロセスはステップ２７０に進み、そうでない場合、プロセスはステップ２８０に進む。ステップ２７０において、ＳＴＡは競合権を勝ち取ったと見なされ、ＳＴＡに割り当てられたＲＵの中から１つのＲＵをランダムに選択し、そのフレームを選択されたＲＵ上で送信し、ＵＯＲＡプロセスは終了する。ステップ２８０において、トリガフレームは、それ以上のＲＵ割当てが存在するかどうかをチェックされる。それ以上のＲＵ割当てが存在する場合、ＵＯＲＡプロセスは継続し、プロセスはステップ２４０に戻り、そうでない場合、ＵＯＲＡプロセスは終了する。

図３を参照すると、上記で説明されたＵＯＲＡプロセスを使用する例示的なマルチユーザフレーム交換３００が示されている。ランダムアクセス用のトリガフレーム３１０は、ＣＭＳＡ／ＣＡ競合が成功した後に図１のＡＰ１９０によって送信される。トリガフレームは、ＳＴＡのグループ：ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、およびＳＴＡ３を表すＡＩＤ Ｘに、それぞれ、ＲＵ１、ＲＵ２、ＲＵ３、ＲＵ４、およびＲＵ５を割り当てるための５つのＲＵ割当てフィールド３１２、３１４、３１６、３１８、および３２０を含む。トリガフレームはＳＴＡ１、ＳＴＡ２、およびＳＴＡ３用のＲＵ割当てフィールドを有するので、各デバイスのＯＢＯ値はランダムに、たとえば、それぞれ１０、７、および３に初期化される。図２のＵＯＲＡプロセス２００によれば、３つのＳＴＡすべてのＯＢＯ値は、ＲＵ１、ＲＵ２およびＲＵ３の割当てフィールド３１２、３１４、および３１６の各々において１だけ減分される。ＲＵ３割当てフィールド３１６において、ＳＴＡ１のＯＢＯ値は７に等しく、ＳＴＡ２のＯＢＯ値は４に等しく、ＳＴＡ３のＯＢＯ値は０に等しい。そのＯＢＯ値が０であるＳＴＡ３が競合に勝っているので、ＳＴＡ３は、ＲＵ１ ３３２をランダムに選択し、その上でそのＰＳ－Ｐｏｌｌフレームを送信する。ＳＴＡ１およびＳＴＡ２に関しては、それらのＯＢＯ値は、ＲＵ４およびＲＵ５において引き続き減分され、ＲＵ５割当てフィールド３２０においてそれぞれ５および２の値に達する。ＳＴＡ１とＳＴＡ２の両方は、それぞれのＯＢＯ値が０に達していないので、ＳＴＡ１とＳＴＡ２のどちらも、このトリガフレーム内で競合にどうしても勝つことができず、結果として、ＲＵ２ ３３４、ＲＵ３ ３３６、ＲＵ４ ３３８、およびＲＵ５ ３４０はアップリンクＰＰＤＵに使用されない。この例が示すように、１つのＳＴＡはただ１つのＲＵ上でそのフレームを送信することが許されるので、スパースネットワークではチャネル利用効率が低くなる可能性がある。

ＵＯＲＡはＡＰの自由裁量で任意の時点でスケジュールされてもよいが、最もありそうな使用シナリオは、ＡＰが非常に正確な知識をもたないか、またはＳＴＡのすべてのアップリンクトラフィックのニーズに関する知識をもたないときである。いくつかの例示的なケースは以下の通りである。
１．ＳＴＡが省電力モードで動作し、長い居眠り期間後に目を覚ます。
２．関連付けられていないＳＴＡが存在する。
３．ＳＴＡがある時間期間の間ＡＰと通信していない。

そのようなケースでは、ＡＰは、マルチユーザアップリンクＯＦＤＭＡ送信を効率的にスケジュールすることができる十分な情報をもたない。具体的には、ＡＰは、関連付けられたＳＴＡのバッファステータスまたはＡＰと通信することができない、関連付けられていないＳＴＡの存在を知ることができない。そのような状況下では、ＵＯＲＡをスケジュールすることは有益であり得るが、トリガフレームがそのようなＳＴＡを対象とすることができる場合のみである。現在のＵＯＲＡでは、ＡＰがＳＴＡに差別化されたサービスを提供する唯一の方法は、ＲＵ割当て中である。

＜ＬＴＥにおけるランダムアクセスの中の優先順位付け＞
８０２．１１ａｘに加えて、アップリンクＯＦＤＭＡランダムアクセスは、３ＧＰＰのＬＴＥなどの他の無線通信システムでも使用されている。ＬＴＥでは、ランダムアクセスは、ｅＮＢに新しいチャネルリソースを要求するためにＵＥによって使用される。それらのＱｏＳ要件に従ってＵＥのトラフィックをグループ化すること、および様々なトラフィッククラスに様々なアップリンクチャネル（周波数リソース）をあらかじめ割り当てることに基づいて、ＬＴＥにおけるランダムアクセス用の優先順位付け方式が提案されている。優先順位は、元のランダムアクセス試行の衝突の場合にクラス依存バックオフ手順を利用することによって区別される場合もある。本開示は、いくつかの重要な面においてそのような方式とは異なる。
リソースの事前割当ては必要でない。リソースは、必要に応じて中央コントローラによって動的に割り当てることができる。
デバイスを様々なクラスにグループ化する必要はない。
優先順位の高いデバイスが２つ以上の周波数リソースを同時に利用することを可能にすること、ならびにランダムアクセス中にそのようなリソースの使用を区別することにより、より高い優先順位が割り当てられる。

本開示の詳細を説明する前に、本開示が実装される送信部デバイスの関連アーキテクチャを簡単に説明することが必要である。図４を参照すると、送信部デバイス４００は、ＵＯＲＡがＩＥＥＥ８０２．１１ ＷＬＡＮ ＳＴＡ内のＥＤＣＡ機構とともに使用されるリファレンス実装モデルを表すことができる。ＥＤＣＡ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｃｃｅｓｓ）は、送信用の４つの優先キュー、特定のアクセスカテゴリ（ＡＣ：Ａｃｃｅｓｓ Ｃａｔｅｒｅｇｙ）ごとに１つのキューを提供する。４つのＡＣは、優先順位の順に、バックグラウンド（ＡＣ＿ＢＫ）、ベストエフォート（ＡＣ＿ＢＥ）、ビデオ（ＡＣ＿ＶＩ）、および音声（ＡＣ＿ＶＯ）である。ＡＣおよびそれぞれの送信キューは、ＣＳＭＡ／ＣＡ競合ベースのチャネルアクセス期間中にＳＴＡのフレームの優先順位を区別するために使用される。ＡＣ送信キューに対応するＥＤＣＡパラメータは、より高い優先順位のキューが内部競合ならびに外部競合に勝つ確率が高くなるように設定される。

回路４０２は、フレームに割り当てられたユーザ優先順位に基づいて上位レイヤアプリケーションからの入来フレームをスクリーニングし、それらをそれぞれの送信キューに向けるフィルタまたはスケジューラを表すことができる。場合によっては、ＱＭＦなどの管理フレーム優先順位付け方式が実装されている場合、回路４０２は、ＭＡＣレイヤ自己生成管理フレームをそれぞれの送信キューにフィルタリングするために使用される場合もある。ここで、４１０、４１２、４１４、および４１６は、それぞれＡＣ＿ＶＯ、ＡＣ＿ＶＩ、ＡＣ＿ＢＥ、およびＡＣ＿ＢＫ用の送信キューを表す。ＥＤＣＡの間、４つの送信キューの各々は、各キューのＥＤＣＡパラメータに基づいて無線媒体へのアクセスを別々に競合する、それら自体の対応するＥＤＣＡ機能（ＥＤＣＡＦ：ＥＤＣＡ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を有する。４３０、４３２、４３４、および４３６は、それぞれＡＣ＿ＶＯ、ＡＣ＿ＶＩ、ＡＣ＿ＢＥ、およびＡＣ＿ＢＫの送信キューに対応するＥＤＣＡ機能を表し、４２０、４２２、４２４、および４２６は、送信キューとそれぞれのＥＤＣＡＦとの間の接続を表す。２つ以上のＥＤＣＡＦが同じ競合に勝った場合、内部衝突が発生したと言われ、最も優先順位が高いＡＣに対応するＥＤＣＡＦのみが送信されるが、他のＥＤＣＡＦはバックオフ手順を起動する。

上記の知識に基づいて、本出願の発明者らは本開示に到達した。ＡＰによって判断された特定の既知の条件を満たすＳＴＡに、より高いＵＯＲＡ優先順位を提供する方法が開示される。より高い優先順位は、ランダムアクセス中に適格なデバイスが複数のリソースユニット（ＲＵ：Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｕｎｉｔ）にアクセスすることを可能にすることを指してもよく、ランダムアクセス中の媒体へのより高速なアクセスを意味してもよい。１つの例示的な実施形態によれば、ＡＰは、選択されたＲＵについての推奨使用法をトリガフレーム内で告知する。ＵＯＲＡ競合に勝つＳＴＡは、ＳＴＡが推奨使用条件を満たすことができる場合、複数のＲＵ上で同時に送信することが可能になり、それにより、そのようなＳＴＡがより高い優先順位を享受するようになる。別の例示的な実施形態によれば、ＡＰは、適格なＳＴＡが、ＵＯＲＡ競合に勝つと、複数のＲＵ上で同じフレームの複数のコピーを同時に送信することができ、それにより、それらの送信成功確率を高める、あるチャネル条件をトリガフレーム内で告知する。

さらに別の例示的な実施形態によれば、ＵＯＲＡ手順用の規則は、トリガフレーム内でＡＰによって告知された選択されたＲＵについての推奨使用条件を満たすＳＴＡが、それらがランダムアクセス競合に勝つ高い確率をもたらすＵＯＲＡ手順において利点を有するような方法で修正される。いくつかの例示的な実施形態は、本開示を詳細に説明するために、後のセクションで詳細に記載される。本開示で提案される優先付けマルチユーザランダムアクセスについての様々な実施形態が、以下のセクションで詳細に記載される。

＜第１の実施形態＞
再び図４を参照すると、ＵＯＲＡに関するリファレンス実装モデルが記載されている。ＥＤＣＡ（Ｅｎｃｈａｎｃｅｄ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｃｃｅｓｓ）とは対照的に、第１の実施形態によれば、ＵＯＲＡ手順は単一のＵＯＲＡ機能（ＵＯＲＡＦ：ＵＯＲＡ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）４７０によって処理される。ＥＤＣＡリファレンス実装モデルと連携してシームレスに動作するためには、何らかの特定の動作過程、たとえば、有効なトリガフレームの受信によってトリガされると、ＥＤＣＡからＵＯＲＡに動作を切り替える切替え機構が必要であり、送信キューの制御は、コネクタ４４０、４４２、４４４、および４４６を介してＵＯＲＡＦに渡される。この切替えプロセス中に、ＥＤＣＡバックオフ手順をフリーズする、様々なＥＤＣＡ関連カウンタをバックアップするなどの、様々なハウスキーピング手順が実行される場合がある。

同時に、ＵＯＲＡ関連カウンタは、復元または初期化される必要があり得る。アップリンクランダムアクセス期間の終わりに、ＵＯＲＡからＥＤＣＡへの逆の切替えプロセスが実行されなければならない。この逆の切替えの間、ＵＯＲＡＦがフリーズされ、ＵＯＲＡカウンタがバックアップされ、バックアップされたＥＤＣＡＦカウンタが復元され、送信キューの制御がＥＤＣＡＦに戻される。ＵＯＲＡ中の送信のためにＵＯＲＡＦに転送されるべきフレームを選択するために、ＵＬ ＯＦＤＭＡ ＲＡスケジューラ４６０が実装される場合がある。具体的に、ＵＯＲＡ、たとえば、ＳＴＡのバッファステータス通知フレームの間に使用されるために、時間に敏感なフレームを生成することに関与する別個のＵＯＲＡフレーム生成部４５０が実装される場合もある。

図５は、ＵＯＲＡリファレンス実装モデル５００をさらに示すために使用される場合がある。５０２、５１０、５１２、５１４、５１６は、それぞれ図４の４０２、４１０、４１２、４１４、および４１６と同じである。同様に、ＵＯＲＡフレーム生成部５２０、ＵＬ ＯＦＤＭＡ ＲＡスケジューラ５３０、およびＵＯＲＡＦ５４０は、それぞれ図４に記載された４５０、４６０、および４７０と同じである。アップリンクランダムアクセス中のフレームの優先順位付けは、２つの段階で行われるものと見なすことができる。段階１では、ＳＴＡ自体の中で優先順位付けが行われ、競合は、様々な送信キュー内のフレームならびにＭＡＣ自体の中で生成される他のフレームの間にある。段階１の優先順位付けは、主にスケジューラ５３０内で行われる。

前述されたように、スケジューラ５３０の役割は、ＵＯＲＡ中の送信のためにＵＯＲＡＦ５４０に転送されるべきフレームを選択することである。フレームは２つ以上のＡＣ送信キューに存在し、ＵＯＲＡ固有フレームもＵＯＲＡフレーム生成部５２０によって生成され得るので、スケジューラは、以下のようないくつかの単純なフレーム選択規則を定義することができる。
ＵＯＲＡ中にＵＯＲＡフレーム生成部によってフレームが生成された場合、そのフレームが選択され、そうでない場合、
トリガフレームが、たとえば「応答優先」のための特定の「推奨使用」条件を示す場合、優先順位が高いＡＣ送信キューのヘッドに最も近く、「応答優先」を満たす最初のフレームが選択され、そうでない場合、
トリガフレームがいかなる特定の「推奨使用」条件も示さない場合、フレームはそのＡＣ優先順位に従って選択される。

加えて、スケジューラ５３０は、選択されたフレームのサイズが、割り当てられたＰＰＤＵ継続時間内の送信に適切であることを保証する必要もある。場合によっては、スケジューラは、フレームに必要なパディング量などに関するチャネル利用効率などの、段階１のフレーム選択プロセス中の他の要因を考慮する場合もある。

段階２の優先順位付けは、アップリンクランダムアクセスに参加している様々なＳＴＡ間の競争を伴い、ＵＯＲＡ手順および関連するチャネルアクセスパラメータに密接に関連する。ＵＯＲＡＦは、本開示の主要な焦点である段階２の優先順位付けに関与する。

図６を参照すると、６００は、マルチユーザアップリンク送信に参加しているＳＴＡにＲＵを割り当てるためにＡＰによって使用される汎用トリガフレームのフレームフォーマットを表す。フレーム６００は、フレームタイプ、サブタイプ等のフレーム特性を示すフレーム制御フィールド６１０、継続時間フィールド６２０、オプションの受信部アドレスフィールド６３０、送信部アドレスフィールド６４０、長さ、ＳＩＧ－Ａコンテンツ、トリガタイプなどの、すべてのユーザに有用な応答フレームに関する情報を示す共通情報フィールド６５０、応答フレームに使用されるＭＣＳ、ＲＵ割当て、局ＩＤなどの、特定のユーザに関する情報を示す１つまたは複数のユーザ別情報フィールド６６０、．．．６７０、および最後にフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ：Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）６８０から構成される。

ランダムアクセス用のトリガフレームは、トリガフレームの特殊なサブタイプであり、共通情報フィールド６５０内のトリガタイプサブフィールドによって識別されるか、または、ユーザ別情報フィールド６６０、．．．６７０内に特殊な局ＩＤを定義することなどによって識別される。１番目の方法が使用される場合、すなわち、トリガフレームがランダムアクセスに使用されるように排他的に定義された場合、トリガフレーム内に割り当てられたすべてのＲＵはランダムアクセスに利用可能であり、一方、２番目の方法が使用される場合、それぞれのユーザ別情報フィールド内に割り当てられたＲＵのみがランダムアクセスに使用されることが可能になる。

本開示で提案されたように、ＡＰは、条件を満たすＳＴＡが複数の割り当てられたＲＵ上で２つ以上のフレームを同時に送信することが可能になるように、ＲＵについての所定または既知の条件を告知する。条件のリストは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘなどの業界標準で定義されてもよく、すべての準拠デバイスに知られてもよい。条件のリストは、関連付けプロセスの間にＡＰによってデバイスに通知され得るか、ビーコンフレームなどの周期的フレーム内で定期的に告知され得ることも可能である。第１の実施形態では、条件は「応答優先」と呼ばれる場合があり、図７Ａに示されたように、トリガフレームの共通情報フィールド６５０内の４ビットによって表される場合がある。

図７Ａの「応答優先」フィールド７００は、クラスビット７０２および３ビットのサブクラスフィールド７０４からさらに構成される場合がある。名前が示唆するように、クラスビットは、ＡＰによって優先される応答の一般的なクラスを示す。たとえば、クラスビットが「０」である場合、優先される応答は特定のフレームタイプを指すことができ、クラスビットが「１」である場合、優先される応答は特定のアクセスカテゴリ（ＡＣ）のフレーム、または特定の関連付け状態もしくは特定の電源管理モードにあるＳＴＡからのフレームを指すことができる。サブクラスフィールドは、ＡＰによって優先される特定の応答を示すことができる。これらの４ビットを用いて、最大１６個の異なる「応答優先」を示すことが可能である。

図７Ｂの表７１０は、「応答優先」符号化の一例である。たとえば、７１４のように、一部の値は未使用であり、将来の拡張用に予備としてもよく、たとえば、７１２のように、一部の値は、特定のＲＵの使用に対する制限がないことを示すために使用されてもよい。

図７Ｃに示されたように、本明細書ではＲＰｆｌａｇと呼ばれる、ユーザ別情報フィールド６６０、．．．６７０内の１ビットフラグ７２０は、示された「応答優先」がそのユーザ別情報フィールド内に割り当てられたＲＵに適用されるかどうかを示すために使用されてもよい。ＲＰｆｌａｇが「０」である場合、「応答優先」はＲＵに適用されないが、ＲＰｆｌａｇが「１」である場合、適用される。示された「応答優先」基準が適用されるＲＵは専用ＲＵと呼ばれる場合があり、示された「応答優先」基準が適用されないＲＵは汎用ＲＵと呼ばれる場合がある。

同様に、ＳＴＡが同時に送信することが可能になるフレームの最大数は、図７Ｄの表７３０に示されたように、共通情報フィールド内の２ビットによって表される場合がある。ビット値「００」、「０１」、「１０」、および「１１」は、それぞれ１、２、３、および４の最大同時送信を表す。「００」は、特別な場合、複数の同時送信を明示的に禁止するために、ＡＰによって使用される場合がある。

第１の実施形態によれば、ＡＰは、トリガフレームの共通情報フィールド内で、「応答優先」、ならびにＳＴＡが同時に送信することが可能になる最大フレーム数を示す。ＡＰはさらに、ユーザ別情報フィールド内のＲＰｆｌａｇを「１」に選択的に設定することにより、「応答優先」が適用されるＲＵを示す。ＳＴＡは、トリガフレームを受信すると、まず、ＳＴＡに割り当てられた少なくとも１つのＲＵがトリガフレーム内にあるかどうかをチェックする。そうである場合、ＳＴＡは、ＵＯＲＡ手順に従って無線媒体の競合に進む。ＳＴＡがＵＯＲＡ競合に勝った場合、ＳＴＡは、以下の規則に従って図７Ｄの最大同時送信サブフィールド７３０によって示される数まで、複数のフレームを送信することができる。
送信されるべき次のフレームが「応答優先」基準を満たす場合、ＳＴＡは、割り当てられたＲＵのグループから任意の１つのＲＵ（専用ＲＵまたは汎用ＲＵのいずれか）をランダムに選択し、フレームを送信することができる。
送信されるべき次のフレームが「応答優先」基準を満たさない場合、ＳＴＡは、フレームを送信するために汎用ＲＵ（すなわち、「応答優先」が無効に設定されたＲＵ）の中からのみ、１つのＲＵをランダムに選択することができる。
ＳＴＡがそれ以上送信するフレームがないか、または可能なフレームの最大数を送信するまで、プロセスが繰り返される。

ＵＯＲＡを競合するＳＴＡの数が多い場合、２つ以上のＳＴＡが競合に勝利し、続いて異なるＲＵ上で複数のフレームを送信し、元のＵＯＲＡと比較して衝突の機会を増やすことにつながる可能性がある。そのため、ＡＰは、最大同時送信サブフィールド７３０用の適切な値を選択するときに、衝突頻度が許容限界内になるようにバランスを取る必要がある。

第１の実施形態によるＵＯＲＡプロセスは、図８Ａおよびフローチャート８００の助けを借りてよりよく説明することができる。ＵＯＲＡプロセスは、ＳＴＡがＡＰからトリガフレームを受信し、ＳＴＡに少なくとも１つのＲＵが割り当てられていると判断したときに開始される。これがＵＯＲＡプロセスが起動された最初のインスタンスである場合、またはＳＴＡが前のＵＯＲＡ期間において競合に勝つことに成功した場合、そのＯＢＯは０に等しくなる。ＯＣＷの値は、最初にＯＣＷ_ｍｉｎに設定され、ＯＣＷ_ｍｉｎはデフォルト値に設定されてもよく、ＡＰから取得されてもよい。ステップ８１０において、ＯＢＯ値が０より大きいかどうかが判定される。ＯＢＯ値が０より大きい場合、プロセスは直接ステップ８１６に飛ぶが、ＯＢＯ値が０に等しい場合、プロセスはステップ８１２に進み、ここでＯＢＯ値は０とＯＣＷとの間のランダム値に初期化され、プロセスはステップ８１４に進む。

ステップ８１４において、ＯＢＯ値が０より大きいかどうかが再び判定される。ＯＢＯ値が０より大きい場合、プロセスはステップ８１６に進むが、ＯＢＯ値が０に等しい場合、プロセスは直接ステップ８３２に飛ぶ。ステップ８１６において、トリガフレーム内の最初のＲＵ割当てフィールドから開始して、ＲＵがＳＴＡに割り当てられているかどうかがチェックされる。そうである場合、プロセスはステップ８１８に進み、ここでＯＢＯ値が１だけ減分され、プロセスはステップ８３０に進み、そうでない場合、プロセスはステップ８２０に進む。ステップ８３０において、ＯＢＯ値が０であるかどうかが判定される。ＯＢＯ値が０である場合、プロセスはステップ８３２に進み、そうでない場合、プロセスはステップ８２０に進む。ステップ８２０において、トリガフレームは、それ以上のＲＵ割当てフィールドが存在するかどうかをチェックされる。それ以上のＲＵ割当てフィールドが存在する場合、ＵＯＲＡプロセスは継続し、プロセスはステップ８１６に進み、そうでない場合、ＵＯＲＡプロセスは終了する。

ステップ８３２において、ＳＴＡは競合権を勝ち取ったと見なされ、ＳＴＡは、それが「応答優先」条件を満たすかどうかをチェックする。そうである場合、プロセスはステップ８３６に進み、そうでない場合、プロセスはステップ８３４に進み、ここで、ＳＴＡはＳＴＡに割り当てられた残りの汎用ＲＵのリストから１つの汎用ＲＵをランダムに選択し、ＵＯＲＡプロセスは終了し、プロセスはステップ８４０に進むステップ８３６において、ＳＴＡは、ＳＴＡに割り当てられた残りの専用ＲＵまたは汎用ＲＵのリストから任意の１つのＲＵをランダムに選択し、プロセスはステップ８３８に進む。

ステップ８３８において、ＳＴＡは、その送信キューにそれ以上のフレームが存在するかどうか、およびそれまでの送信に選択されたフレームの数が、最大同時送信フィールド７３０によって指定された値より小さいかどうかをチェックする。両方の条件に対する答えがイエスである場合、プロセスはステップ８３２に戻り、そうでない場合、ＵＯＲＡプロセスは終了し、プロセスはステップ８４０に進む。ステップ８４０において、ＳＴＡは、共通のＰＨＹヘッダ、および対応する選択されたＲＵ上のＰＰＤＵのデータ部分を満たすフレームを有するアップリンクマルチユーザＰＰＤＵを構築し、最後にマルチユーザＰＰＤＵをＡＰに送信する。

図８Ｂに示された例示的なマルチユーザフレーム交換８５０では、ＡＰは、「０１００」の「応答優先」、すなわちＰＳ－Ｐｏｌｌフレーム専用ＲＵとしてＲＵ１ ８６２およびＲＵ５ ８７０を示すトリガフレーム８６０をブロードキャストし、ＲＵ２ ８６４、ＲＵ３ ８６６、およびＲＵ４ ８６８は汎用ＲＵである。すべてのＲＵは、ＳＴＡのグループ：ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、およびＳＴＡ３を表すＡＩＤ Ｘに割り当てられる。最大同時送信サブフィールド７３０は、「１０」すなわち３に設定される。トリガフレームは、３つのＳＴＡ、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、およびＳＴＡ３のすべてに対してＲＵ割当てを有するので、各デバイスのＯＢＯは、それぞれランダムに１０、７、および３に初期化される。ＵＯＲＡ手順２００によれば、３つのＳＴＡすべてのＯＢＯは、ＲＵ１、ＲＵ２、およびＲＵ３において１だけ減分される。ＲＵ３において、ＳＴＡ１のＯＢＯは７に等しく、ＳＴＡ２のＯＢＯは４に等しく、ＳＴＡ３のＯＢＯは０に等しい。

ＳＴＡ３が競合に勝ち、送信キュー内のＳＴＡ３の次のフレームがたまたまＰＳ－Ｐｏｌｌである場合、ＳＴＡ３は、マルチユーザＰＰＤＵ８８０内の送信用にＲＵ１ ８８２、ＲＵ２ ８８４、ＲＵ３ ８８６、ＲＵ４ ８８８、またはＲＵ５ ８９０から任意に１つのＲＵをランダムに選択することが可能になる。この例では、ＳＴＡ３は、専用ＲＵ、ＲＵ１ ８８２をランダムに選択してＰＳ－Ｐｏｌｌフレームを送信する。ＳＴＡ３の送信キュー内の次の２つのフレームはたまたまデータフレームであり、それは専用ＲＵ上で送信される資格がないので、ＳＴＡ３は、最初のデータフレームの送信用に汎用ＲＵの１つ、ＲＵ３ ８８６をランダムに選択する。「応答優先」を満たさないフレームが送信用に選択されるので、ＳＴＡが３フレームまで送信することが可能になった場合でも、ＵＯＲＡプロセスは終了しなければならない。

最後に、ＳＴＡ３は、共通のＰＨＹヘッダ、およびＰＰＤＵのデータ部分、それぞれＲＵ１上のＰＳ－Ｐｏｌｌフレーム、ＲＵ３上のデータフレームを満たす２つのフレームを有するアップリンクマルチユーザＰＰＤＵ８８０を構築し、最後にマルチユーザＰＰＤＵ８８０をＡＰに送信する。ＳＴＡ１およびＳＴＡ２が競合にどうしても勝つことができないと仮定すると、図３の例と比較して、ＳＴＡ３は、本開示に従って複数のＲＵ上で複数のフレームを送信することが可能になるので、ＳＴＡ３はより高い優先順位を享受し、同時に、チャネル利用効率もかなり高い。

＜第２の実施形態＞
本開示の第２の実施形態によれば、トリガフレームの共通情報フィールド６５０内で「応答優先」として条件を通知する代わりに、条件は、各々がトリガフレームによって割り当てられたＲＵに対して特定の使用法を指定する、様々なタイプのトリガフレームを定義することによって直接通知される場合がある。様々なタイプのトリガフレームは、トリガフレーム６００の共通情報フィールド６５０内のトリガタイプサブフィールドによって示すことができる。これは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘタスクグループではすでに考慮されている様々なトリガフレームタイプの拡張として見ることができる。

４ビットを使用するトリガタイプ表現の一例が図９の表９００に示されている。最初の４つのトリガタイプは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ規格の一部であるとすでに受け入れられている特殊使用トリガフレームを表す。５番目のトリガタイプ、ランダムアクセス用のトリガフレーム（汎用）は、特定の制限または条件のないランダムアクセス用の一般使用トリガフレームを表す。本開示によれば、ランダムアクセス用のトリガフレームは、特定の応答タイプのためのランダムアクセスを示すようにさらにカスタマイズされてもよい。これらのいくつかは以下の通りであり得る：
ランダムアクセス用のトリガフレーム（バッファステータス通知）９０２：バッファステータス通知フレームを請求する
ランダムアクセス用のトリガフレーム（ＰＳ－Ｐｏｌｌ）９０４：ＰＳ－Ｐｏｌｌフレームを請求する
ランダムアクセス用のトリガフレーム（関連付け要求）９０６：関連付け要求フレームを請求する
ランダムアクセス用のトリガフレーム（データ）９０８：データフレームを請求する
ランダムアクセス用のトリガフレーム（省電力）９１０：省電力モードでＳＴＡからのフレームを請求する
ランダムアクセス用のトリガフレーム（非関連付け）９１２：関連付けされていないＳＴＡからのフレームを請求する。

トリガタイプ制限は、トリガフレームによって割り当てられたすべてのＲＵに適用されるので、この場合のすべてのＲＵは専用ＲＵと見なされ、フレームが示された応答タイプを満たすＳＴＡによって使用されるように制限される。ＡＰが割り当てられたＲＵの一部からこの制限を取り除きたい場合、またはＡＰが割り当てられたＲＵの一部のみに対して異なる応答タイプを指定したい場合、ＡＰは、前述されたように、ユーザ別情報フィールドに図７Ａの「応答優先」フィールド７００を含めることによってそのように行うことができる。「応答優先」フィールドを含むユーザ別情報フィールドに割り当てられたＲＵは、トリガタイプによって指定されたものではなく、示された応答優先に従う。

一例として、ＡＰは、トリガフレームをランダムアクセス用のトリガタイプのトリガフレーム（ＰＳ－Ｐｏｌｌ）であるように示し、ユーザ別情報１フィールド、ユーザ別情報２フィールド、およびユーザ別情報３フィールドの中の３つのＲＵ、ＲＵ１、ＲＵ２、およびＲＵ３を、それぞれＳＴＡ１、ＳＴＡ２、およびＳＴＡ３に割り当てる。ＡＰはまた、共通情報フィールド内の図７Ｄの最大同時送信サブフィールド７３０を、「０１」すなわち２に設定することができる。ＡＰは、ＲＵ３がＰＳ－Ｐｏｌｌフレームに限定されていないことを示すために、ユーザ別情報３フィールド内に、値「０１１０」、すなわちＮＯ ＲＥＳＴＲＩＣＴＩＯＮＳを有する「応答優先」フィールドをさらに含めることができる。この例では、ＲＵ１およびＲＵ２は、それらの上でＰＳ－Ｐｏｌｌフレームが送信されることのみを可能にする専用ＲＵと見なされるが、ＲＵ３は汎用ＲＵと見なされ、競合に勝つＳＴＡは、その上で任意のフレームを送信することができる。

ＳＴＡ１がＵＯＲＡ競合に勝ち、ＳＴＡ１がその送信キューにＰＳ－Ｐｏｌｌフレームを有する場合、ＳＴＡ１は、ＲＵ１、ＲＵ２、およびＲＵ３の中からＲＵ１をランダムに選択してＰＳ－Ｐｏｌｌフレームを送信する。最大同時送信サブフィールドが２に設定されているので、ＳＴＡ１は、汎用ＲＵであるＲＵ３上で、送信キュー上のその次のフレームであるデータフレームを送信することに進むことができる。

第２の実施形態は、同じ条件でトリガフレーム内に割り当てられるべき多くのＲＵがあるとき、通知オーバヘッドがより少なくなるので、より好ましい場合がある。

＜第３の実施形態＞
本開示の第３の実施形態によれば、適格なＳＴＡが複数のフレームを送信することを可能にすることによってＳＴＡの優先順位を上げる代わりに、適格なＳＴＡが同じフレームの複数のコピーを送信することを可能にすることによってＳＴＡの優先順位を上げることができる。トリガフレーム内のＡＰによって示された条件を満たすことができるＳＴＡは、適格なＳＴＡと見なすことができる。

第３の実施形態による条件の一例は、特定のチャネル条件を指すことができる。ＡＰは、適格なＳＴＡが、ＵＯＲＡ競合に勝つと、複数のＲＵ上で同じフレームの複数のコピーを同時に送信することができ、それにより、それらの送信成功確率を高める、あるチャネル条件をトリガフレーム内で告知する。たとえば、チャネル条件は、受信ＳＴＡによって観測されるトリガフレームのある信号対雑音比（ＳＮＲ）レベルを指すことができる。ユーザ別情報フィールド内の図７ＣのＲＰｆｌａｇ７２０を「１」に設定することにより、ＡＰは、トリガフレームの図６の共通情報フィールド６５０内で示された条件を満たす受信トリガフレーム用の観測ＳＮＲ値を有するＳＴＡに割り当てられたＲＵの一部を予約することができる。

第３の実施形態では、そのような予約されたＲＵは専用ＲＵと呼ばれる場合があり、残りのＲＵは汎用ＲＵと見なされる場合がある。あるいは、ＡＰは、特定のチャネル条件を表すために予約された局ＩＤまたはＡＩＤを定義することによって専用ＲＵを示すこともできる。チャネル条件の他の例は、受信されたトリガフレームの受信部信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）であってもよく、ＳＴＡが遭遇する何らかのレベルの干渉などであってもよい。ＲＵ割当てを計画する際に、ＡＰは、周波数ダイバーシティを利用することにより、送信成功確率をさらに高めるために、周波数領域において互いに遠く離れた専用ＲＵを割り当てることもできる。

チャネル条件用の例示的な符号化方式が図１０Ｂの表１０５０に示されている。様々なチャネル条件を示すために４ビットが使用される場合がある。たとえば、「００００」１０５２、「０００１」１０５４、「００１０」１０５６、および「００１１」１０５８は、ＳＴＡによって受信されたフレームであるトリガフレームのＳＮＲレベルに関するチャネル条件を示し、「０１００」１０６０、「０１０１」１０６２、「０１１０」１０６４、および「００１１」１０６６は、ＳＴＡによって受信されたフレームであるトリガフレームのＲＳＳＩレベルに関するチャネル条件を示し、「１０００」１０６８、「１００１」１０７０、「１０１０」１０７２、および「１０１１」１０７４は、ＳＴＡが遭遇する干渉レベルの最新値に関するチャネル条件を示す。残りの値は、将来の使用のために予約されている。

一例として、マルチユーザランダムアクセスフレームシーケンス１０００が図１０Ａに示されている。ＡＰは、トリガフレーム１０１０内で、それぞれユーザ別情報１フィールド、ユーザ別情報２フィールド、ユーザ別情報３フィールド、ユーザ別情報４フィールド、およびユーザ別情報５フィールド内の５つのＲＵ、ＲＵ１ １０１２、ＲＵ２ １０１４、ＲＵ３ １０１６、ＲＵ４ １０１８、およびＲＵ５ １０２０を、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、およびＳＴＡ３に割り当てることができる。ＡＰは、共通情報フィールド６５０にチャネル条件サブフィールドを含め、図１０Ｂの１０５８のようにそれを「００１１」に設定して、１０ｄＢ未満のＳＮＲレベルでトリガフレームを受信するＳＴＡが、複数のコピーを同時に送信することが可能になることを示す。コピーの数は、共通情報フィールド内の図７Ｄの最大同時送信サブフィールド７３０によって示される数に制限され、この例では「０１」、すなわち２に設定される。それぞれのユーザ別情報フィールド内でＲＰｆｌａｇを「１」に設定することにより、ＡＰは、ＲＵ１およびＲＵ５が、示されたチャネル条件を満たすＳＴＡによる複数の同時送信に使用され得ることをさらに示す。ＲＵ２、ＲＵ３、およびＲＵ４のユーザ別情報フィールド内のＲＰｆｌａｇは「０」に設定されている。

ここで、ＲＵ１およびＲＵ５は専用ＲＵと見なされ、ＲＵ２、ＲＵ３、およびＲＵ４は汎用ＲＵと見なされる。この例では、ＳＴＡ１はＵＯＲＡ競合に勝ち、ＳＴＡ１によって観測されるトリガフレームのＳＮＲレベルがたまたま１０ｄＢ未満なので、したがって、ＳＴＡ１は同じフレームの複数のコピーを送信する資格がある。ＳＴＡ１は、送信キュー内の次のフレームとしてＰＳ－Ｐｏｌｌフレームを有し、ＲＵ１ １０３２、ＲＵ２ １０３４、ＲＵ３ １０３６、ＲＵ４ １０３８、およびＲＵ５ １０４０の中からＲＵ４ １０３８をランダムに選択して、ＰＳ－Ｐｏｌｌフレームを送信する。最大同時送信サブフィールドが２に設定されているので、ＳＴＡ１は、ＰＳ－Ｐｏｌｌのもう１つのコピーを送信することが可能になり、そのため、ＳＴＡ１は、２つの専用ＲＵ、ＲＵ１ １０３２およびＲＵ５ １０４０の中からＲＵ１ １０３２をランダムに選択して、ＰＳ－ｐｏｌｌフレームの２番目のコピーを送信することに進む。

第３の実施形態による条件の別の例は、特定のＳＴＡタイプ、たとえばデューティサイクルが極めて低く、電力制限が非常に厳しいセンサタイプのＳＴＡを指すことができる。失敗した送信およびその後の再送信は比較的大きな電力浪費を引き起こす可能性があるので、そのようなＳＴＡについての送信失敗確率を最小化することが望ましい。より高い送信信頼性を保証するために、ＡＰは、そのようなＳＴＡの排他的使用のためにいくつかのＲＵを予約し、それらが同じフレームの複数のコピーを送信することを可能にすることができる。

第３の実施形態は、ＡＰが、それらの送信失敗確率の低減を介して大幅に利益を得ることができるメンバーＳＴＡの存在を認識している状況では好ましい場合がある。そのようなＳＴＡが複数のＲＵ上で同じフレームの複数のコピーを同時に送信することを可能にすることにより、ＡＰはそれらの送信成功確率を向上させるように試みることができる。本開示は、送信ＭＣＳレベルまたは送信電力レベルの調整などの、送信成功確率を向上させるための他の方式を補足するために使用されてもよい。

＜第４の実施形態＞
図１１Ａは、第４の実施形態向けのＵＯＲＡリファレンス実装モデル１１００を示すために使用されてもよい。スケジューラ１１０２ならびに４つの送信キュー１１１０、１１１２、１１１４、および１１１６は、それぞれ図５のスケジューラ５０２ならびに送信キュー５１０、５１２、５１４、および５１６と同じである。同様に、ＵＯＲＡフレーム生成部１１２０は、図５に記載されたＵＯＲＡフレーム生成部５２０と同じである。前述の実施形態では、ＳＴＡは、単一のＵＯＲＡＦ５４０および対応するチャネルアクセスパラメータのセットを保持した。ＳＴＡは、関連するチャネルアクセスパラメータを使用して、単一のＵＯＲＡＦを介して媒体へのアクセスを競合する。ＵＯＲＡＦが競合に勝った場合、ＳＴＡは、ＡＰによって設定された条件が満たされる場合、異なるＲＵ上で複数のフレームを送信することが可能になる。

第４の実施形態によれば、ＳＴＡは、複数のＵＯＲＡＦ１１４０、１１５０、１１６０など、ならびにそれらの対応するチャネルアクセスパラメータを保持することができる。ＳＴＡが保持するＵＯＲＡＦの正確な数ｎは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘなどの標準化団体によって決定されてもよく、すべての準拠デバイスに知られてもよい。ＵＯＲＡスケジューラ１１３０の主要機能は、チャネルアクセス競合のためにフレームをＵＯＲＡＦに転送することであるが、複数のＵＯＲＡＦの存在に起因して、ＵＯＲＡスケジューラ１１３０における段階１の優先順位付け手順は、ＵＯＲＡスケジューラ５３０におけるものと比較してわずかに異なる。一例として、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｘ規格は、ＳＴＡが保持するＵＯＲＡＦの数ｎを３に等しいように定義することができる。

さらに、図１１Ｂの表１１７０に示されたように、３つのＵＯＲＡＦは、３つの異なる優先レベル：高優先順位１１７２、通常優先順位１１７４、または低優先順位１１７６を割り当てられる場合がある。同様に、３つのＵＯＲＡＦに転送されるべきフレームも、表１１７０の２番目の列に示されたように、３つの優先レベルに分類される場合がある。フレームは、アップリンクランダムアクセス中に最も適切であるかまたは最も使用される可能性が高いフレームが、より高い優先順位を割り当てられるように、フレームタイプならびにＳＴＡの関連付け状態または電源管理モードに従って分類される場合がある。たとえば、ＳＴＡが省電力電源管理モードにある場合、バッファ状態通知フレーム、ＰＳ－Ｐｏｌｌフレーム、およびＡＣ＿ＶＯ送信キュー１１１０からのすべてのフレームは、高優先順位として分類され、ＡＣ＿ＶＩ送信キュー１１１２からのフレームは、通常優先順位として分類される。

ＳＴＡが非関連付け状態または関連付け切断状態にある場合、認証フレームおよび関連付け要求フレームは高優先順位として分類されるが、プローブ要求フレームは通常優先順位として分類される。ＳＴＡが関連付け状態にある場合、コロケート干渉通知フレームは高優先順位として分類される。ＳＴＡがアクティブ電源管理モードにある場合、バッファ状態通知フレームならびにＡＣ＿ＶＯ送信キュー１１１０からのすべてのフレームは、通常優先順位として分類される。他のすべてのＳＴＡ状態／モードにおける他のすべてのフレームタイプは、低優先レベルに属するものとして分類される。高優先順位、通常優先順位、および低優先順位として分類されたフレームは、それぞれ、ＵＯＲＡスケジューラ１１３０によってＵＯＲＡＦ１１４０、ＵＯＲＡＦ１１５０、およびＵＯＲＡＦ１１６０に転送される。ここに示された分類は一例にすぎず、さらに多くのそのような分類が可能である。

図１１Ｃを参照すると、様々な優先レベルに使用されるチャネルアクセスパラメータを指定する表１１８０が定義される場合もある。最低でも、表１１８０は、優先レベル１１８２，１１８４、および１１８６ごとに使用されるＯＣＷ_ｍｉｎ値およびＯＣＷ_ｍａｘ値を指定する。ＯＣＷの最小サイズＯＣＷ_ｍｉｎは、いかに速くＳＴＡが競合に勝つかに直接影響を与えるので、ＯＣＷ_ｍｉｎの値は優先レベルが高いほど小さくなる。同様に、ＯＣＷの最大サイズＯＣＷ_ｍａｘは、ＳＴＡが競合に対して行うことができる再試行の回数および競合ウィンドウの最大サイズにも影響を与え、一般に、ＯＣＷ_ｍａｘも優先レベルが高いほど小さくなる場合がある。

追加のパラメータ、たとえば競合に勝つＳＴＡの送信確率を示す送信確率（ＰＴＸ）を定義することもできる。１のＰＴＸ値は、ＳＴＡが競争に勝つたびに送信することを示し、０．５のＰＴＸ値は、ＳＴＡが競争に勝つときの５０％しか送信することができないことを示す。再送信限度、すなわち、ＳＴＡが同じフレームに対する競合のために再試行することが可能になる回数などの、他のパラメータも定義することができる。

第４の実施形態によれば、ＡＰは、ＳＴＡが行うことができる最大同時送信をトリガフレーム内で指定することができる。しかしながら、ＳＴＡが行うことができる同時送信の実際の数は、３つの要因：ＵＯＲＡＦの数、送信準備ができた異なる優先レベルのフレーム数、および最大同時送信フィールド用にＡＰによって指定された値の中の最小値である。ＡＰはまた、ＳＴＡが送信のために選択することが可能になったＲＵを決定する、いくつかのまたはすべてのＲＵに関する条件を指定することもできる。

実装形態に応じて、条件は「応答優先」符号化７１０を表すことができ、または条件はトリガタイプ符号化９００を表すことができ、または条件はチャネル条件符号化１０５０を表すこともできる。条件が付いているＲＵは専用ＲＵとして知られ、いかなる条件も付いていないＲＵは汎用ＲＵとして知られる。有効なトリガフレームを受信すると、ＵＯＲＡスケジューラ１１３０は、ＵＯＲＡＦの優先順位の高から低の順序で、最大同時送信フィールド７３０に従って可能になるように、各優先レベルからの１つのフレームを対応するＵＯＲＡＦに転送する。そのようなＵＯＲＡＦの各々は、表１１８０に指定されたものなどの、それぞれのチャネルアクセスパラメータに従って無線媒体へのアクセスを競合する。

競合に勝つＵＯＲＡＦは、以下の規則に従ってそのフレームを送信するためにＲＵを選択することができる。
送信されるべきフレームが指定された条件を満たす場合、ＵＯＲＡＦは、未使用のＲＵ（専用ＲＵまたは汎用ＲＵのいずれか）のグループから任意の１つのＲＵをランダムに選択することができる。
送信されるべきフレームが指定された条件を満たさない場合、ＵＯＲＡＦは、未使用の汎用ＲＵの中からのみ１つのＲＵをランダムに選択することができる。指定された条件を満たさない１つのフレームだけは、アップリンクランダムアクセスＰＰＤＵ内の同じＳＴＡによって送信されてもよい。
１つのＲＵは一度だけ選択することができる、すなわち、２つの異なるＵＯＲＡＦは同じＲＵを選択することができない。競合に勝つ最初のＵＯＲＡＦは、最初にＲＵを選択する。２つ以上のＵＯＲＡＦが同じＲＵにおいて競合に勝った場合、優先順位が高いＵＯＲＡＦが最初にＲＵを選択する。

図１２に示されたマルチユーザフレーム交換１２００は、第４の実施形態の一例として捉えられてもよい。この例では、各ＳＴＡが保持するＵＯＲＡＦの数は３に固定されている。優先レベル分類およびそれらの対応するチャネルアクセスパラメータは、それぞれ図１１Ｂおよび図１１Ｃの表１１７０および表１１８０に示される通りである。ＳＴＡ１は省電力電源管理モードで動作しており、その送信キューは、ＰＳ－Ｐｏｌｌフレーム、ＡＣ＿ＶＩデータフレーム、およびＡＣ＿ＢＥデータフレームの３つの優先レベルからの各々少なくとも１つのフレームを有する。

ＡＰは、「０１００」の「応答優先」、すなわちＰＳ－Ｐｏｌｌフレームを有する専用ＲＵとしてＲＵ１ １２１２およびＲＵ５ １２２０を示すトリガフレーム１２１０をブロードキャストし、ＲＵ２ １２１４、ＲＵ３ １２１６、およびＲＵ４ １２１８は汎用ＲＵである。すべてのＲＵは、ＳＴＡのグループ：ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、およびＳＴＡ３を表すＡＩＤ Ｘに割り当てられる。最大同時送信サブフィールド７３０は、「１０」すなわち３に設定される。簡略にするために、この例では、ＳＴＡ１におけるＵＯＲＡ手順のみが考慮される。トリガフレーム１２１０は、ＳＴＡ１向けのＲＵ割当てを有するので、ＵＯＲＡスケジューラ１１３０は、ＰＳ－Ｐｏｌｌフレームを高優先順位のＵＯＲＡＦ１に、ＡＣ＿ＶＩデータフレームを通常優先順位のＵＯＲＡＦ２に、ＡＣ＿ＢＥデータフレームを低優先順位のＵＯＲＡＦ３に転送する。３つのＵＯＲＡＦ、ＵＯＲＡＦ１、ＵＯＲＡＦ２、およびＵＯＲＡＦ３の各々は、それぞれ３、５、および８にランダムに初期化された、それらのＯＢＯ１、ＯＢＯ２、およびＯＢＯ３を有する。

ＵＯＲＡ手順２００によれば、３つのＯＢＯすべては、ＲＵ１、ＲＵ２、およびＲＵ３において１だけ減分される。ＲＵ３において、ＯＢＯ１は０に等しく、ＯＢＯ２は２に等しく、ＯＢＯ３は５に等しい。ＵＯＲＡＦ１は競合に勝っており、ＵＯＲＡＦ１のフレームはたまたまＰＳ－Ｐｏｌｌなので、ＵＯＲＡＦ１は、マルチユーザＰＰＤＵ １２３０での送信のために、ＲＵ１ １２３２、ＲＵ２ １２３４、ＲＵ３ １２３６、ＲＵ４ １２３８、またはＲＵ５ １２４０から任意の１つのＲＵをランダムに選択することが可能になる。この例では、ＳＴＡ１は、専用ＲＵ、ＲＵ１ １２３２をランダムに選択して、ＰＳ－Ｐｏｌｌフレームを送信する。ＯＢＯ２がＲＵ５内で０に達し、ＯＢＯ３がＲＵ５内で３に等しくなるように、ＯＢＯ２およびＯＢＯ３はＲＵ４およびＲＵ５において１ずつ減分され続ける。ＵＯＲＡＦ２はＲＵ５内の競合に勝っており、ＵＯＲＡＦ２内のフレームはたまたまデータフレームである。データフレームは専用ＲＵ上で送信される資格がないので、ＵＯＲＡＦ２は、データフレームの送信のために汎用ＲＵのうちの１つ、ＲＵ４ １２３８をランダムに選択する。

ＳＴＡが最大３フレームを送信することが可能になった場合でも、ＵＯＲＡＦ３は競合に勝たなかったので、ＵＯＲＡプロセスは終了しなければならない。しかし、ＵＯＲＡＦ３がＲＵ５において競合に勝っている場合でも、指定された条件を満たさない１つのフレームのみがＳＴＡごとに送信されることが可能になるので、ＵＯＲＡＦ３は、そのデータフレームを送信することが可能にならない。最後に、ＳＴＡ１は、共通のＰＨＹヘッダ、およびＰＰＤＵのデータ部分を満たす２つのフレーム、それぞれＲＵ１上のＰＳ－Ｐｏｌｌフレーム、ＲＵ４上のデータフレームを有するアップリンクマルチユーザＰＰＤＵ１２３０を構築し、最後にマルチユーザＰＰＤＵ１２３０をＡＰに送信する。ＳＴＡ２およびＳＴＡ３のＵＯＲＡＦが競合に首尾よく勝つことができるかどうかにかかわらず、図３の例と比較して、ＳＴＡ１は、本開示に従って複数のＲＵ上で複数のフレームを送信することが可能になるので、この例では、ＳＴＡ１はより高い優先順位を享受することが分かる。

各ＵＯＲＡＦは、それ自体のチャネルアクセスパラメータに基づいて媒体を競合するので、優先順位の高いＵＯＲＡＦが競合に勝つ確率は高くなる。また、各ＵＯＲＡＦは、他のＵＯＲＡＦとは無関係に媒体を競合するので、１つのＳＴＡが複数の送信機会が可能になった場合でも、適格なＵＯＲＡＦのすべてが競合に勝つことはできず、したがって、第４の実施形態の場合の衝突頻度は、前述の３つの実施形態と比較して小さくなる。

＜第５の実施形態＞
前述の実施形態は、適格なＳＴＡがランダムアクセス中により多くのリソースユニットにアクセスすることを可能にすることにより、より高い優先順位を割り当てた。第５の実施形態は、ランダムアクセス中に、適格なＳＴＡが媒体へのより高速なアクセスを可能にすることにより、より高い優先順位を割り当てる。

本開示の第５の実施形態によれば、ＡＰは、トリガフレーム内のそれらのＲＵについての条件を告知することにより、適格なＳＴＡによって使用される割り当てられたＲＵのいくつかを予約する。ＵＯＲＡ手順は、条件を満たすＳＴＡが他のＳＴＡよりも速くＵＯＲＡ競合に勝つ確率が高くなるように修正される。示された条件が適用されるＲＵは専用ＲＵと呼ばれる場合があるが、示された条件が適用されないＲＵは汎用ＲＵと呼ばれる場合がある。汎用ＲＵにはいかなる条件も付いていないので、すべてのＳＴＡはそれらの上で送信する資格があると見なされるが、専用ＲＵに付けられた指定条件を満たすことができるＳＴＡのみがそれらの上で送信する資格がある。ＵＯＲＡプロセス中に、適格なＳＴＡ、すなわちＲＵに関して指定された条件を満たすＳＴＡのＯＢＯは、条件を満たさないＳＴＡのＯＢＯが減分される値よりも大きい値だけ減分される。

ＳＴＡにおける修正されたＵＯＲＡプロセスは、図１３のフローチャート１３００の助けを借りてよりよく説明することができる。修正されたＵＯＲＡプロセスは、ＳＴＡがＡＰからトリガフレームを受信し、ＳＴＡに少なくとも１つのＲＵが割り当てられていると判断したときに開始される。これが修正されたＵＯＲＡプロセスが起動された最初のインスタンスである場合、またはＳＴＡが前のＵＯＲＡ期間において競合に勝つことに成功した場合、そのＯＢＯは０に等しくなる。

ステップ１３１０において、ＯＢＯ値が０より大きいかどうかが判定される。ＯＢＯ値が０より大きい場合、プロセスは直接ステップ１３４０に飛ぶが、ＯＢＯ値が０に等しい場合、プロセスはステップ１３２０に進み、ここでＯＢＯ値は０とＯＣＷとの間のランダム値に初期化され、プロセスはステップ１３３０に進む。ステップ１３３０において、ＯＢＯ値が０より大きいかどうかが再び判定される。ＯＢＯ値が０より大きい場合、プロセスは１３４０に進むが、ＯＢＯ値が０に等しい場合、プロセスは直接ステップ１３８０に飛ぶ。ステップ１３４０において、トリガフレーム内の最初のＲＵ割当てから開始して、ＲＵがＳＴＡに割り当てられているかどうかがチェックされる。そうである場合、プロセスはステップ１３５０に進み、そうでない場合、プロセスはステップ１３９０に進む。

ステップ１３５０において、ＳＴＡは、もしあれば、ＲＵに指定された条件に基づいてＲＵ上で送信する資格があるかどうかをチェックし、そうである場合、プロセスはステップ１３６０に進み、そうでない場合、プロセスはステップ１３９０に進む。ステップ１３６０において、ＯＢＯ値は１だけ減分され、プロセスは１３７０に進み、ここでＯＢＯ値が０に等しいかどうかが再び判定され、ＯＢＯ値が０である場合、プロセスはステップ１３８０に進み、そうでない場合、プロセスはステップ１３９０に進む。ステップ１３８０において、ＳＴＡは競合権を勝ち取ったと見なされ、ＳＴＡが送信する資格があるＳＴＡに割り当てられたＲＵの中から１つのＲＵをランダムに選択し、そのフレームを送信し、修正されたＵＯＲＡプロセスは終了する。ステップ１３９０において、トリガフレームは、それ以上のＲＵ割当てフィールドが存在するかどうかをチェックされる。それ以上のＲＵ割当てフィールドが存在する場合、修正されたＵＯＲＡプロセスは継続し、プロセスはステップ１３４０に戻り、そうでない場合、修正されたＵＯＲＡプロセスは終了する。

図１４に示された例では、ＡＰは、ＲＵ１ １４１２およびＲＵ５ １４２０を、「０１００」の「応答優先」、すなわちＰＳ－Ｐｏｌｌフレームを有する専用ＲＵとして示すトリガフレーム１４１０をブロードキャストするが、ＲＵ２ １４１４、ＲＵ３ １４１６、およびＲＵ４ １４１８は汎用ＲＵである。すべてのＲＵは、ＳＴＡのグループ：ＳＴＡ１およびＳＴＡ２を表すＡＩＤ Ｘに割り当てられる。ＳＴＡ１の送信キュー内の次のフレームはＰＳ－Ｐｏｌｌフレームであるが、ＳＴＡ２の送信キュー内の次のフレームはデータフレームである。トリガフレームはＳＴＡ１とＳＴＡ２の両方のためのＲＵ割当てを有するので、各デバイスのＯＢＯは、それぞれ５および４にランダムに初期化される。

図１３の修正されたＵＯＲＡ手順１３００によれば、ＳＴＡ１のＯＢＯは、専用ＲＵ、ＲＵ１において１だけ減分され、ＳＴＡ２のＯＢＯは減分されない。ＳＴＡ１とＳＴＡ２の両方のＯＢＯは、汎用ＲＵ、ＲＵ２、ＲＵ３、およびＲＵ４の各々において１だけ減分される。ＲＵ４において、両方のＳＴＡのＯＢＯは１に等しい。ＲＵ５に進むと、同様にＲＵ５は専用ＲＵなので、ＳＴＡ１のＯＢＯのみが１だけ減分され、０の値に達する。ＳＴＡ１は競合に勝っているので、ＳＴＡ１は、マルチユーザＰＰＤＵ１４３０での送信のために、ＲＵ１ １４３２、ＲＵ２ １４３４、ＲＵ３ １４３６、ＲＵ４ １４３８、またはＲＵ５ １４４０から任意の１つのＲＵをランダムに選択することが可能になる。この例では、ＳＴＡ１は、専用ＲＵ、ＲＵ５ １４４０をランダムに選択して、ＰＳ－Ｐｏｌｌフレームを送信する。図３の例と比較すると、ＳＴＡ１のみが、本実施形態に従って、ＲＵ１およびＲＵ５においてそのＯＢＯを減分することが可能になるので、ＳＴＡ１は、より高い優先順位、すなわち媒体へのより高速なアクセスを享受することが分かる。ＳＴＡ１のＯＢＯがＳＴＡ２の値（４）に比べて高い値（５）に初期化された場合でも、ＳＴＡ１はＳＴＡ２より先に首尾よく競合を勝ち取ることができた。

第５の実施形態の他の変形形態も可能であり、たとえば、適格なＳＴＡのＯＢＯは２だけ減分されるが、条件を満たさないＳＴＡのＯＢＯは１だけ減分される。

＜無線通信システム＞
図１５は、アップリンクＯＦＤＭＡランダムアクセスに参加しているＳＴＡに差別化された優先順位を提供するために使用される条件のトリガフレーム内での告知のためにＡＰによって実装される例示的な方法１５００を示す。１５１０において、ＳＴＡなどからのフィードバックを含む場合もある現在のネットワーク状態に関するＡＰの観測に基づいて、ＡＰは、トリガフレーム内で使用されるべき最も適切な条件を選択する。実装形態に応じて、条件は「応答優先」符号化７１０を表すことができ、または条件はトリガタイプ符号化９００を表すことができ、または条件はチャネル条件符号化１０５０を表すこともできる。１５２０において、ＡＰは、ＲＵ割当てを実行し、また、それらに適用される条件を有するＲＵを選択する。１５３０において、ＡＰは、条件でＲＵを識別するビット符号化とともに、ＲＵ割当てを含むトリガフレームを構築する。最後に、１５４０において、ＡＰはトリガフレームを送信する。

図１６は、修正されたアップリンクＯＦＤＭＡランダムアクセスを利用するＳＴＡによって実装される例示的な方法１６００を示す。１６１０において、ＳＴＡは、ＡＰからトリガフレームを受信し、ＲＵ割当てならびにＲＵに付加された条件を復号する。実装形態に応じて、条件は「応答優先」符号化７１０を表すことができ、または条件はトリガタイプ符号化９００を表すことができ、または条件はチャネル条件符号化１０５０を表すこともできる。１６２０において、トリガフレームがＳＴＡ用のＲＵ割当てを有する場合、ＳＴＡは修正されたＵＯＲＡ手順に基づいて無線媒体を競合する。修正されたＵＯＲＡ手順は、本開示の異なる実施形態で説明される様々なＵＯＲＡ手順のいずれかを指してもよい。１６３０において、ＳＴＡが競合に首尾よく勝った場合、ＳＴＡは、トリガフレーム内で通知された条件に基づいて、アップリンクマルチユーザＰＰＤＵの選択されたＲＵ上で１つまたは複数のフレームを送信する。

＜ＳＴＡの構成＞
図１７は、図１のＳＴＡのうちのいずれか１つであり得る、例示的なＳＴＡ１７００のブロック図である。ＳＴＡ１７００は、メモリ１７２０、２次記憶装置１７４０、および１つまたは複数の無線通信インタフェース１７５０に結合された中央処理装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１７３０を備える。２次記憶装置１７４０は、関連する命令コード、データなどを永続的に記憶するために使用される不揮発性コンピュータ可読記憶媒体であってもよい。起動時に、ＣＰＵ１７３０は、実行のために命令コードならびに関連データを揮発性メモリ１７２０にコピーすることができる。命令コードは、ＳＴＡ１７００の動作に必要なオペレーティングシステム、ユーザアプリケーション、デバイスドライバ、実行コードなどであり得る。ＳＴＡ１７００は、電源１７１０、たとえばリチウムイオンバッテリまたはコイン型バッテリなどを備える場合もある。

無線通信インタフェース１７５０は、セルラー通信用のインタフェース、またはＺｉｇｂｅｅなどの短距離通信プロトコル用のインタフェースを備えてもよく、またはＷＬＡＮインタフェースでもよい。無線インタフェース１７５０は、ＭＡＣモジュール１７５２およびＰＨＹモジュール１７６０をさらに備える場合がある。他のサブモジュールの中でも、ＭＡＣモジュール１７５２は、無線媒体へのアクセスをスケジュールすることに関与するチャネルアクセススケジューラ１７５４を備える場合がある。ＭＡＣモジュール１７５２は、ＵＯＲＡ条件を表すために使用されるビット符号化のテーブル１７５６を記憶する場合もある。ＰＨＹモジュールは、送信／受信信号との間のＭＡＣモジュールデータの変換に関与する。無線インタフェースは、ＰＨＹモジュールを介して、無線媒体上の／無線媒体からの無線通信信号の実際の送信／受信に関与する１つまたは複数のアンテナ１７７０に結合される場合もある。

特定の実施形態では、オペレーティングシステムはリアルタイムオペレーティングシステム（ＲＴＯＳ：Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を備え、ユーザアプリケーションはウェブブラウザまたはスマートフォンアプリを備え、デバイスドライバはＷＬＡＮドライバを備え、実行コードは、ＣＰＵ１７３０によって実行されると、方法１６００が実行されるようにするコードを備える場合がある。チャネルアクセススケジューラ１７５４は、ＵＯＲＡ手順がＥＤＣＡ機構と連携して使用される基準モデルを実装する。実装形態に応じて、ＵＯＲＡ条件符号化テーブル１７５６は「応答優先」符号化７１０を表すことができ、またはそれはトリガタイプ符号化９００を表すことができ、またはそれはチャネル条件符号化１０５０を表すこともできる。ＵＯＲＡ条件符号化テーブル１７５６は、製造中にデフォルト値で記憶されてもよい。関連付けプロセス中にＡＰによって通信される値に従って、またはビーコンフレームなどの周期的フレーム内でＡＰによって定期的に告知される値に基づいて、ＵＯＲＡ条件符号化テーブル１７５６が更新されることも可能である。

ＳＴＡ１７００は、図１７では明確にするために図示されていない多くの他の構成要素を備えてもよい。本開示に最も関連する構成要素のみが図示されている。

＜アクセスポイントの構成＞
図１８は、図１のＡＰ１９０であり得る、例示的なＡＰ１８００のブロック図である。ＡＰ１８００は、メモリ１８２０、２次記憶装置１８４０、１つまたは複数の無線通信インタフェース１８５０、ならびに他の有線通信インタフェース１８８０に結合された中央処理装置（ＣＰＵ）１８３０を備える。２次記憶装置１８４０は、関連する命令コード、データなどを永続的に記憶するために使用される不揮発性コンピュータ可読記憶媒体であってもよい。起動時に、ＣＰＵ１８３０は、実行のために命令コードならびに関連データを揮発性メモリ１８２０にコピーすることができる。命令コードは、ＡＰ１８００の動作に必要なオペレーティングシステム、ユーザアプリケーション、デバイスドライバ、実行コードなどであり得る。命令コードのサイズ、したがって、２次記憶装置１８４０ならびにメモリ１８２０の両方の記憶容量は、ＳＴＡ１７００の記憶容量よりもかなり大きくてもよい。ＳＴＡ１８００は電源１８１０を備える場合もあり、電源１８１０は、ほとんどの場合電源幹線であってもよいが、場合によっては、たとえばカーバッテリ用などのある種類の大容量バッテリであってもよい。有線通信インタフェース１８８０は、イーサネット（登録商標）インタフェース、または電力線インタフェース、または電話回線インタフェースなどであってもよい。

無線通信インタフェース１８５０は、セルラー通信用のインタフェース、またはＺｉｇｂｅｅなどの短距離通信プロトコル用のインタフェースを備えてもよく、またはＷＬＡＮインタフェースでもよい。無線インタフェース１８５０は、ＭＡＣモジュール１８５２およびＰＨＹモジュール１８６０をさらに備える場合がある。ＡＰのＭＡＣモジュール１８５２は、ＳＴＡ１７００のＭＡＣモジュールより実質的に複雑であってもよく、多くのサブモジュールを備えてもよい。他のサブモジュールの中でも、ＭＡＣモジュール１８５２は、方法１５００のステップ１５２０を実行することに関与するＲＵ割当てスケジューラ１８５４を備える場合がある。ＭＡＣモジュール１８５２は、ＵＯＲＡ状態を表すために使用されるビット符号化のテーブル１８５６を記憶する場合もある。ＰＨＹモジュールは、送信／受信信号との間のＭＡＣモジュールデータの変換に関与する。無線インタフェースは、ＰＨＹモジュールを介して、無線媒体上の／無線媒体からの無線通信信号の実際の送信／受信に関与する１つまたは複数のアンテナ１８７０に結合される場合もある。

特定の実施形態では、オペレーティングシステムはリアルタイムオペレーティングシステム（ＲＴＯＳ）を備え、ユーザアプリケーションはウェブブラウザまたはスマートフォンアプリを備え、デバイスドライバはＷＬＡＮドライバを備え、実行コードは、ＣＰＵ１８３０によって実行されると、図１５の方法１５００が実行されるようにするコードを備える場合がある。

実装形態に応じて、ＵＯＲＡ条件符号化テーブル１８５６は「応答優先」符号化７１０を表すことができ、またはそれはトリガタイプ符号化９００を表すことができ、またはそれはチャネル条件符号化１０５０を表すこともできる。ＵＯＲＡ条件符号化テーブル１８５６は、製造中にデフォルト値で記憶されてもよいが、ＡＰ１８００は、必要な場合、現行のネットワーク状態に応じてこれらを微調整し、たとえば関連付けプロセス中に、新しいテーブル内容をメンバーＳＴＡに通信することもでき、またはＡＰ１８００は、ビーコンフレームなどのいくつかの周期的なフレーム内で、情報要素内で新しいテーブルコンテンツを告知するように選択することもできる。

ＡＰ１８００は、図１８では明確にするために図示されていない多くの他の構成要素を備えてもよい。本開示に最も関連する構成要素のみが図示されている。

前述の実施形態では、本開示は、例としてハードウェアで構成されたが、ハードウェアと連携するソフトウェアによって実現されてもよい。

加えて、実施形態の説明に使用された機能ブロックは、通常、集積回路であるＬＳＩデバイスとして実装される。機能ブロックが個々のチップとして形成されてもよいし、機能ブロックの一部または全部が単一チップに統合されてもよい。本明細書では「ＬＳＩ」という用語が使用されるが、集積度に応じて、「ＩＣ」、「システムＬＳＩ」、「スーパーＬＳＩ」、または「ウルトラＬＳＩ」という用語が同じく使用されてもよい。

加えて、回路の集積は、ＬＳＩに限定されず、ＬＳＩ以外の専用回路または汎用プロセッサによって実現されてもよい。ＬＳＩの製造後、プログラム可能なフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、またはＬＳＩの回路セルの接続および設定の再構成を可能にする再構成可能プロセッサが使用されてもよい。

半導体技術またはその技術から派生した他の技術における進歩の結果として、ＬＳＩに置き換わる回路集積技術が現れた場合、そのような技術を使用して機能ブロックを統合することができる。別の可能性は、バイオテクノロジーなどの応用である。

本開示は、マルチユーザランダムアクセス無線通信に参加しているデバイスの優先順位付けのための方法に適用することができる。

１１００ ＵＯＲＡリファレンス実装モデル
１１０２ スケジューラ
１１２０ ＵＯＲＡフレーム生成部
１１４０、１１５０、１１６０ ＵＯＲＡＦ
１７００ 局
１７１０、１８１０ 電源
１７２０、１８２０ メモリ
１７３０、１８３０ ＣＰＵ
１７４０、１８４０ ２次記憶装置
１７５０ 無線インタフェース
１７５２、１８５２ ＭＡＣモジュール
１７５４ チャネルアクセススケジューラ
１７５６、１８５６ ＵＯＲＡ条件符号化テーブル
１７６０、１８６０ ＰＨＹモジュール
１７７０、１８７０ アンテナ
１８００ アクセスポイント
１８５４ ＲＵ割当てスケジューラ
１８８０ 有線通信インタフェース

Claims (11)

1. 共通情報フィールドとユーザ情報フィールドとを含むトリガフレームを受信し、前記共通情報フィールドは前記トリガフレームのトリガタイプを特定するトリガタイプサブフィールドを含み、いくつかのトリガタイプでは、アップリンクOFDMAランダムアクセス（UORA）のためのリソースユニット（RU）の割り当てが可能であり、前記ユーザ情報フィールドは端末ID情報を示し、前記端末ID情報が特定の値をとる場合は、前記ユーザ情報フィールドはUORAのための１つ以上のRUを割り当てるのに用いられる、受信部と、
   前記受信されたトリガフレームに対する応答信号を送信する送信部と、
   を備える無線局。
2. 前記トリガタイプサブフィールドは、前記トリガフレームの前記共通情報フィールド内の４ビットのサブフィールドであり、前記トリガタイプサブフィールドには１６個のとりうる値が設定され、前記１６個のとりうる値のうちのいくつかの値は、前記UORAのためのRUの割り当てが可能であることを示す、
   請求項１に記載の無線局。
3. 前記UORAのためのRUに適用される応答タイプが、前記トリガフレームの前記共通情報フィールド内の前記トリガタイプサブフィールドで示される、
   請求項１に記載の無線局。
4. 前記トリガフレームの前記いくつかのトリガタイプは、ベーシックトリガと、バッファステイタスリポートトリガとを含む、
   請求項１に記載の無線局。
5. 前記トリガフレームは、応答が優先されるアクセスカテゴリー（AC）を示す優先サブフィールドを含む、
   請求項１に記載の無線局。
6. 無線局のための通信方法であって、
   共通情報フィールドとユーザ情報フィールドとを含むトリガフレームを受信し、前記共通情報フィールドは前記トリガフレームのトリガタイプを特定するトリガタイプサブフィールドを含み、いくつかのトリガタイプでは、アップリンクOFDMAランダムアクセス（UORA）のためのリソースユニット（RU）の割り当てが可能であり、前記ユーザ情報フィールドは端末ID情報を示し、前記端末ID情報が特定の値をとる場合は、前記ユーザ情報フィールドはUORAのための１つ以上のRUを割り当てるのに用いられ、
   前記受信されたトリガフレームに対する応答信号を送信する、
   通信方法。
7. 前記トリガタイプサブフィールドは、前記トリガフレームの前記共通情報フィールド内の４ビットのサブフィールドであり、前記トリガタイプサブフィールドには１６個のとりうる値が設定され、前記１６個のとりうる値のうちのいくつかの値は、前記UORAのためのRUの割り当てが可能であることを示す、
   請求項６に記載の通信方法。
8. 前記UORAのためのRUに適用される応答タイプが、前記トリガフレームの前記共通情報フィールド内の前記トリガタイプサブフィールドで示される、
   請求項６に記載の通信方法。
9. 前記トリガフレームの前記いくつかのトリガタイプは、ベーシックトリガと、バッファステイタスリポートトリガとを含む、
   請求項６に記載の通信方法。
10. 前記トリガフレームは、応答が優先されるアクセスカテゴリー（AC）を示す優先サブフィールドを含む、
    請求項６に記載の通信方法。
11. 共通情報フィールドとユーザ情報フィールドとを含むトリガフレームを受信し、前記共通情報フィールドは前記トリガフレームのトリガタイプを特定するトリガタイプサブフィールドを含み、いくつかのトリガタイプでは、アップリンクOFDMAランダムアクセス（UORA）のためのリソースユニット（RU）の割り当てが可能であり、前記ユーザ情報フィールドは端末ID情報を示し、前記端末ID情報が特定の値をとる場合は、前記ユーザ情報フィールドはUORAのための１つ以上のRUを割り当てるのに用いられる、受信処理と、
    前記受信されたトリガフレームに対する応答信号を送信する送信処理と、
    を制御する集積回路。

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