JP6068657B2 - 無線ｌａｎシステムにおいて短いｍａｃヘッダーを支援するフレーム送受信方法及び装置 - 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システムにおいて短いＭＡＣヘッダーを支援するフレーム送受信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ＬＡＮ（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。

本発明では、ＳＴＡの節電及び誤動作の防止のための、短いＭＡＣヘッダーが用いられる場合のシーケンス番号管理方案を提供することを目的とする。また、本発明では、短いＭＡＣヘッダーが用いられる場合に、暗号化されたデータユニットを構成する方案を提供することを目的とする。

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ＬＡＮシステムにおいて媒体アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルデータユニット（ＭＰＤＵ）を暗号化（ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ）する方法は、第１ステーション（ＳＴＡ）で、Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＦＣ）フィールド、Ａｄｄｒｅｓｓ １（Ａ１）フィールド、Ａｄｄｒｅｓｓ ２（Ａ２）フィールド及びＳｅｑｕｅｎｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＳＣ）フィールドを含む付加認証データ（Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｄａｔａ；ＡＡＤ）を構成（ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ）するステップと、前記ＡＡＤを含む暗号化されたＭＰＤＵを含むフレームを前記第１のＳＴＡから第２のＳＴＡに送信するステップと、を含むことができる。ここで、前記ＡＡＤの前記ＦＣフィールド、前記Ａ１フィールド、前記Ａ２フィールド及び前記ＳＣフィールドは、前記ＭＰＤＵの短い（ｓｈｏｒｔ）ＭＡＣヘッダーのＦＣフィールド、Ａ１フィールド、Ａ２フィールド及びＳＣフィールドに基づいて構成することができる。前記フレームの送信方向が上りリンク方向か又は下りリンク方向かによって、前記ＡＡＤのＡ１フィールド又はＡ２フィールドのいずれか一つが連携識別子（ＡＩＤ）値を含むことができる。

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ＬＡＮシステムにおいて媒体アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルデータユニット（ＭＰＤＵ）を暗号化（ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ）するステーション（ＳＴＡ）装置は、送受信器と、プロセッサと、を備えることができる。前記プロセッサは、Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＦＣ）フィールド、Ａｄｄｒｅｓｓ １（Ａ１）フィールド、Ａｄｄｒｅｓｓ ２（Ａ２）フィールド及びＳｅｑｕｅｎｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＳＣ）フィールドを含む付加認証データ（Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｄａｔａ；ＡＡＤ）を構成（ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ）し、前記ＡＡＤを含む暗号化されたＭＰＤＵを含むフレームを前記送受信器を用いて他のＳＴＡに送信するように設定されてもよい。ここで、前記ＡＡＤの前記ＦＣフィールド、前記Ａ１フィールド、前記Ａ２フィールド及び前記ＳＣフィールドは、前記ＭＰＤＵのＦＣフィールド、Ａ１フィールド、Ａ２フィールド及びＳＣフィールドに基づいて構成されてもよい。前記フレームの送信方向が上りリンク方向か又は下りリンク方向かによって、前記ＡＡＤのＡ１フィールド又はＡ２フィールドのいずれか一つが連携識別子（ＡＩＤ）値を含むことができる。

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ＡＡＤの前記ＦＣフィールドのＦｒｏｍ ＤＳ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）フィールドの値が０である場合に、前記フレームの送信方向は、前記上りリンク方向であり、前記ＡＡＤの前記Ａ１フィールドは、前記第２のＳＴＡのＭＡＣアドレス値に設定され、前記ＡＡＤの前記Ａ２フィールドは、前記第１のＳＴＡのＡＩＤ値に設定されてもよい。

ここで、前記ＡＡＤの前記Ａ１フィールドは６オクテットサイズを有し、前記ＡＡＤの前記Ａ２フィールドは２オクテットサイズを有することができる。

前記ＡＡＤの前記ＦＣフィールドのＦｒｏｍ ＤＳフィールドの値が１である場合に、前記フレームの送信方向は、前記下りリンク方向であり、前記ＡＡＤの前記Ａ１フィールドは、前記第２のＳＴＡのＡＩＤ値に設定され、前記ＡＡＤの前記Ａ２フィールドは、前記第１のＳＴＡのＭＡＣアドレス値に設定されてもよい。

ここで、前記ＡＡＤの前記Ａ１フィールドは、２オクテットサイズを有し、前記ＡＡＤの前記Ａ２フィールドは、６オクテットサイズを有することができる。

前記ＡＡＤの前記ＦＣフィールドは、Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｖｅｒｓｉｏｎフィールド、Ｔｙｐｅフィールド、Ｆｒｏｍ ＤＳフィールド、Ｍｏｒｅ Ｆｒａｇｍｅｎｔｓフィールド、Ｐｏｗｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔフィールド、Ｍｏｒｅ Ｄａｔａフィールド、Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ Ｆｒａｍｅフィールド、ＥＯＳＰ（Ｅｎｄ Ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｐｅｒｉｏｄ）フィールドを含むことができる。

前記Ｔｙｐｅフィールドは４ビットサイズを有することができる。

前記Ｐｏｗｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔフィールドは０にマスクされ、前記Ｍｏｒｅ Ｄａｔａフィールドは０にマスクされ、前記Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ Ｆｒａｍｅフィールドは常に１に設定され、前記ＥＯＳＰビットは０にマスクされてもよい。

前記ＡＡＤは、Ａｄｄｒｅｓｓ ３（Ａ３）フィールド及びＡｄｄｒｅｓｓ ４（Ａ４）フィールドの少なくとも一つをさらに含み、前記ＡＡＤの前記Ａ３フィールド及び前記Ａ４フィールドはそれぞれ、前記ＭＰＤＵのＡ３フィールド及びＡ４フィールドに基づいて構成されてもよい。

前記ＡＡＤの前記Ａ３及び前記Ａ４はそれぞれ、６オクテットサイズを有することができる。

前記ＡＡＤの前記ＳＣフィールドのビット４乃至ビット１５に該当するＳｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒサブフィールドは、０にマスクされ、前記ＡＡＤの前記ＳＣフィールドのＦｒａｇｍｅｎｔ Ｎｕｍｂｅｒサブフィールドは修正されなくてもよい。

前記暗号化されたＭＰＤＵは、ノンス（Ｎｏｎｃｅ）をさらに含み、前記Ｎｏｎｃｅは、Ｎｏｎｃｅ Ｆｌａｇｓフィールド、Ａ２フィールド及びＰａｃｋｅｔ Ｎｕｍｂｅｒ（ＰＮ）フィールドを含むことができる。前記ＮｏｎｃｅのＮｏｎｃｅ Ｆｌａｇｓフィールドは、前記ＭＰＤＵの優先（Ｐｒｉｏｒｉｔｙ）情報及び前記ＭＰＤＵが管理（Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）フレームであるか否かに基づいて構成されてもよい。前記ＮｏｎｃｅのＡ２フィールドは、前記ＭＰＤＵの前記Ａ２フィールドによって識別される（ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ）前記第１のＳＴＡのＭＡＣアドレス値に設定されてもよい。前記ＮｏｎｃｅのＰＮフィールドは、前記ＭＰＤＵの暗号化に用いられるＰＮ情報に基づいて構成されてもよい。

前記Ｎｏｎｃｅの前記Ａ２フィールドは６オクテットサイズを有することができる。

同一のＭＰＤＵに対する送信及び再送信において同一のフォーマットのＭＡＣヘッダーが用いられ、前記同一のフォーマットのＭＡＣヘッダーは正常（ｎｏｒｍａｌ）ＭＡＣヘッダー又は前記短いＭＡＣヘッダーであってもよい。

本発明に関して前述した一般的な説明と後述する詳細な説明は例示的なものであり、請求項に記載の発明に関する更なる説明のためのものである。

本発明によれば、短いＭＡＣヘッダーが用いられる場合におけるシーケンス番号管理方法及び装置を提供することができる。また、本発明によれば、短いＭＡＣヘッダーが用いられる場合における暗号化されたデータユニットを構成す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。 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。 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。 無線ＬＡＮシステムの例示的な構造を示す図である。 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。 バックオフ過程を説明するための図である。 隠さ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。 ＲＴＳとＣＴＳを説明するための図である。 電力管理動作を説明するための図である。 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。 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。 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。 グループベースＡＩＤについて説明するための図である。 ＩＥＥＥ ８０２．１１システムで用いられるフレーム構造の一例を説明するための図である。 長距離ＰＬＣＰフレームフォーマットの一例を説明するための図である。 １ＭＨｚ帯域幅に対するＰＬＣＰフレームフォーマットを構成するための反復技法を説明するための送信フローである。 本発明に係る拡張された能力要素の一例を説明するための図である。 ＣＣＭＰカプセル化を説明するためのブロック図である。 本発明に係る短いＭＡＣヘッダーのフレーム制御フィールドの例示的な構成を示す図である。 本発明に係るＡＡＤの例示的な構成を示す図である。 本発明に係るＮｏｎｃｅの例示的な構成を示す図である。 本発明に係る暗号化されたＭＰＤＵの例示的な構成を示す図である。 本発明の一例による短いＭＡＣヘッダーを支援するフレーム送受信方法を説明するための図である。 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。

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。
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ることができる。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（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がついたり消えたりすること、ＳＴＡがＢＳＳ領域に／から入ったり出たりすることなどによって、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に参加（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に連携されなければならない。このような連携（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物理層（ＰＨＹ）の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、連携されているＳＴＡに対してＷＭを介してＤＳへのアクセスを可能にし、且つＳＴＡ機能性を有するエンティティ（ｅｎｔｉｔｙ）を意味する。ＡＰを介して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、連携されている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エンティティである。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に連携されている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ポートアクセスエンティティ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、これは冗長性（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、連携（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、連携、保安設定の過程を総称して連携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求フレーム（ｐｒｏｂｅ ｒｅｑｕｅｓｔ ｆｒａｍｅ）を送信して、それに対する応答を待つ。応答者（ｒｅｓｐｏｎｄｅｒ）は、プローブ要求フレームを送信したＳＴＡに、プローブ要求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求フレームを送信し、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求／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遅延（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が認証要求フレーム（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。認証要求／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、認証要求／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は認証要求フレームをＡＰに送信することができる。ＡＰは、受信された認証要求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用いてＳＴＡに提供することができる。

ＳＴＡが成功裏に認証された後に、段階Ｓ５３０で連携過程を行うことができる。連携過程は、ＳＴＡが連携要求フレーム（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｒｅｑｕｅｓｔ ｆｒａｍｅ）をＡＰに送信し、それに応答してＡＰが連携応答フレーム（ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｆｒａｍｅ）をＳＴＡに送信する過程を含む。

例えば、連携要求フレームは、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放送要求（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、連携応答フレームは、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（連携カムバック時間（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。

これは連携要求／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裏に連携された後に、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）要求／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、無線チャネルを効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。

このため、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ることができる。

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エンティティ（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／介入無しに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。

具体的には、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が連携さ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に連携さ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に連携され得る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効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、当該媒体を介し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、パケット番号（Ｐａｃｋｅｔ Ｎｕｍｂｅｒ）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２ⁿ−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、隠されたノード問題（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てベクトル（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ヘッダー（ｈｅａｄｅｒ）の”ｄｕｒａｔｉｏｎ”フィールドの値によって設定することができる。

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、隠さ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、隠さ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の隠さ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）メカニズムを効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、隠されたノード問題を解決する方法に関する例であり、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、衝突を避けることができる。

図８（ｂ）は、露出されたノード問題を解決する方法に関する例であり、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と判断することができる。すなわち、ＳＴＡ Ｂは周囲の全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のみを受信し、ＳＴＡ ＡのＣＴＳは受信できなかったため、ＳＴＡ Ａが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）モード及び節電（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（ｄｏｓｅ）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わってフレームを送信することができる。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が存在するか否かを確認するために（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わる動作が必要でありうる。

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が自身と連携されている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こと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わり、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わる時点を計算することができ、図９の例では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要素を取得することができる。取得されたＴＩＭ要素が、ＳＴＡ１ ２２０に送信されるフレームがあることを示すと、ＳＴＡ１ ２２０は、ＡＰ ２１０にフレーム送信を要求する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を取得することができる。ＳＴＡ１ ２２０が取得した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ことを示す場合を仮定する。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取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要素を取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要素を取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ことを示す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ることができる（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、フレーム送信を要求するために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のような節電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示す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示す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求するために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り得る。

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裏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り得る。

図１２は、ＡＰがＤＴＩＭを送信する例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り得る。

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節電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との連携（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が連携され得る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、ビットマップを効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に連携され得る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する。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で示す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割当て方式は、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割当て方式が上記の例に制限されるものではない。

フレーム構造

図１４は、ＩＥＥＥ ８０２．１１システムで用いられるフレーム構造の一例を説明するための図である。

ＰＰＤＵ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＰＬＣＰ）Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）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）フィールドで構成することができる。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のみで構成することができる。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フィールドを含むこともできる。

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ＰＬＣＰ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える。

ＳＩＧフィールドは、ＲＡＴＥフィールド及びＬＥＮＧＴＨフィールドなど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ができる。

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、必要な場合にはパディングビットを含むこともできる。ＳＥＲＶＩＣＥフィールドの一部のビットは、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（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）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。パディングビットは、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。

ＭＡＣ ＰＤＵは、様々なＭＡＣフレームフォーマットによって定義し、基本的なＭＡＣフレームは、ＭＡＣヘッダー、フレームボディー、及びＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）で構成する。ＭＡＣフレームは、ＭＡＣ ＰＤＵで構成し、ＰＰＤＵフレームフォーマットのデータ部分のＰＳＤＵを介して送信／受信することができる。

ＭＡＣヘッダーは、フレーム制御（Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールド、期間（Ｄｕｒａｔｉｏｎ）／ＩＤフィールド、アドレス（Ａｄｄｒｅｓｓ）フィールドなどを含む。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／ＩＤ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る。ＭＡＣヘッダーのＳｅｑｕｅｎｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ、ＱｏＳ Ｃｏｎｔｒｏｌ、ＨＴ Ｃｏｎｔｒｏｌサブフィールドなどの具体的な内容は、ＩＥＥＥ８０２．１１−２０１２標準文書を参照することができる。

ＭＡＣヘッダーのフレーム制御フィールドは、Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｖｅｒｓｉｏｎ、Ｔｙｐｅ、Ｓｕｂｔｙｐｅ、Ｔｏ ＤＳ、Ｆｒｏｍ ＤＳ、Ｍｏｒｅ Ｆｒａｇｍｅｎｔ、Ｒｅｔｒｙ、Ｐｏｗｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ、Ｍｏｒｅ Ｄａｔａ、Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ Ｆｒａｍｅ、Ｏｒｄｅｒサブフィールドを含むことができる。フレーム制御フィールドのそれぞれのサブフィールドの内容は、ＩＥＥＥ ８０２．１１−２０１２標準文書を参照することができる。

下記の表１は、既存のＩＥＥＥ １１ａｃ標準で定義するフレーム制御フィールド内のＴｏ ＤＳサブフィールドとＦｒｏｍ ＤＳサブフィールドに関する説明である。

ＭＡＣヘッダーの４個のアドレスフィールド（Ａｄｄｒｅｓｓ １、Ａｄｄｒｅｓｓ２、Ａｄｄｒｅｓｓ３、Ａｄｄｒｅｓｓ４）は、ＢＳＳＩＤ（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、ＳＡ（Ｓｏｕｒｃｅ Ａｄｄｒｅｓｓ）、ＤＡ（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ａｄｄｒｅｓｓ）、ＴＡ（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ Ａｄｄｒｅｓｓ）、ＲＡ（Ｒｅｃｅｉｖｅｒ Ａｄｄｒｅｓｓ）などを示すために用いることができ、フレームタイプによって、４個のアドレスフィールドの一部のみを含むこともできる。アドレスフィールドの用途は、当該フィールドのアドレスのタイプと関係なく、ＭＡＣヘッダー内でのアドレスフィールド（Ａｄｄｒｅｓｓ １−Ａｄｄｒｅｓｓ ４）の相対的な位置によって特定することができる。例えば、受信者アドレスは、常に、受信されたフレームのＡｄｄｒｅｓｓ １フィールドの内容を基準に確認することができる。ＣＴＳフレームの受信者アドレスは、その対応するＲＴＳフレームのＡｄｄｒｅｓｓ２フィールドから常に取得することができる。ＡＣＫフレームの受信者アドレスは、その確認応答の対象となるフレームのＡｄｄｒｅｓｓ２フィールドから常に取得することができる。下記の表２は、ＭＡＣヘッダーのフレーム制御フィールド内のＴｏ ＤＳサブフィールド及びＦｒｏｍ ＤＳサブフィールドの値に従う、ＭＡＣヘッダーのアドレスフィールド（Ａｄｄｒｅｓｓ １−Ａｄｄｒｅｓｓ ４）の内容を説明するものである。

上記の表２で、ＲＡは受信者アドレスを意味し、ＴＡは送信者アドレスを意味し、ＤＡはあて先アドレスを意味し、ＳＡはソースアドレスを意味する。また、ＭＳＤＵは、ＭＡＣ ＳＡＰ（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）間に伝達される情報の単位であるＭＡＣ ＳＤＵ（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）を意味する。Ａ−ＭＳＤＵ（Ａｇｇｒｅｇａｔｅ−ＭＳＤＵ）は、複数個のＭＡＣ ＳＤＵを一つのＭＡＣ ＰＤＵを用いて伝達するフレームフォーマットを意味する。それらのアドレスフィールド（Ａｄｄｒｅｓｓ １、Ａｄｄｒｅｓｓ ２、Ａｄｄｒｅｓｓ ３、又はＡｄｄｒｅｓｓ ４）の値は、４８ビットサイズのイーサネット（ｅｔｈｅｒｎｅｔ）ＭＡＣアドレス（ａｄｄｒｅｓｓ）の形態で設定することができる。

一方、ヌル−データパケット（ＮＤＰ）フレームフォーマットは、データパケットを含まない形態のフレームフォーマットを意味する。すなわち、ＮＤＰフレームは、一般のＰＰＤＵフォーマットにおいてＰＬＣＰヘッダー部分（すなわち、ＳＴＦ、ＬＴＦ及び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。ＮＤＰフレームは、短い（ｓｈｏｒｔ）フレームフォーマットと呼ぶこともできる。

重複検出（Ｄｕｐｌｉｃａｔｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）

ＭＡＣレベル確認応答（ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｍｅｎｔ）及び再送信はプロトコルとして定義されているため、１つのフレームが１回以上受信される可能性がある。ここで、重複する（ｄｕｐｌｉｃａｔｅｄ）フレームはフィルタリングして取り除く（ｆｉｌｔｅｒ ｏｕｔ）。重複フレームをフィルタリングするために、ＭＡＣヘッダーのシーケンス制御（Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールドを用いることができる。データフレームと管理フレームにおいてＳｅｑｕｅｎｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌフィールドは、Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒ及びフラグメント番号（ｆｒａｇｍｅｎｔ ｎｕｍｂｅｒ）で構成される。同一ＭＳＤＵの部分に該当するＭＰＤＵは同一のシーケンス番号を有し、互いに異なるＭＳＤＵは互いに異なるシーケンス番号を有する。

ＳＴＡは、新しいＭＳＤＵごとに１ずつ増加するカウンター（例えば、０から始まるモジューロ（ｍｏｄｕｌｏ）−４０９６カウンター）によってフレームのシーケンス番号を割り当てる。フレームを送信するＳＴＡでは、受信者アドレス（ＲＡ）別に最後に用いられたシーケンス番号を記憶（又は、キャッシュ（ｃａｃｈｅ））する。

フレームを受信するＳＴＡでは、最も最近に受信されたフレームの送信者アドレス（ＴＡ）、シーケンス番号及びフラグメント番号のセットをキャッシュする。ＴＡは、受信されたフレームのＡｄｄｒｅｓｓ ２フィールドの値から決定することができる。仮に、フレーム制御フィールドの再試行（Ｒｅｔｒｙ）フィールドが１に設定され、同一のＴＡから同一のシーケンス番号を有する（又は、同一のフラグメント番号を有する）フレームが受信された場合に、受信ＳＴＡは、重複したフレームインであると判断し、それを拒絶（ｒｅｊｅｃｔ）することができる。

ＭＡＣヘッダー圧縮方案

本発明では、低電力で通信を行うためにＭＡＣヘッダーの圧縮（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）方案を提案する。本発明で提案するＭＡＣヘッダー圧縮方案は、例えば、１ＭＨｚ／２ＭＨｚ／４ＭＨｚ／８ＭＨｚ／１６ＭＨｚチャネル帯域幅（ｃｈａｎｎｅｌ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）を使用し、１ＧＨｚ下（ｓｕｂ １ＧＨｚ；Ｓ１Ｇ）の周波数帯域で動作する無線ＬＡＮシステムに適用することができる。

図１４を参照して説明したとおり、ＭＡＣヘッダーは、データ送信のためのフレームに必須に含まれる。仮に、ＭＡＣヘッダーの大きさを減少させる場合（すなわち、ＭＡＣヘッダーのオーバーヘッドを減少させる場合）、ＳＴＡのＭＡＣフレームの生成、送信、受信などの動作をより簡素化でき、結果としてＳＴＡの消費電力を低減することができる。

また、Ｓｕｂ １ＧＨｚ（Ｓ１Ｇ）帯域で動作する無線ＬＡＮシステム（例えば、ＩＥＥＥ ８０２．１１ａｈ標準に従うシステム）は、低い周波数帯域で動作するという特徴、及びフレームが到達するカバレッジが室外（ｏｕｔｄｏｏｒ）環境で１ｋｍに達するという特徴を有する。このような無線ＬＡＮシステムでは、低い送信率、低電力を特徴とするセンサー（ｓｅｎｓｏｒ）又は計測器（ｍｅｔｅｒ）タイプのＳＴＡ動作に対して主に定義する。

また、このようなセンサータイプＳＴＡにとっては節電（ｐｏｗｅｒ ｓａｖｉｎｇ）メカニズムが絶対的に重要である。節電のために、ＳＴＡは余計に起床している状況を最小化する必要があり、起床している時期に送受信しようとするデータを效果的に送信する必要がある。

したがって、Ｓ１Ｇ帯域で動作する無線ＬＡＮシステムのために、長距離（ｌｏｎｇ−ｒａｎｇｅ）送信を支援しながらも消費電力の低いフレームを構成することが要求される。長距離送信を支援するフレームを具現するために、フレームのフィールドを時間軸又は周波数軸上で２倍以上と反復（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ）することを考慮することができる。しかし、フィールド反復コーディングによってＭＡＣヘッダーの大きさが増加することから、ＳＴＡのフレーム処理のための消費電力が増加するという問題が発生しうる。

そこで、本発明では、このような問題を解決するために、ＭＡＣヘッダー圧縮方案について提案する。そのために、Ｓ１Ｇ帯域で動作する無線ＬＡＮシステムでフレームを構成する方式にについてまず説明する。

Ｓ１Ｇ帯域での通信は、電波特性の上、既存の室内（ｉｎｄｏｏｒ）中心の無線ＬＡＮシステムに比べて格段に広いカバレッジを有し、既存のＩＥＥＥ ８０２．１１ａｃシステムで定義するＰＨＹを１／１０とダウンクロッキング（ｄｏｗｎ−ｃｌｏｃｋｉｎｇ）する形態で具現することができる。この場合、８０２．１１ａｃシステムで支援する２０／４０／８０／１６０／８０＋８０ＭＨｚチャネル帯域幅を１／１０とダウンクロッキングすることによってＳ１Ｇ帯域で２／４／８／１６／８＋８ＭＨｚチャネル帯域幅として提供することができる。これによって、ガードインターバル（ＧＩ）は、８０２．１１ａｃシステムにおける０．８μｓから８μｓへと１０倍増加する。

Ｓ１Ｇ帯域では、既存に動作しているレガシー（ｌｅｇａｃｙ）機器が存在しないため、逆方向互換性（ｂａｃｋｗａｒｄ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）を考慮することなく、ＰＨＹプリアンブルをＳ１Ｇ帯域に最大限に効率よく設計することが重要である。最も容易く考えうる方式は、既存に定義されているＨＴ−ＧｒｅｅｎＦｉｅｌｄ ＰＬＣＰフレームフォーマット（ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ標準を参照）を１／１０にダウンクロッキングしてＳ１Ｇ ＰＨＹプリアンブルを設計する方式であり、このような構造は、例えば、２ＭＨｚ以上の帯域幅に対して用いることができる。

長距離通信を支援するために、上記の２ＭＨｚ以上の帯域幅に対して用いられるＳ１Ｇ ＰＨＹ構造のフレームフォーマットのＳＴＦ／ＬＴＦ／ＳＩＧ／ＤＡＴＡフィールドを時間軸又は周波数軸上で２倍以上と反復（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ）することによって長距離ＰＬＣＰフレームを構成することができる。

図１５は、長距離ＰＬＣＰフレームフォーマットの一例を説明するための図である。

図１５のＰＬＣＰフレームフォーマットは、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎで定義されるＧｒｅｅｎ−ｆｉｅｌｄフォーマットと類似にＳＴＦ、ＬＴＦ１、ＳＩＧ、ＬＴＦ２−ＬＴＦＮ、Ｄａｔａフィールドで構成されるが、Ｇｒｅｅｎ−ｆｉｅｌｄに比べてプリアンブル部分の送信時間が反復によって２倍以上に増加した形態と理解することができる。図１５の例のようなＰＬＣＰフレームフォーマットは、１ＭＨｚ帯域幅に対して用いることができ、１ＭＨｚ ＰＰＤＵフォーマットと呼ぶことができる。

図１５の１ＭＨｚ ＰＰＤＵのＳＴＦフィールドは、２ＭＨｚ以上の帯域幅に対するＰＰＤＵにおけるＳＴＦ（２シンボル長）と同一の周期（ｓａｍｅ ｐｅｒｉｏｄｉｃｉｔｙ）を有するが、時間上で２回反復（ｒｅｐ２）技法が適用されて４シンボル長（例えば、１６０μｓ）を有し、３ｄＢ電力ブースティングが適用される。

図１５の１ＭＨｚ ＰＰＤＵのＬＴＦ１フィールドは、２ＭＨｚ以上の帯域幅に対するＰＰＤＵにおけるＬＴＦ１フィールド（２シンボル長）と周波数ドメインで直交（ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ）するよう設計され、時間上で２回反復されて４シンボル長を有する。

図１５の１ＭＨｚ ＰＰＤＵのＳＩＧフィールドは、反復コーディングすることができる。２ＭＨｚ以上の帯域幅に対するＰＰＤＵにおけるＳＩＧフィールドは、ＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）としてＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ ＰＳＫ）などを適用することができ、２シンボルの長さを有する。一方、１ＭＨｚ ＰＰＤＵのＳＩＧフィールドは、最も低いＭＣＳ（すなわち、ＢＰＳＫ）及び反復コーディング（ｒｅｐ２）を適用し、レートが１／２となるように構成し、６シンボル長と定義することができる。

図１５の１ＭＨｚ ＰＰＤＵのＬＴＦ２〜ＬＴＦＮフィールドは、ＭＩＭＯの場合に含むことができ、それぞれのＬＴＦフィールドが１シンボル長を有する。

図１５の１ＭＨｚ ＰＰＤＵのＤａｔａフィールドは、反復技法が適用されてもよく適用されなくてもよい。

図１６は、１ＭＨｚ帯域幅に対するＰＬＣＰフレームフォーマットを構成するための反復技法を説明するための送信フローである。

図１６のスクランブラは、０又は１が長く反復される確率を下げるために、データをスクランブルすることができる。ＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）は、エラー訂正のためにデータをエンコードすることができ、そのために、バイナリコンボリューションエンコーダ又はＬＤＰＣ（Ｌｏｗ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐａｒｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ）エンコーダを含むことができる。

２ｘブロック−単位反復（２ｘ ｂｌｏｃｋ−ｗｉｓｅ ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ）は、それぞれのＯＦＤＭシンボルのｘ個のエンコードされた情報ビット（エンコーディングレートが１／２であれば、それぞれのＯＦＤＭシンボルにおいてｘ／２個の情報ビットがエンコードされ、ｘ個のエンコードされた情報ビットが生成されうる）がブロック単位に反復されて２ｘ個の情報ビットを出力することを含むことができる。反復後には、１つの空間ストリーム（ＳＳ）で最も低いＭＳＣ（例えば、ＭＣＳ０）が適用される場合に、シンボル当たりＮ_CBPS個のコーディングされたビットを含むことができる。

次に、インターリーバは、デコーダ側で隣接したノイズビットが長く連続することを防止するためにインターリービング（又は、並び替え）を行うことができる。ＢＰＳＫマッパーは、エンコードされたデータビットをＢＰＳＫコンステレーションポイント（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ ｐｏｉｎｔ）に変換（又は、複素シンボルにマップ）することができる。空間マッピングで時間−空間ストリームを送信チェーンにマップすることができる。ＩＤＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）で複素シンボルを時間ドメインブロックに変換することができる。ＧＩ及びウィンドウ（ＧＩ ＆ Ｗｉｎｄｏｗ）でシンボル自身の一部を該当シンボルの先頭に付け加えて（ｐｒｅｐｅｎｄ）ガードインターバル（ＧＩ）を具現する動作を行うことができ、それぞれのシンボルのエッジ（ｅｄｇｅｓ）を和らげてスペクトル減衰（ｓｐｅｃｔｒａｌ ｄｅｃａｙ）を増加させるウィンドウイング（ｗｉｎｄｏｗｉｎｇ）を行うことができる。アナログ及びＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）で送信シンボルを生成することができる。

このように１ＭＨｚ ＰＰＤＵフレームを構成する場合に、一つのＰＰＤＵの持続時間（デューレーション）が長ずきて送信効率が低下し、ＳＴＡの消費電力が増加することがある。これを解決するために、ＰＰＤＵのプリアンブルの長さを減らすこと、ＭＡＣヘッダーを圧縮（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）すること、を考慮することができる。本発明では、無線ＬＡＮシステムにおいて効率的なデータ送信のために用い得るＭＡＣヘッダー圧縮技法に関する具体的な方案を提案する。

本発明では、ＡＰがルータ（ｒｏｕｔｅｒ）としての機能を有し得ると仮定する。コンピューターネットワークプロトコルデザイン及び通信を階層に分けて説明したＯＳＩ（Ｏｐｅｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）７階層は、下記の表３のとおりである。

一般に、ＡＰがルータとしての役目を果たせない場合、ＡＰは、物理（Ｐｈｙｓｉｃａｌ）層（ｌａｙｅｒ）及びデータリンク（Ｄａｔａ Ｌｉｎｋ）層（ＭＡＣ層、ＬＬＣ（Ｌｏｇｉｃａｌ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層）の機能のみを果たすことができる。このため、ＡＰがフレームを受信して当該フレームを正しいあて先に伝達するためには、４個のアドレス（すなわち、ソースアドレス（ＳＡ）、あて先アドレス（ＤＡ）、送信者アドレス（ＴＡ）、及び受信者アドレス（ＲＡ））が必要である。そのために、無線ＬＡＮシステムでは、図１４を参照して説明したとおり、ＭＡＣフレームのヘッダーで４個のＡｄｄｒｅｓｓフィールドを使用する。４個のＡｄｄｒｅｓｓフィールドの内容は、ＭＡＣヘッダーのフレーム制御フィールドにおけるＴｏ ＤＳサブフィールドとＦｒｏｍ ＤＳサブフィールドの値によって決定される。一般に、Ｔｏ ＤＳ及びＦｒｏｍ ＤＳが両方とも１に設定される場合は現在無線ＬＡＮシステムに存在しないため、Ａｄｄｒｅｓｓ ４フィールドは使用されない。したがって、一般に、ＡＰがルータとしての役目を果たせない場合、ＡＰがフレームを受信して当該フレームを正しいあて先に伝達するためには、３個のアドレスフィールドが要求される。

一方、ＡＰがルータの役目を果たす場合、物理層、データリンク層（ＭＡＣ層、ＬＬＣ層）に加えて、ネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ）層、伝送（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）層（例えば、ＴＣＰ／ＩＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）層）の機能を果たすこともできる。このようなＡＰは、ＭＡＣ層でＳＡ及びＤＡを除いてＴＡ及びＲＡのみで送信を行うことができる。この場合、ＳＡ及びＤＡを把握して正しくフレームを伝達する役目はＩＰ層で行うことができる。すなわち、ＡＰがルータの役目を果たすことができる場合、フレームのＭＡＣヘッダーにはＴＡ及びＲＡ（例えば、ＡＰのアドレスとＳＴＡのアドレス）を示す２個のＡｄｄｒｅｓｓフィールドのみが含まれても、正しいフレームの送信を行うことができる。

このように、ＭＡＣヘッダーにＡｄｄｒｅｓｓ情報としてＴＡとＲＡの２種類のＡｄｄｒｅｓｓフィールドのみを含むようにＭＡＣヘッダー圧縮を行うためには、ＡＰがルータの機能を果たし得るものでなければならない。しかし、すべてのＡＰがルータの機能を果たし得るわけではなく、よって、ＡＰは、ルータの役目を果たし得るか否かを示す能力（ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）情報を他のＳＴＡに知らせなければならない。

図１７は、本発明に係る拡張された能力要素の一例を説明するための図である。

図１７の例で、Ｅｌｅｍｅｎｔ ＩＤフィールドは、当該要素がＥｘｔｅｎｄｅｄ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ ｅｌｅｍｅｎｔであることを示す値に設定することができる。Ｌｅｎｇｔｈフィールドは、Ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓフィールドの長さに該当するオクテット（ｏｃｔｅｔ）個数の値に設定することができる。Ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓフィールドは、当該要素を送信するＳＴＡ（又は、ＡＰ ＳＴＡ）の能力に関する情報を示すビットフィールドである。Ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓフィールドの長さは、変数ｎで表現することができ、それぞれのビット位置は、特定能力を支援するか否かを示す。

本発明では、ＭＡＣヘッダー圧縮機能を行うか否か（すなわち、ＡＰのルータ機能を果たすか否か）を示す１ビットをＣａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓフィールドに追加することを提案する。この１ビットは、Ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓフィールドで留保された（ｒｅｓｅｒｖｅｄ）ビットを用いることができる。ＡＰから拡張された能力要素を受信したＳＴＡは、上記１ビットの値を確認し、上記ＡＰがルータ機能を果たしてＭＡＣヘッダー圧縮を行えるか否かがわかる。このような拡張された能力要素は、連携要求／応答フレーム、再−連携要求／応答フレーム、ビーコンフレーム、プローブ応答フレームなどに含めることができる。

前述したように、ＭＡＣヘッダーでアドレス情報としてＴＡ及びＲＡの２種類のＡｄｄｒｅｓｓフィールドのみを含むようにＭＡＣヘッダー圧縮が行われる場合に、圧縮されたＭＡＣフレームフォーマット（又は、短い（ｓｈｏｒｔ）ＭＡＣフレームフレームフォーマットと呼んでもよい。）のＴＡ及びＲＡはそれぞれ、下記の表４のように定義することができる。

上記の表４で示すように、ＴＡ及びＲＡは、送信方向（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）によって決定される。下りリンク（ＤＬ）では、ＴＡはＡＰアドレスに、ＲＡは、フレームを受信するＳＴＡのアドレスに設定される。上りリンク（ＵＬ）では、ＴＡは、フレームを送信するＳＴＡのアドレスに、ＲＡはＡＰのアドレスに設定される。

このように、ＭＡＣヘッダーでアドレス情報を除外（すなわち、必須のＲＡ及びＴＡのみを含ませ、他のアドレス情報を省略）する方式でＭＡＣヘッダー圧縮を行うことができる。さらに、本発明では、ＭＡＣヘッダーに含まれるアドレス情報そのもののオーバーヘッドをより減らすことができる方案について提案する。

前述したように、既存のＭＡＣヘッダーのアドレスフィールドは、４８ビット長のＭＡＣアドレス形態で設定されるものと定義されている。しかし、アドレス情報の圧縮のために、本発明では、ＳＴＡのＭＡＣアドレスの代わりに連携識別子（ＡＩＤ）を用いることを提案する。ＡＩＤは、１６ビット長と定義される。このため、ＡＩＤを使用すると、ＭＡＣヘッダーのオーバーヘッドをさらに減らすことができる。本発明で提案する圧縮されたＭＡＣヘッダーのＴＡ及びＲＡは、下記の表５のように定義することができる。

上記の表５で示すように、下りリンク（ＤＬ）では、ＴＡ（例えば、Ａｄｄｒｅｓｓ ２フィールド）はＢＳＳＩＤに、ＲＡ（例えば、Ａｄｄｒｅｓｓ １フィールド）は、フレームを受信するＳＴＡのＡＩＤに設定される。上りリンク（ＵＬ）では、ＴＡ（例えば、Ａｄｄｒｅｓｓ ２フィールド）は、フレームを送信するＳＴＡのＡＩＤに、ＲＡ（例えば、Ａｄｄｒｅｓｓ １フィールド）はＢＳＳＩＤに設定される。ＢＳＳＩＤは、ＡＰのＭＡＣアドレスと同一のものであってもよい。

圧縮されたＭＡＣヘッダーを含むフレームに対する重複検出方案

ＭＡＣヘッダーでＳＴＡのＭＡＣアドレスをＡＩＤに替える場合、フレームを受信したＳＴＡは、該フレームのＭＡＣヘッダーに含まれたＡＩＤをＭＡＣアドレスに変換し（又は、マップさせ）、変換された（又は、マップされた）ＭＡＣアドレスをシーケンス番号（Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒ）と共にメモリ（又は、キャッシュ（ｃａｃｈｅ））に記憶する。これは、圧縮されたＭＡＣフレームに対する再送信を支援するためである。

例えば、ＡＰからＤＬフレームを受信したＳＴＡは、該ＤＬフレームのＴＡアドレスフィールド（すなわち、Ａｄｄｒｅｓｓ ２フィールド）に含まれたＢＳＳＩＤに該当するＭＡＣアドレスをＳｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒと共にキャッシュに蓄える。このＤＬフレームにアクセスカテゴリー（Ａｃｃｅｓｓ Ｃａｔｅｇｏｒｙ）に関する情報が含まれている場合には、ＢＳＳＩＤ、Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒ及びＡｃｃｅｓｓ Ｃａｔｅｇｏｒｙをキャッシュに蓄える。

ＳＴＡからＵＬフレームを受信したＡＰは、該ＵＬフレームのＴＡアドレスフィールド（すなわち、Ａｄｄｒｅｓｓ ２フィールド）に含まれたＳＴＡ ＡＩＤを確認することができる。ＳＴＡ ＡＩＤはＡＰが割り当てるものであるから、ＡＰは当該ＡＩＤが割り当てられたＳＴＡのＭＡＣアドレス（すなわち、ＳＴＡ ＡＩＤとＳＴＡ ＭＡＣアドレスのマッピング関係）を知っている。このため、ＡＰは、当該ＵＬフレームのアドレスフィールド（すなわち、Ａｄｄｒｅｓｓ ２フィールド）に含まれたＳＴＡ ＡＩＤからＳＴＡ ＭＡＣアドレスがわかる。そして、ＡＰは、ＡＩＤによって識別された（すなわち、ＡＩＤにマップされた）ＳＴＡ ＭＡＣアドレスをＳｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒと共にキャッシュに蓄える。上記ＵＬフレームにＡｃｃｅｓｓ Ｃａｔｅｇｏｒｙに関する情報が含まれている場合、ＳＴＡ ＭＡＣ Ａｄｄｒｅｓｓ、Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒ及びＡｃｃｅｓｓ Ｃａｔｅｇｏｒｙをキャッシュに蓄える。

本発明で提案するシーケンス制御方式によってＳＴＡでキャッシュを管理することによって、圧縮されたＭＡＣフレーム（又は、短いＭＡＣフレーム）に対する再送信を正しく行うことができる。特に、正常（ｎｏｒｍａｌ）ＭＡＣヘッダーを含むフレームと、圧縮されたＭＡＣヘッダーを含むフレームを全て使用する環境で再送信を正しく行うには、本発明で提案するＭＡＣヘッダー圧縮方案及びシーケンス制御方式が必要である。

例えば、第１のＳＴＡが、圧縮されたＭＡＣヘッダーを使用した第１フレームを第２のＳＴＡに送信した後、その次に上記第２のＳＴＡに送信する第２フレームでは正常ＭＡＣヘッダーを使用する場合を仮定することができる（ここで、第１フレームと第２フレームは互いに異なるＭＰＤＵを送信するフレームである）。このような場合、圧縮されたＭＡＣフレームと正常ＭＡＣフレームのそれぞれに対する再送信が行われうるため、、重複受信の有無を効率的に判断するためには、統合されたキャッシュ維持管理（ｕｎｉｆｉｅｄ ｃａｃｈｅ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）方式が要求される。そうしないと、フレーム送信ＳＴＡはもとより、フレーム受信ＳＴＡでも、ＡＩＤ及びシーケンス番号を基準に管理されるキャッシュと、ＭＡＣアドレス及びシーケンス番号を基準に管理されるキャッシュを全て維持しなければならず、ＳＴＡの費用が増加するという問題がある。また、１つのＭＳＤＵの部分に該当する複数個の互いに異なるＭＰＤＵが正常ＭＡＣヘッダー又は圧縮されたＭＡＣヘッダーを使用したフレームで伝達される場合には、特定ＳＴＡに同一のシーケンス番号及び異なったフラグメント番号を用いてシーケンス制御情報を管理しなければならないが、ＡＩＤを基準にしたシーケンス番号とＭＡＣアドレスを基準にしたシーケンス番号が別に管理される場合には、このようなフレームの重複が検出されてもそれを正しく処理できないという誤動作が発生しうる。

そこで、本発明では、ＳＴＡ ＡＩＤを使用する圧縮されたＭＡＣヘッダーが含まれるフレームに対しては、ＳＴＡ ＡＩＤによって識別される（ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｂｙ）（又は、ＳＴＡ ＡＩＤにマップされる）ＳＴＡ ＭＡＣアドレスをシーケンス番号と併せてキャッシュに蓄えることを提案する。

フレーム送信ＳＴＡでは、送信するフレームのシーケンス番号をＲＡ別に、又は｛ＲＡ、アクセスカテゴリー｝別に順次に増加させる。本発明の提案によれば、送信するフレームのＲＡアドレスフィールド（すなわち、Ａｄｄｒｅｓｓ １フィールド）がＳＴＡ ＡＩＤ形態で構成される圧縮されたＭＡＣフレームの場合、送信ＳＴＡにおけるシーケンス番号は、受信側ＳＴＡのＡＩＤではなく受信側ＳＴＡのＭＡＣアドレスを基準に管理される。すなわち、フレームを送信するＳＴＡでは、受信側ＳＴＡのＭＡＣアドレス別に最後に用いられたシーケンス番号を記憶（又は、キャッシュ（ｃａｃｈｅ））する。

再送信されるフレームのフレーム制御フィールドの再試行ビットは１に設定される。再試行ビットが１に設定されたフレームを受信した場合、受信されたフレームが圧縮されたＭＡＣヘッダーを用いたときには、圧縮されたＭＡＣヘッダーのアドレスフィールドに含まれたＳＴＡ ＡＩＤをＳＴＡ ＭＡＣアドレスに変換する。フレームを受信したＳＴＡは、変換されたＳＴＡ ＭＡＣアドレス（又は、受信されたフレームのアドレスフィールドに含まれたＳＴＡ ＡＩＤ値によって識別されるＭＡＣアドレス）と共にシーケンス番号及び／又はアクセスカテゴリー情報を、キャッシュ中の過去の情報（すなわち、最後に記憶されたＳＴＡ ＭＡＣアドレス、シーケンス番号、アクセスカテゴリー情報）と比較して、現在受信されたフレームが重複フレームであるか否かを判断することができる。

短いＭＡＣヘッダー暗号化方案

本発明では、短いＭＡＣフレーム（又は、圧縮されたＭＡＣフレーム）に対する暗号化方案について提案する。

正常ＭＡＣヘッダーを使用するフレームと短いＭＡＣヘッダーを使用するフレームに対して暗号化方式と相違点が発生しうる。以下に具体的に説明するように、正常ＭＡＣヘッダーを使用する場合と、短いＭＡＣヘッダーを使用する場合において、付加認証データ（Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｄａｔａ；ＡＡＤ）構成（ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）方法及びノンス（Ｎｏｎｃｅ）構成方法が異なってくる。したがって、ＭＡＣヘッダーに対する完全性（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）検証が正しく行われるようにするために、本発明では、一つの同一のＭＰＤＵに対する送信及び再送信は同一のフレームフォーマットを使用するように動作することを提案する。

例えば、正常ＭＡＣフレーム（又は、正常ＭＡＣヘッダー）を使用してＭＰＤＵを送信した後に、同一のＭＰＤＵを再送信する際に、短いＭＡＣフレーム（又は、短いＭＡＣヘッダー）を使用することはできず、正常ＭＡＣフレーム（又は、正常ＭＡＣヘッダー）を使用して再送信することができる。また、短いＭＡＣフレーム（又は、短いＭＡＣヘッダー）を使用してＭＰＤＵを送信した後に、同一のＭＰＤＵを再送信する際に、正常ＭＡＣフレーム（又は、正常ＭＡＣヘッダー）を使用することはできず、短いＭＡＣフレーム（又は、短いＭＡＣヘッダー）を使用して再送信することができる。

図１８は、ＣＣＭＰカプセル化を説明するためのブロック図である。

ＩＥＥＥ ８０２．１１システムでＭＡＣフレームの暗号化のために、ＴＫＩＰ（Ｔｅｍｐｏｒａｌ Ｋｅｙ Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＣＣＭＰ（Ｃｏｕｎｔｅｒ ｍｏｄｅ ｗｉｔｈ Ｃｉｐｈｅｒ−ｂｌｏｃｋ ｃｈａｉｎｉｎｇ Ｍｅｓｓａｇｅ ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｃｏｄｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などを用いることができる。ＣＣＭＰは、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｉ標準で提案されたものであり、ＡＥＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ）のＣＣＭに基づいてデータ機密性（ｃｏｎｆｉｄｅｎｔｉａｌｉｔｙ）のために設計された、強化されたデータ暗号カプセル化（ｅｎｈａｎｃｅｄ ｃｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｉｃ ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）方法である。

ＩＥＥＥ ８０２．１１システムにおける保安メカニズム（ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）は、データフレーム及び管理フレームに対して提供することができる。具体的に、ＴＫＩＰ、ＣＣＭＰなどを用いてデータ機密性（ｄａｔａ ｃｏｎｆｉｄｅｎｔｉａｌｉｔｙ）、認証（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）、完全性（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）、及び再生保護（ｒｅｐｌａｙ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）などを提供することができる。

図１８の例を参照すると、原文（ｐｌａｉｎｔｅｘｔ）ＭＰＤＵのペイロードから暗号化されたＭＰＤＵ（ｅｎｃｒｙｐｔｅｄ ＭＰＤＵ）を得ることができる。

具体的に、パケット番号（ＰＮ）を増加（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ）させて、それぞれのＭＰＤＵに対する新しいＰＮ値を得ることができる。

原文ＭＰＤＵのＭＡＣヘッダーのフィールドを用いてＣＣＭのためのＡＡＤを構成することができる。ＣＣＭアルゴリズムは、ＡＡＤに含まれたフィールドに対する完全性保護を提供することができる。ＡＡＤは、ＭＰＤＵのＦＣ（Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールド、Ａ１（Ａｄｄｒｅｓｓ １）フィールド、Ａ２（Ａｄｄｒｅｓｓ ２）フィールド、Ａ３（Ａｄｄｒｅｓｓ ３）フィールド、ＳＣ（Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールド、Ａ４（Ａｄｄｒｅｓｓ ４）フィールド、ＱＣ（ＱｏＳ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールドを含むことができる。

ＰＮ値と、ＭＰＤＵのＡ２（Ａｄｄｒｅｓｓ ２）フィールド及びＰｒｉｏｒｉｔｙ値から、ＣＣＭ Ｎｏｎｃｅを構成することができる。Ｎｏｎｃｅは、保安アルゴリズムで一度のみ用いられる数字又はビットストリングを意味する。

ＰＮ値及びキー識別子（ＫｅｙＩｄ）値から８−オクテットＣＣＭＰヘッダーを生成する。

臨時キー（ＴＫ）、ＡＡＤ、Ｎｏｎｃｅ及びＭＰＤＵデータを用いて、暗号化されたデータ（ｅｎｃｒｙｐｔｅｄ ｄａｔａ）及びＭＩＣ（Ｍｅｓｓａｇｅ Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ Ｃｏｄｅ）を生成する。

本来の（ｏｒｉｇｉｎａｌ）ＭＰＤＵヘッダー、生成されたＣＣＭＰヘッダー、生成された暗号化されたデータ及びＭＩＣを結合（ｃｏｍｂｉｎｅ）して、暗号化されたＭＰＤＵを生成する。

図１９は、本発明に係る短いＭＡＣヘッダーのフレーム制御フィールドの例示的な構成を示す図である。

図１９の短いＭＡＣヘッダーのフレーム制御（ＦＣ）フィールドのサブフィールドは、図１４で説明した正常ＭＡＣヘッダーのサブフィールドと部分的に異なるように構成することができる。例えば、正常ＭＡＣヘッダーと比較して、短いＭＡＣヘッダーのＦＣフィールドでは、Ｔｙｐｅフィールドが４ビットサイズを有し、ｓｕｂｔｙｐｅフィールドは含まない。また、正常ＭＡＣヘッダーと比較して、短いＭＡＣヘッダーのＦＣフィールドではＴｏ ＤＳフィールド及びＯｒｄｅｒフィールドを含まない。また、正常ＭＡＣヘッダーと比較して、短いＭＡＣヘッダーのＦＣフィールドではＥＯＳＰ（Ｅｎｄ Ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｐｅｒｉｏｄ）フィールドを含む。

図１９の短いＭＡＣヘッダーのＦＣフィールドの例示的なフォーマットで示すように、本発明に係る短いＭＡＣヘッダーのＦＣフィールドは、Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｖｅｒｓｉｏｎフィールド（２ビット）、Ｔｙｐｅフィールド（４ビット）、Ｆｒｏｍ ＤＳフィールド（１ビット）、Ｍｏｒｅ Ｆｒａｇｍｅｎｔｓフィールド（１ビット）、Ｐｏｗｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔフィールド（１ビット）、Ｍｏｒｅ Ｄａｔａフィールド（１ビット）、Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ Ｆｒａｍｅフィールド（１ビット）、ＥＯＳＰフィールド（１ビット）を含むことを特徴とする。

また、図１８で説明したとおり、ＭＡＣヘッダーのフィールドを用いてＡＡＤが構成されるが、図１９のような短いＭＡＣヘッダーのＦＣフィールドが用いられる場合のＡＡＤの構成方案について図２０を参照して説明する。

図２０は、本発明に係るＡＡＤの例示的な構成を示す図である。

図２０の例で、ＦＣは、フレーム制御（Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールドを表し、２オクテットサイズを有することができる。

図２０のＡＡＤのＦＣフィールドは、図１９の短いＭＡＣヘッダーのＦＣフィールドによって構成することができる。ここで、ＡＡＤにおけるＦＣフィールドのＰｏｗｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔビットは、０にマスクすることができる。また、ＡＡＤにおけるＦＣフィールドのＭｏｒｅ Ｄａｔａビットは、０にマスクすることができる。また、ＡＡＤにおけるＦＣフィールドのＰｒｏｔｅｃｔｅｄ Ｆｒａｍｅビットは、常に１に設定することができる。また、ＡＡＤにおけるＦＣフィールドのＥＯＳＰビットを０にマスクすることができる。さらに、Ｒｅｔｒｙビットも０にマスクすることができる。あるフィールドが０値にマスクされるという意味は、当該フィールドがＡＡＤに含まれるものの、使用されないことと理解することができる。

図２０のＡ１，Ａ２，Ａ３及びＡ４はそれぞれ、ＭＰＤＵのＡｄｄｒｅｓｓ １、Ａｄｄｒｅｓｓ ２、Ａｄｄｒｅｓｓ ３及びＡｄｄｒｅｓｓ ４フィールドに対応する。Ａ１フィールドは、６オクテット又は２オクテットサイズを有することができる。Ａ２フィールドは、６オクテット又は２オクテットサイズを有することができる。Ａ３及びＡ４フィールドはそれぞれ６オクテットサイズを有することができる。

ここで、上記の表４及び表５と関連して説明したとおり、短いＭＡＣヘッダーは、Ａ３及びＡ４フィールドの少なくとも一つは省略し、Ａ１（すなわち、ＲＡ）及びＡ２（すなわち、ＴＡ）フィールドは常に含む形態で構成することができる。また、Ａ１フィールドは、ＭＡＣアドレス又はＢＳＳＩＤで構成される場合には６オクテットサイズを有し、ＡＩＤで構成される場合には２オクテットサイズを有することができる。また、Ａ２フィールドは、ＭＡＣアドレス又はＢＳＳＩＤで構成される場合には６オクテットサイズを有し、ＡＩＤで構成される場合には２オクテットサイズを有することができる。

このように、ＡＡＤでも、Ａ３又はＡ４フィールドのいずれか一つ、又はＡ３とＡ４フィールドの両方が省略されてもよい。例えば、短いＭＡＣヘッダーでＡ３が省略される場合、ＡＡＤは、ＦＣ、Ａ１、Ａ２、Ａ４及びＳＣで構成することができる。又は、短いＭＡＣヘッダーでＡ４が省略される場合、ＡＡＤは、ＦＣ、Ａ１、Ａ２、Ａ３及びＳＣで構成することができる。又は、短いＭＡＣヘッダーでＡ３及びＡ４が省略される場合に、ＡＡＤは、ＦＣ、Ａ１、Ａ２及びＳＣで構成することができる。

ここで、ＡＡＤのＡ１フィールドは、６オクテット又は２オクテットサイズを有することができる。

具体的には、図２０のＡＡＤのＡ１フィールドは、ＭＰＤＵのＡｄｄｒｅｓｓ １フィールドによって構成する。ＡＡＤのＡ１フィールドは、フレーム方向（例えば、上りリンクフレーム又は下りリンクフレーム）によってＡＩＤ（２オクテット）又はＭＡＣアドレス（６オクテット）で構成することができる。短いＭＡＣヘッダーのＦＣフィールドのＦｒｏｍ ＤＳビットが１に設定される下りリンクフレームの場合（この場合、ＡＡＤのＦＣフィールドのＦｒｏｍ ＤＳビットも１の値に設定される）、ＡＡＤのＡ１フィールドは受信者ＳＴＡのＡＩＤ（２オクテット）値で構成される。又は、短いＭＡＣヘッダーのＦＣフィールドのＦｒｏｍ ＤＳビットが０に設定される上りリンクフレームの場合（この場合、ＡＡＤのＦＣフィールドのＦｒｏｍ ＤＳビットも０の値に設定される）、ＡＡＤのＡ１フィールドは、受信者ＳＴＡ（又は、ＡＰ）のＭＡＣアドレス又はＢＳＳＩＤ（６オクテット）値で構成される。

また、ＡＡＤのＡ２フィールドは、６オクテット又は２オクテットサイズを有することができる。

具体的には、図２０のＡＡＤのＡ２フィールドは、ＭＰＤＵのＡｄｄｒｅｓｓ ２フィールドによって構成する。ＡＡＤのＡ２フィールドは、フレーム方向（例えば、上りリンクフレーム又は下りリンクフレーム）によってＡＩＤ（２オクテット）又はＭＡＣアドレス（６オクテット）で構成することができる。短いＭＡＣヘッダーのＦＣフィールドのＦｒｏｍ ＤＳビットが１に設定される下りリンクフレームの場合（この場合、ＡＡＤのＦＣフィールドのＦｒｏｍ ＤＳビットも１の値に設定される）、ＡＡＤのＡ２フィールドは送信者ＳＴＡ（又は、ＡＰ）のＭＡＣアドレス又はＢＳＳＩＤ（６オクテット）値で構成される。又は、短いＭＡＣヘッダーのＦＣフィールドのＦｒｏｍ ＤＳビットが０に設定される上りリンクフレームの場合（この場合、ＡＡＤのＦＣフィールドのＦｒｏｍ ＤＳビットも０の値に設定される）、ＡＡＤのＡ２フィールドは、送信者ＳＴＡのＡＩＤ（２オクテット）値で構成される。

図２０のＡ３フィールドは、存在するなら（ｉｆ ｐｒｅｓｅｎｔ）、ＭＰＤＵのＡｄｄｒｅｓｓ ３フィールドによって構成される。また、ＡＡＤのＡ３Ｐｒｅｓｅｎｔビットは、圧縮されたＭＡＣヘッダー又はＡＡＤにＡ３フィールドが含まれるか否かを示すことができる。また、図２０のＡ４フィールドは、存在するなら（ｉｆ ｐｒｅｓｅｎｔ）、ＭＰＤＵのＡｄｄｒｅｓｓ ４フィールドによって構成される。

図２０のＳＣは、シーケンス制御（Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールドを表し、２オクテットサイズを有することができる。図２０のＡＡＤのＳＣフィールドは、ＭＰＤＵのＳｅｑｕｅｎｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌフィールドによって構成することができる。

ここで、前述した重複検出セクションで説明したとおり、ＭＡＣヘッダーのＳｅｑｕｅｎｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌフィールドは、Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒ及びＦｒａｇｍｅｎｔ Ｎｕｍｂｅｒサブフィールドで構成され、図２０のＡＡＤのＳＣフィールドもＳｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒ及びＦｒａｇｍｅｎｔ Ｎｕｍｂｅｒサブフィールドで構成される。図２０のＡＡＤにおけるＳＣフィールドのＳｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒサブフィールド（Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌフィールドのビット４−１５）は、０にマスクすることができる。また、図２０のＡＡＤにおけるＳＣフィールドのＦｒａｇｍｅｎｔ Ｎｕｍｂｅｒサブフィールドは、ＭＡＣヘッダーのＳＣフィールドのＦｒａｇｍｅｎｔ Ｎｕｍｂｅｒサブフィールドに比べて修正されない（ｎｏｔ ｍｏｄｉｆｉｅｄ）。

図２０のＡＡＤ構成要素の順序は制限されるものではなく、本発明によって構成されるＡＡＤは、図２０に例示されたサブフィールドの一部を含むことを特徴とするという点を理解しなければならない。

図２１は、本発明に係るＮｏｎｃｅの例示的な構成を示す図である。

図２１の例のように、Ｎｏｎｃｅは、Ｎｏｎｃｅフラグ（Ｎｏｎｃｅ Ｆｌａｇｓ）フィールド、Ａ２（Ａｄｄｒｅｓｓ ２）フィールド、及びＰＮフィールドを含むことができる。Ｎｏｎｃｅ Ｆｌａｇｓフィールドは、１オクテットサイズを有することができる。Ａ２フィールドは、６オクテット又は２オクテットサイズを有することができる。ＰＮフィールドは６オクテットサイズを有することができる。

図２１では、Ｎｏｎｃｅ Ｆｌａｇｓフィールドの具体的な構成をさらに示す。Ｎｏｎｃｅ Ｆｌａｇｓフィールドは、Ｐｒｉｏｒｉｔｙサブフィールドのための４ビット、Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔサブフィールドのための１ビット、及び留保された（ｒｅｓｅｒｖｅｄ）３ビットで構成することができる。

図２１のＮｏｎｃｅ ＦｌａｇｓのＰｒｉｏｒｉｔｙフィールドは、短いＭＡＣフレームのＰｒｉｏｒｉｔｙを示す値に設定することができる。例えば、Ｐｒｉｏｒｉｔｙフィールドは、ｐｌａｉｎｔｅｘｔ ＭＰＤＵのＴＩＤ（Ｔｒａｆｆｉｃ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）又はアクセスカテゴリー（Ａｃｃｅｓｓ Ｃａｔｅｇｏｒｙ）を示す値に設定することができる。

図２１のＮｏｎｃｅ ＦｌａｇｓのＭａｎａｇｅｍｅｎｔフィールドは、ｐｌａｉｎｔｅｘｔ ＭＰＤＵが管理フレーム（Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｆｒａｍｅ）であるか否かを示す値に設定することができる。

図２１のＮｏｎｃｅのＡ２フィールドは、短いＭＡＣヘッダーのＡｄｄｒｅｓｓ ２フィールドによって構成することができる。ＮｏｎｃｅのＡ２フィールドは、フレーム方向（例えば、上りリンクフレーム又は下りリンクフレーム）によって送信者ＳＴＡのＡＩＤ（２オクテット）又はＭＡＣアドレス（６オクテット）で構成することができる。短いＭＡＣヘッダーのＦＣフィールドのＦｒｏｍ ＤＳビットが１に設定される下りリンクフレームの場合、ＮｏｎｃｅのＡ２フィールドは、送信者ＳＴＡ（又は、ＡＰ）のＭＡＣアドレス又はＢＳＳＩＤ（６オクテット）値で構成することができる。例えば、ＮｏｎｃｅのＡ２フィールドは、短いＭＡＣヘッダーのＡ２フィールドによって識別される送信者ＳＴＡ（又は、ＡＰ）のＭＡＣアドレス又はＢＳＳＩＤ（６オクテット）値で構成することができる。又は、短いＭＡＣヘッダーのＦＣフィールドのＦｒｏｍ ＤＳビットが０に設定される上りリンクフレームの場合、ＮｏｎｃｅのＡ２フィールドは、送信者ＳＴＡのＡＩＤ（２オクテット）値で構成することができる。

図２２は、本発明に係る暗号化されたＭＰＤＵの例示的な構成を示す図である。

図１８で説明したとおり、ｐｌａｉｎｔｅｘｔ ＭＰＤＵに対する暗号化結果に該当する暗号化されたＭＰＤＵは、図２２のＭＡＣヘッダー（図１８のｐｌａｉｎｔｅｘｔ ＭＰＤＵのＭＡＣヘッダー）、図２２のＣＣＭＰヘッダー（図１８でＰＮ及びＫｅｙＩｄに基づいて生成されたＣＣＭＰヘッダー）、図２２の生成された暗号化されたデータ、ＭＩＣ及びＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）で構成することができる。

ＣＣＭＰでは毎セッションごとに臨時キー（Ｔｅｍｐｏｒａｌ Ｋｅｙ）が更新されることが要求され、与えられた臨時キーに対して毎フレームごとにｎｏｎｃｅ値が固有（ｕｎｉｑｕｅ）となることがさらに要求される。このような要求事項を満たすために、４８ビットのＰＮ（Ｐａｃｋｅｔ Ｎｕｍｂｅｒ）値が用いられ、ＰＮ値は、臨時キーが更新される度に１に初期化される（ｉｎｉｔｉａｌｉｚｅｄ）。

図２２の例で、ＰＮ値は、ＣＣＭＰヘッダーに含めて送信することができる。ＣＣＭＰヘッダーには、６オクテット（すなわち、４８ビット）長のＰＮフィールドが含まれ、６オクテットのそれぞれをＰＮ０、ＰＮ１、ＰＮ２、ＰＮ３、ＰＮ４及びＰＮ５と呼ぶ。

本発明では、短いＭＡＣフレームにおいてＰＮフィールドの大きさを減らすことによって、暗号化されたＰＰＤＵに対するＭＡＣオーバーヘッドをさらに減少させることを提案する。

具体的には、ＣＣＭＰヘッダーにはＰＮの６オクテットの一部（例えば、ＰＮ０及びＰＮ１）のみを含めて送信し、残り（例えば、ＰＮ２、ＰＮ３、ＰＮ４及びＰＮ５）は、ＭＡＣフレームを送信するＳＴＡと受信するＳＴＡ間で同期化しておくことができる。

例えば、ＳＴＡが、初めて暗号化されたＰＰＤＵを送信する時には、短いＭＡＣフレームフォーマットを使用ぜず、正常ＭＡＣフレームフォーマットを使用して４８ビットのＰＮ値の全体が送信されるようにすることができる。

仮に、送信ＳＴＡと受信ＳＴＡの両方とも短いＭＡＣフレームを支援する場合に、正常ＭＡＣフレームフォーマットを用いて送信された暗号化されたＰＰＤＵの４８ビットサイズのＰＮ値を受信ＳＴＡ側で記憶又は維持することができる。例えば、エラー無しで成功裏に受信して成功裏に復号化（ｄｅｃｒｙｐｔｉｏｎ）を行って完全性検証を終えたＰＰＤＵに対しては、｛Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ Ａｄｄｒｅｓｓ，Ｔｅｍｐｏｒａｌ Ｋｅｙ，ＰＮ ４８ｂｉｔｓ｝のセットに対するキャッシュを受信ＳＴＡで記憶及び維持管理することができる。

このように、ＰＮ値を送受信ＳＴＡ間に同期化させた後、送信ＳＴＡは、短いＭＡＣフレームを暗号化させたＰＰＤＵ（これは、以前に正常ＭＡＣフレームを用いて送信した暗号化されたＰＰＤＵと異なるＰＰＤＵである）を送信することができる。その後には、短いＭＡＣフレームに含まれるＣＣＭＰヘッダーには４８ビットサイズのＰＮ値の一部（例えば、ＰＮ０及びＰＮ１）のみが含まれてもよく、これによってＭＡＣオーバーヘッドを減少させることができる。

短いＭＡＣフレームを暗号化させたＰＰＤＵを受信するＳＴＡは、短いＭＡＣフレームを復号化（ｄｅｃｒｙｐｔ）するために、以前に記憶しておいたＰＮ値を用いることができる。すなわち、短いＭＡＣフレームのＣＣＭＰヘッダーにＰＮ０及びＰＮ１のみが含まれた場合には、残りのＰＮ２、ＰＮ３、ＰＮ４及びＰＮ５では受信ＳＴＡで記憶している値を用いて、全体４８ビットのＰＮ値を構成することができる。このように、ＣＣＭＰヘッダーに含まれた一部と記憶していた残り一部とを結合して構成された４８ビットのＰＮ値を用いて（すなわち、Ｎｏｎｃｅ構成に、上記の結合して構成したＰＮ値が用いられたと見なして）、ＭＡＣフレームの復号を行うことができる。

仮に、臨時キーが変更される場合に、受信ＳＴＡは｛Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ Ａｄｄｒｅｓｓ，Ｔｅｍｐｏｒａｌ Ｋｅｙ，ＰＮ ４８ｂｉｔｓ｝のセットとして記憶していたＰＮ値を消す。このため、臨時キーが変更されると、送信ＳＴＡは、短いＭＡＣフレームフォーマットを用いず、必ず正常ＭＡＣフレームフォーマットを用いて４８ビット全体のＰＮ値を受信ＳＴＡに送信しなければならない。これによって、送受信ＳＴＡ間にＰＮ値を再び同期化することができる。

一方、前述した重複検出セクションで説明したとおり、ＭＡＣヘッダーにはＳｅｑｕｅｎｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌフィールドが含まれ、Ｓｅｑｕｅｎｃｅ ＣｏｎｔｒｏｌフィールドのＳｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒサブフィールドの値は、毎ＰＰＤＵごとに１ずつ増加する。本発明では、Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒの値をＰＮ値の一部として使用することによって（又は、Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒの値をＰＮ値の一部に連係させることによって）ＭＡＣオーバーヘッドをさらに減少させることを提案する。

この場合、最初に送信されるフレームでは全体ＰＮ値を受信ＳＴＡに知らせることができる。受信ＳＴＡは、全体ＰＮ値を記憶しながら、現在受信されたフレームのＭＡＣヘッダーのＳｅｑｕｅｎｃｅ ＣｏｎｔｒｏｌフィールドのＳｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒ値のセットを共に記憶することができる。例えば、受信ＳＴＡは、｛Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ Ａｄｄｒｅｓｓ，Ｔｅｍｐｏｒａｌ Ｋｅｙ，ＰＮ ４８ｂｉｔｓ，Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒ｝のセットをキャッシュに記憶及び維持管理することができる。後続する送信において短いＭＡＣフレームを用いる場合、ＣＣＭＰヘッダーにＰＮフィールドを含めなくてもよい。この場合、受信ＳＴＡは、短いＭＡＣフレームから生成された暗号化されたＭＰＤＵのＳｅｑｕｅｎｃｅ ＣｏｎｔｒｏｌフィールドのＳｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒ値を用いてＰＮ値を導出することができる。

また、臨時キーが変更されると、受信ＳＴＡは｛Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ Ａｄｄｒｅｓｓ，Ｔｅｍｐｏｒａｌ Ｋｅｙ，ＰＮ ４８ｂｉｔｓ，Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒ｝のセットとして記憶していたＰＮ値を消す。このため、臨時キーが変更されると、送信ＳＴＡは、短いＭＡＣフレームフォーマットを用いず、必ず正常ＭＡＣフレームフォーマットを用いて４８ビット全体のＰＮ値を受信ＳＴＡに送信しなければならない。これによって、送受信ＳＴＡ間にＰＮ値を再び同期化することができる。

また、Ｓｅｑｕｅｎｃｅ ＮｕｍｂｅｒがＰＮ値の一部として用いられる場合、ＰＮ値が初期化されることからＳｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒも初期化して用いらてもよい。

図２３は、本発明の一例による短いＭＡＣヘッダーを支援するフレーム送受信方法を説明するためのフローチャートである。

段階Ｓ２３１０で、第１のＳＴＡは、第２のＳＴＡに送信する短いＭＡＣヘッダーを含むフレームを生成することができる。

短いＭＡＣヘッダーは、受信者アドレス（すなわち、第２のＳＴＡアドレス）を示すＡ１フィールド、及び送信者アドレス（第１のＳＴＡアドレス）を示すＡ２フィールドを含むことができる。ここで、上記フレームの送信方向（上りリンク／下りリンク）によってＡ１又はＡ２フィールドのいずれか一つがＡＩＤ値を含むことができる。仮に、Ａ１フィールドがＡＩＤ値を含む場合、該ＡＩＤ値に対してではなく、このＡＩＤ値によって識別されるＳＴＡ ＭＡＣアドレス（すなわち、第１のＳＴＡのＭＡＣアドレス）に対してシーケンス番号を割り当てることができる。該ＡＩＤ値によって識別されるＳＴＡ ＭＡＣアドレスに対して割り当てられるシーケンス番号は、第１のＳＴＡでキャッシュすることができる。また、上記短いＭＡＣヘッダーは、少なくともＦＣフィールド、Ａ１フィールド、Ａ２フィールド及びＳＣフィールドを含むことができ、上記シーケンス番号情報はＳＣフィールドに含めることができる。

また、第１のＳＴＡは、暗号化されたＭＰＤＵを含むフレームを生成することもできる。暗号化されたＭＰＤＵはＡＡＤを含むが、ＡＡＤは、短いＭＡＣヘッダーのＦＣフィールド、Ａ１フィールド、Ａ２フィールド及びＳＣフィールドに基づいて構成することができる。短いＭＡＣヘッダーのＡ１及びＡ２フィールドと同様に、上記フレームの送信方向（上りリンク／下りリンク）によってＡＡＤのＡ１又はＡ２フィールドのいずれか一つはＡＩＤ値を含むことができる。また、ＡＡＤのＦＣフィールドは、Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｖｅｒｓｉｏｎフィールド、Ｔｙｐｅフィールド、Ｆｒｏｍ ＤＳフィールド、Ｍｏｒｅ Ｆｒａｇｍｅｎｔｓフィールド、Ｐｏｗｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔフィールド、Ｍｏｒｅ Ｄａｔａフィールド、Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ Ｆｒａｍｅフィールド、ＥＯＳＰ（Ｅｎｄ Ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｐｅｒｉｏｄ）フィールドを含むことができる。Ｐｏｗｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔフィールドは０にマスクし、Ｍｏｒｅ Ｄａｔａフィールドは０にマスクし、Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ Ｆｒａｍｅフィールドは常に１に設定し、ＥＯＳＰビットは０にマスクすることができる。

また、上記暗号化されたＭＰＤＵはノンス（Ｎｏｎｃｅ）をさらに含み、該Ｎｏｎｃｅは、Ｎｏｎｃｅ Ｆｌａｇｓフィールド、Ａ２フィールド及びＰａｃｋｅｔ Ｎｕｍｂｅｒ（ＰＮ）フィールドを含むことができる。ＮｏｎｃｅのＮｏｎｃｅ Ｆｌａｇｓフィールドは、当該ＭＰＤＵのＰｒｉｏｒｉｔｙ情報、及び当該ＭＰＤＵが管理（Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）フレームか否かに基づいて構成することができる。ＮｏｎｃｅのＡ２フィールドは、ＭＰＤＵのＡ２フィールドによって識別される（ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ）第１のＳＴＡのＭＡＣアドレス値に設定することができる。ＮｏｎｃｅのＰＮフィールドは、ＭＰＤＵの暗号化に用いられるＰＮ情報に基づいて構成することができる。

段階Ｓ２３２０で、第１のＳＴＡは、上記のように構成された短いＭＡＣヘッダーを含むフレームを、第２のＳＴＡに送信することができる。

段階Ｓ２３３０で、第２のＳＴＡは、受信したフレームをプロセシングすることができる。

例えば、第２のＳＴＡは、受信したフレームの短いＭＡＣヘッダーの送信者アドレスフィールド（すなわち、Ａ２）がＡＩＤ値を含むと、当該ＡＩＤ値ではなく、当該ＡＩＤ値によって識別されるＳＴＡ ＭＡＣアドレスと共に、上記の短いＭＡＣヘッダーのＳＣフィールドに含まれたシーケンス番号値をキャッシュすることができる。

仮に、短いＭＡＣヘッダーに含まれたＡＩＤ値によって識別されるＳＴＡ ＭＡＣアドレス及び短いＭＡＣヘッダーに含まれたシーケンス番号の値が、以前にキャッシュされたＡＩＤ値によって識別されるＳＴＡ ＭＡＣアドレス及びシーケンス番号と同一であると、第２のＳＴＡは当該フレームを重複フレームとして決定することができる。

一方、第２のＳＴＡは、暗号化されたＭＰＤＵを含むフレームを受信した場合に、該暗号化されたＭＰＤＵの構成に基づいてＭＰＤＵの復号化（ｄｅｃｒｙｐｔｉｏｎ）を行うことができる。

図２３で例示する本発明の短いＭＡＣヘッダーを支援するフレーム送受信方法において、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することができる。

図２４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。

ＳＴＡ１ １０は、プロセッサ１１、メモリ１２、送受信器１３を備えることができる。ＳＴＡ２ ２０は、プロセッサ２１、メモリ２２、送受信器２３を備えることができる。送受信器１３，２３は、無線信号を送信／受信することができ、例えば、ＩＥＥＥ８０２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１１，２１は、送受信器１３，２１と接続してＩＥＥＥ８０２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１１，２１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することができる。また、前述した本発明の様々な実施例に係るＳＴＡ１及びＳＴＡ２の動作を具現するモジュールがメモリ１２，２２に格納され、プロセッサ１１，２１によって実行されてもよい。メモリ１２，２２は、プロセッサ１１，２１の内部に設けられてもよく、又はプロセッサ１１，２１の外部に設けられてプロセッサ１１，２１と公知の手段によって接続されてもよい。

図２４のＳＴＡ１（１０）は、無線ＬＡＮシステムにおいてシーケンス番号（ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｎｕｍｂｅｒ）を管理するように設定することができる。ＳＴＡ１のプロセッサ１１は、ＳＴＡ１（１０）がＳＴＡ２（２０）に、短いＭＡＣヘッダーを含むフレームを、送受信器１３を用いて送信するように設定することができる。ここで、上記フレームの送信方向が上りリンク方向か又は下りリンク方向かによって、短いＭＡＣヘッダーに含まれた受信者アドレスフィールド又は送信者アドレスフィールドのいずれか一つが連携識別子（ＡＩＤ）値を含むことができる。受信者アドレスフィールドがＡＩＤ値を含む場合に、ＡＩＤ値によって識別されるＳＴＡ ＭＡＣアドレスに対してシーケンス番号を割り当てることができる。

また、図２４のＳＴＡ１（１０）は、無線ＬＡＮシステムにおいて媒体アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルデータユニット（ＭＰＤＵ）を暗号化（ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ）するように設定することができる。ＳＴＡ１のプロセッサ１１は、Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＦＣ）フィールド、Ａｄｄｒｅｓｓ １（Ａ１）フィールド、Ａｄｄｒｅｓｓ ２（Ａ２）フィールド及びＳｅｑｕｅｎｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＳＣ）フィールドを含む付加認証データ（ＡＡＤ）を構成するよう設定することができる。また、ＳＴＡ１のプロセッサ１１は、ＡＡＤを含む暗号化されたＭＰＤＵを含むフレームを送受信器１３を用いてＳＴＡ２（２０）に送信するように設定することができる。ここで、ＡＡＤのＦＣフィールド、Ａ１フィールド、Ａ２フィールド及びＳＣフィールドは、ＭＰＤＵのＦＣフィールド、Ａ１フィールド、Ａ２フィールド及びＳＣフィールドに基づいて構成することができる。上記フレームの送信方向が上りリンク方向か又は下りリンク方向かによって、ＡＡＤのＡ１フィールド又はＡ２フィールドのいずれか一つが連携識別子（ＡＩＤ）値を含むことができる。

一方、図２４のＳＴＡ２（２０）は、シーケンス番号（ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｎｕｍｂｅｒ）を管理するように設定することができる。ＳＴＡ２のプロセッサ２１は、ＳＴＡ２（２０）がＳＴＡ１（１０）から短いＭＡＣヘッダーを含むフレームを送受信器２３を用いて受信するように設定することができる。ここで、上記フレームの送信方向が上りリンク方向か又は下りリンク方向かによって、短いＭＡＣヘッダーに含まれた受信者アドレスフィールド又は送信者アドレスフィールドのいずれか一つが連携識別子（ＡＩＤ）値を含むことができる。送信者アドレスフィールドがＡＩＤ値を含む場合に、該ＡＩＤ値によって識別されるＳＴＡ ＭＡＣアドレスと共に、上記ＭＡＣヘッダーに含まれたシーケンス番号値がＳＴＡ２（２０）によってキャッシュ（ｃａｃｈｅ）されてもよい。

図２４のＳＴＡ１（１０）及びＳＴＡ２（２０）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することができて、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、以上で説明し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として具現することができる。ソフトウェアコードは、メモリユニットに記憶してプロセッサによって駆動することができる。メモリユニットは、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授受することができる。

以上、開示された本発明の好適な実施の形態に関する詳細な説明は、当業者が本発明を具現し実施できるように提供された。上記では、本発明の好適な実施の形態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とっては、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び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させることができるということは明らかである。したがって、本発明は、ここに開示された実施の形態に制限されるものではなく、ここに開示された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。

上述したような本発明の様々な実施の形態は、ＩＥＥＥ８０２．１１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様の方式で適用可能である。

Claims (15)

1. 無線ＬＡＮシステムにおいて媒体アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルデータユニット（ＭＰＤＵ）を暗号化（ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ）する方法であって、
   第１のステーション（ＳＴＡ）で、ＭＰＤＵの所定のＭＡＣヘッダーに基づいてＦｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＦＣ）フィールド、Ａｄｄｒｅｓｓ １（Ａ１）フィールド、Ａｄｄｒｅｓｓ ２（Ａ２）フィールド及びＳｅｑｕｅｎｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＳＣ）フィールドを含む付加認証データ（Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｄａｔａ：ＡＡＤ）を構成（ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ）するステップと、
   前記ＡＡＤと、複数のパケット番号（ＰＮ）オクテットを有するＰＮとに基づいて前記ＭＰＤＵのための暗号化を行うステップと、
   前記暗号化されたＭＰＤＵを含むフレームを前記第１のＳＴＡから第２のＳＴＡに送信するステップと、
   を含み、
   前記フレームがダウンリンク（ＤＬ）フレームのとき、前記ＡＡＤの前記Ａ１フィールドが連携識別子（ＡＩＤ）値を含み、前記フレームがアップリンク（ＵＬ）フレームのとき、前記ＡＡＤの前記Ａ２フィールドは前記ＡＩＤ値を含み、
   前記フレームは、前記所定のＭＡＣヘッダーのＳＣフィールドを介して前記複数のＰＮオクテットの一部のみを運ぶ、方法。
2. 前記所定のＭＡＣヘッダーの前記ＳＣフィールドのシーケンス番号は、前記複数のＰＮオクテットの前記一部として再利用される、請求項１に記載の方法。
3. 前記全体ＰＮを運ぶための６オクテットを有するＰＮフィールドは、前記フレームから省略される、請求項１に記載の方法。
4. 前記複数のＰＮオクテットは６ＰＮオクテットに対応し、前記複数のＰＮオクテットの前記一部は、前記６ＰＮオクテットの最も低い２ＰＮオクテットに対応する、請求項１に記載の方法。
5. 前記複数のＰＮオクテットの残りの部分は、前記第１のＳＴＡと前記第２のＳＴＡとの間で同期化される、請求項１に記載の方法。
6. 前記全体ＰＮは、前記第２のＳＴＡに以前に記憶しておいた値を用いて復号化のために再構成される、請求項１に記載の方法。
7. 前記暗号化されたＭＰＤＵは、前記所定のＭＡＣヘッダー、暗号化されたデータ、及びＭＩＣ（Ｍｅｓｓａｇｅ Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ Ｃｏｄｅ）を含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記ＡＡＤの前記ＦＣフィールドのＦｒｏｍ ＤＳ（Ｆｒｏｍ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）フィールドの値が０に設定される場合に、
   前記ＡＡＤの前記Ａ１フィールドは、前記第２のＳＴＡのＭＡＣアドレス値に設定され、
   前記ＡＡＤの前記Ａ２フィールドは、前記第１のＳＴＡのＡＩＤ値に設定され、
   前記ＡＡＤの前記Ａ１フィールドは、６オクテットを有し、
   前記ＡＡＤの前記Ａ２フィールドは、２オクテットを有する、請求項１に記載の方法。
9. 前記ＡＡＤの前記ＦＣフィールドのＦｒｏｍ ＤＳ（Ｆｒｏｍ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）フィールドの値が１に設定される場合に、
   前記ＡＡＤの前記Ａ１フィールドは、前記第２のＳＴＡのＡＩＤ値に設定され、
   前記ＡＡＤの前記Ａ２フィールドは、前記第１のＳＴＡのＭＡＣアドレス値に設定され、
   前記ＡＡＤの前記Ａ１フィールドは、２オクテットを有し、
   前記ＡＡＤの前記Ａ２フィールドは、６オクテットを有する、請求項１に記載の方法。
10. 前記ＡＡＤの前記ＦＣフィールドは、
    Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｖｅｒｓｉｏｎフィールド、Ｔｙｐｅフィールド、Ｆｒｏｍ ＤＳフィールド、Ｍｏｒｅ Ｆｒａｇｍｅｎｔｓフィールド、Ｐｏｗｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔフィールド、Ｍｏｒｅ Ｄａｔａフィールド、Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ Ｆｒａｍｅフィールド、ＥＯＳＰ（Ｅｎｄ Ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｐｅｒｉｏｄ）フィールドを含む、請求項１に記載の方法。
11. 前記Ｐｏｗｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔフィールドは０にマスクされ、
    前記Ｍｏｒｅ Ｄａｔａフィールドは０にマスクされ、
    前記Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ Ｆｒａｍｅフィールドは常に１に設定され、
    前記ＥＯＳＰビットは０にマスクされる、請求項１０に記載の方法。
12. 前記ＡＡＤは、Ａｄｄｒｅｓｓ ３（Ａ３）フィールド及びＡｄｄｒｅｓｓ ４（Ａ４）フィールドの少なくとも一つを含み、
    前記ＡＡＤの前記Ａ３フィールド及び前記Ａ４フィールドは、それぞれ、前記ＭＰＤＵの前記所定のＭＡＣヘッダーのＡ３フィールド及びＡ４フィールドに基づいて構成され、
    前記ＡＡＤの前記Ａ３フィールド及び前記Ａ４フィールドはそれぞれ、６オクテットを有する、請求項１に記載の方法。
13. 前記ＡＡＤの前記ＳＣフィールドのビット４乃至ビット１５に広がる複数のビットに該当するＳｅｑｕｅｎｃｅ Ｎｕｍｂｅｒサブフィールドは、０にマスクされ、
    前記ＡＡＤの前記ＳＣフィールドのＦｒａｇｍｅｎｔ Ｎｕｍｂｅｒサブフィールドは修正されない、請求項１に記載の方法。
14. 前記ＭＰＤＵは、Ｎｏｎｃｅ Ｆｌａｇｓフィールド、Ａ２フィールド及びＰａｃｋｅｔ Ｎｕｍｂｅｒ（ＰＮ）フィールドを含むノンス（Ｎｏｎｃｅ）を用いて暗号化され、
    前記ノンスの前記Ｎｏｎｃｅ Ｆｌａｇｓフィールドは、前記ＭＰＤＵのＰｒｉｏｒｉｔｙ情報、及び前記ＭＰＤＵが管理（Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）フレームであるか否かを示す特定情報に基づいて構成され、
    前記ノンスの前記Ａ２フィールドは、前記ＭＰＤＵの前記Ａ２フィールドによって識別される（ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ）前記第１のＳＴＡのＭＡＣアドレス値に設定され、
    前記ノンスの前記ＰＮフィールドは、前記ＰＮに基づいて構成され、
    前記ノンスの前記Ａ２フィールドは、６オクテットを有する、請求項１に記載の方法。
15. 無線ＬＡＮシステムにおいて媒体アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルデータユニット（ＭＰＤＵ）を暗号化（ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ）するステーション（ＳＴＡ）であって、
    ＭＰＤＵの所定のＭＡＣヘッダーに基づいてＦｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＦＣ）フィールド、Ａｄｄｒｅｓｓ １（Ａ１）フィールド、Ａｄｄｒｅｓｓ ２（Ａ２）フィールド及びＳｅｑｕｅｎｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＳＣ）フィールドを含む付加認証データ（Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｄａｔａ：ＡＡＤ）を構成（ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ）し、前記ＡＡＤと、複数のパケット番号（ＰＮ）オクテットを有するＰＮとに基づいて前記ＭＰＤＵのための暗号化を行うプロセッサと、
    前記暗号化されたＭＰＤＵを含むフレームを送信する送受信器と、
    を備え、
    前記フレームがダウンリンク（ＤＬ）フレームのとき、前記ＡＡＤの前記Ａ１フィールドが連携識別子（ＡＩＤ）値を含み、前記フレームがアップリンク（ＵＬ）フレームのとき、前記ＡＡＤの前記Ａ２フィールドは前記ＡＩＤ値を含み、
    前記フレームは、前記所定のＭＡＣヘッダーのＳＣフィールドを介して前記複数のＰＮオクテットの一部のみを運ぶ、ＳＴＡ。