(57)【要約】移動局１０６は、音声又は他の時間に敏感なデータを伝えるべくアクセスポイント１０２を介してリアルタイム通信リンクを確立する。移動局のＷＬＡＮサブシステム２０４は通常は低電力状態に保たれる。通信リンクの開始と同時に、移動局は不定期省電力送出モードの使用をアクセスポイントに伝達し（６１４）、アクセスポイントはリソースを予約して必要なサービス品質を確保する。移動局は先ずＷＬＡＮサブシステムを起動し（７１２）、ＷＬＡＮチャンネルを取得し（４０７）、ポーリングフレームを送信することでフレームトランザクションを開始する。ポーリングフレームの受信成功と同時にアクセスポイントは集合応答で応える準備をする。集合応答は、予約データバッファと非予約データバッファの両方を含む集合バッファの全データ送信で始まる。集合応答の受信に成功すると、移動局はＷＬＡＮサブシステムを低電力状態に戻す。
2007515903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声通信をしながら移動局によって無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）における省電力動作を行う方法であって、
アクセスポイントにおいて予約トラフィックストリームを受け入れるステップであって、該ステップは、前記移動局に送信すべき前記予約トラフィックストリームに対応するデータを一時保存するために前記アクセスポイントにおいて予約バッファを設けることを含むことと、
前記移動局のＷＬＡＮサブシステムを低電力状態から立ち上げるステップと、
ＷＬＡＮチャンネルを通じて前記アクセスポイントにポーリングフレームを送信するステップであって、前記ポーリングフレームは前記予約トラフィックストリームを特定すると共に、集合インディケータを含むことと、
前記ポーリングフレームの送信に対応して、前記ＷＬＡＮチャンネルを通じて前記移動局において集合応答を受信するステップであって、前記集合応答は前記アクセスポイントの集合バッファからの少なくとも一つのデータフレームを含み、前記集合バッファは前記移動局のための非予約データと予約データの両方を一時保存するためのものであり、前記集合応答の受信は、前記集合バッファが空になるか、サービス期間が終了するまで続くことと、
前記集合応答を受信すると同時に、前記ＷＬＡＮサブシステムを前記低電力状態に設定するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の省電力動作を行う方法であって、前記集合応答は前記ポーリングフレームの中の集合ビットに対応して送信されることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の省電力動作を行う方法であって、前記ポーリングフレームの送信に対応して、前記ＷＬＡＮチャンネルを通じての前記アクセスポイントからの肯定応答フレームを前記移動局において受信するステップを更に備えたことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の省電力動作を行う方法であって、前記少なくとも一つの応答フレームの受信に対応して前記ＷＬＡＮチャンネルを通じて前記移動局から前記アクセスポイントに肯定応答フレームを送信するステップを更に備えたことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１に記載の省電力動作を行う方法であって、
前記集合応答を受信するステップは、第２応答フレームが引き続き送信されることを示すように設定されたＭＯＲＥ＿ＤＡＴＡビットを有する前記集合応答の第１フレームのヘッダを受信することを含み、
当該方法は更に、前記移動局において第２応答フレームを受信するステップを備えたことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１に記載の省電力動作を行う方法であって、前記ポーリングフレームを送信するステップは、ヌルフレームを送信することを備えたことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６に記載の省電力動作を行う方法であって、前記ヌルフレームの送信はサービス間隔の始めに起動されたウィンドウタイマーの終了と同時に行われ、前記サービス間隔は音声フレームのリアルタイム期間を規定し、前記ウィンドウタイマーは前記サービス間隔よりも少ない期間を有することを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１に記載の省電力動作を行う方法であって、該方法は更に、前記ＷＬＡＮサブシステムを立ち上げた後に前記ＷＬＡＮチャンネルを取得するステップであって、該ステップは前記ＷＬＡＮチャンネルの取り合いによって行われることを備えたことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８に記載の省電力動作を行う方法であって、前記ＷＬＡＮチャンネルの取り合いは、搬送波検知によって行われることを特徴とする方法。
【請求項１０】
音声通信をしながら移動局によって無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）におけるアクセスポイントによる省電力動作を容易にする方法であって、該方法は、
アクセスポイントにおいて予約トラフィックストリームを受け入れるステップであって、前記移動局に送信すべき前記予約トラフィックストリームに対応するデータを一時保存するために前記アクセスポイントにおいて予約バッファを設けることを含み、前記予約バッファと非予約バッファが前記アクセスポイントにおける集合バッファを形成し、非予約データが前記非予約バッファに一時保存されることと、
前記ＷＬＡＮチャンネルを通じての前記移動局からのポーリングフレームを前記アクセスポイントにおいて受信するステップであって、前記ポーリングフレームは前記予約トラフィックストリームを特定することと、
前記移動局に送るべき一時保存されたデータがあるか否か前記集合バッファをチェックするステップと、
前記ＷＬＡＮチャンネルを通じて前記移動局に集合応答を送信するステップであって、前記集合応答は前記アクセスポイントによって送信されると共に、前記集合バッファの中のデータを含み、前記送信は前記集合バッファが空になるか、サービス期間に達するまで続くことと
を備えたことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に無線ローカルエリアネットワークに関し、より詳しくは、時間に敏感な通信活動に関わりながら移動局における電力消費を減らすための省電力方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
広帯域無線アクセスを提供する無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）システムは、最近人気がすばらしく上昇している。このシステムの主要なアプリケーションは、例えば、Ｅメールおよびウェブ閲覧などのデータアプリケーションを実行する携帯装置および移動装置へのネットワーク接続性を提供することにあるが、電話サービスおよびストリーミングビデオなどの等時性サービスをサポートすることへの関心が極めて高まっている。
【０００３】
ＩＥＥＥ８０２．１１仕様によって述べられたようなＷＬＡＮ接続を通じての音声およびその他の、時間に敏感なサービスを考える場合に、無線システム設計者に立ちはだかる主要な問題の一つは、手持ち型装置の電力消費である。例えば、ディジタルコードレス装置またはセルラ装置と比べて拮抗する話し時間と待ち時間を実現するために、音声呼び出しの間の電力節約が必要となる。いくつかの団体が、集中制御コンテンションフリー・チャンネル・アクセス・スキームに頼るシステムのための送信電力制御と物理層速度適応による電力効率動作を提案している。しかしながら、そのようなアプローチは実行するのに複雑であることがあり、複雑さを正当化するのに必要な省電力を提供することができない。
【０００４】
８０２．１１標準は停止期間中の手持ち型装置における電力管理を実行するために使用することができる方法を規定している。詳しくは、三つの別個の構成要素、即ち、立ち上がり手順、スリープ手順、および省電力ポール（ＰＳポール）手順が省電力をサポートするために提供されている。移動クライアント音声局（移動局）は、これらの構成要素を種々の方法で組み合わせてさまざまなアプリケーションのための電力管理をサポートすることができる。
【０００５】
立ち上がり手順：一般に移動局が立ち上がるための二つの理由がある。即ち、保留データを送信するためと、アクセスポイントとして知られている、移動局にサービスを提供する固定局から一時保存データを取り出すためとである。データを送信するための立ち上がりは、移動局によって駆動される単純動作である。立ち上がりとデータ受信のための決定もまた、そのアクセスポイントによって送信された周期性ビーコンフレームの中のその保留データビットを監視した後、移動局によってなされる。移動局は、スリープモードからアクティブモードに移ることを決定すると、アクティブに設定された省電力（ＰＳ）ビットを有するアップリンクフレームを送信することによってアクセスポイントに知らせる。そのような送信の後で、移動局はアクティブのままであるので、アクセスポイントはすべての一時保存されたダウンリンクフレームを後で送信することができる。
【０００６】
スリープ手順：立ち上がり手順と同様に、アクティブモードにある移動局は、スリープモードに移るために、スリープに設定されたＰＳビットによって、成功した移動局開始フレーム交換シーケンスを終了する必要がある。このフレーム交換シーケンスの後で、アクセスポイントはこの移動局へのすべてのダウンリンクフレームを一時保存する。
【０００７】
ＰＳポール手順：省電力移動局は、一時保存されたダウンリンクフレームをアクセスポイントが送信するのを待つ代わりに、ＰＳポールフレームを使用することによってそのアクセスポイントからの即時送出を求めることができる。このＰＳポールを受信すると同時に、アクセスポイントは、一つの一時保存されたダウンリンクフレームをすぐに送る（即時データ応答）か、単に肯定応答メッセージと応答を送り、後でデータフレームを送る（遅延データ応答）ことができる。即時データ応答の場合には、移動局はこのフレーム交換を終了後にスリープ状態に留まることができる。なぜなら、アクセスポイントが移動局からのＰＳポールを受信した後に、一時保存されたダウンリンクフレームだけを送ることができるならば、移動局がアクティブ状態に移る必要はないためである。一方、遅延データ応答の場合には、移動局はアクセスポイントからのダウンリンクフレームを受信するまでアクティブ状態に移らなければならない。
【０００８】
簡単な企業ＷＬＡＮシステムの構成を図１に示す。図１は一般的な企業ＷＬＡＮシステムのブロックシステム概観図である。それは、アクセスポイント１０２と、データ局１０４および音声局１０６などの移動局とからなるインフラストラクチャアクセスネットワーク１０１を含んでいる。移動局はＷＬＡＮ無線リンク１０８を介してアクセスポイントに接続されている。アクセスポイントは、スイッチ１１４を通じて、それぞれ音声ゲートウェイ１１０とデータゲートウェイ１１２を含む分配網に配線されている。音声局はボイスオーバーＩＰ（ＶｏＩＰ）アプリケーションを実行する。このアプリケーションは、音声呼び出しの他端を示す音声ゲートウェイとのピアーツーピア接続を確立し、音声データを音声ネットワーク１１６へ送る。データ局は、アクセスネットワークを介してデータゲートウェイとつながることができ、例えば、広域ネットワーク１１８につながることができる。音声品質についてのデータトラフィックの影響が考慮されるべきである。音声局とデータ局の両方が、優先順位の決められたコンテンションベースサービス品質機構を採用するものと想定されている。
【０００９】
ＶｏＩＰトラフィック特性は、ボイスオーバーＷＬＡＮアプリケーションを一意的に、省電力動作に適したものにする。詳しくは、ＶｏＩＰアプリケーションは音声フレームを周期的に発生させ、フレームとフレームの間の到着間時間は、アプリケーションのために選択された音声符号器によって決まる。音声フレームをＩＰパケットの中にカプセル化するプロセスは、一般にパケット分割と呼ばれ、それはしばしば２０ミリ秒毎に一度発生すると仮定される。一般的なＶｏＩＰ変換は、ハンドセットから音声ゲートウェイへのアップリンクフローと、それとは逆方向のダウンリンクフローを含む、ＶｏＩＰフレームの双方向一定ビット速度フローを伴う。
【００１０】
局は一般に、その音声アプリケーションのフレーム到着速度要求、遅延要求、および帯域幅要求を予め知っているので、リソースを予約し、アクセスポイントに合わせてその音声フローのための電力管理をセットアップすることができる。移動局は省電力モード無しで済まし、アクティブモードに留まり、常にダウンリンク音声送信を準備することができる。この場合、アクセスポイントは、ダウンリンク音声フレームが到着したときにそれを送信することができる。しかしながら、省電力が望まれるならば、移動局は、前に述べた省電力構成要素を採用して、立ち上がり、そのアクセスポイントとＶｏＩＰフレームを交換し、スリープに戻ることができる。
【００１１】
図１に示すアクセスネットワークなどの共用メディアネットワークにおいては、ベストエフォート送出だけを必要とするトラフィック、例えば、ネットワークにおいて利用可能な帯域幅の量に適合することができ、最小スループットまたは遅延を依頼または要求しないアプリケーションによって発生されたトラフィックよりもＶｏＩＰトラフィックを優先することが重要である。優先順位を決めることによって、システムは遅延に敏感なトラフィックによって経験される遅延を最小にすることができる。強化分散チャンネルアクセス（ＥＤＣＡ）と名づけられた優先アクセスを提供するコンテンションベース・チャンネルアクセス・スキームがＩＥＥＥ８０２．１１ｅの草案の中で述べられており、ＶｏＩＰアプリケーションに適している。それは、８０２．１１の中で定義された搬送波検知多重アクセス／衝突回避（ＣＳＭＡ／ＣＡ）機構に基づいている。送るべき音声フレームを有する局は、送信の前にまず活動用チャンネルを検出しなければならない。少なくとも、アービトレーションフレーム間スペース（ＡＩＦＳ）と呼ばれる指定期間中、チャンネルが空いていたならば、移動局はすぐにその送信を始めることができる。そうでなければ、移動局はバックオフし、ＡＩＦＳ期間にゼロとコンテンションウィンドウ（ＣＷ）期間値の間の一様分布値を足した値に等しいランダム時間量の間、チャンネルが空くのを待つ。ＣＷは更に、最小コンテンションウィンドウ（ＣＷｍｉｎ）と最大コンテンションウィンドウ（ＣＷｍａｘ）によって制限される。ＥＤＣＡは、コンテンションパラメータ、即ち、ＡＩＦＳ、ＣＷｍｉｎ、およびＣＷｍａｘを調節することによって優先アクセス制御を行う。異なるアクセスカテゴリに対して異なる値のＡＩＦＳ、ＣＷｍｉｎ、およびＣＷｍａｘを選択することによって、媒体にアクセスするための優先順位を調節し、区別することができる。一般に、小さい値のＡＩＦＳ、ＣＷｍｉｎ、およびＣＷｍａｘは、高いアクセス優先順位を生じる。
【００１２】
移動局が省電力機構と共にダウンリンク音声フレームの到着間時間などの情報を使って、二つの連続した音声フレームの間で自身をスリープ状態に置くことが可能である。現在、種々の論文とＷＬＡＮ関連仕様書の中に述べられた省電力手順がある。
【００１３】
第１の従来技術の電力管理機構はパケットヘッダの中のビットを使用する。このビットは、移動局の電力状態の変化をアクセスポイントに伝えるための電力管理（ＰＭ）ビットと呼ばれる。最初に、移動局は、アップリンク音声フレームの中でＰＳビットをアクティブに設定することによって、送信すべきアップリンクデータフレームを有すると同時に、スリープモードからアクティブモードに移って、その電力状態の変化を知らせる。アップリンクボコーダとダウンリンクボコーダは同じ音声フレーム期間を共有しているので、アクセスポイントにおいて一時保存された一つの対応ダウンリンクフレームがあることを知ると、移動局はダウンリンク送信のためにアクティブモードに留まる。アップリンク送信を受信した後、アクセスポイントは一時保存したダウンリンクフレームを移動局に送る。アクセスポイントは、最後のダウンリンクフレームの中で「モアデータ」ビットをＦＡＬＳＥに設定してダウンリンク送信の終了を伝える。最後に、移動局は、スリープモードに移るために、スリープに設定されたＰＳビットによって、成功した移動局開始フレーム交換シーケンスを終了する必要がある。（例えば、アップリンクフレーム、または、送信すべきアップリンクフレームがなければヌルフレームが、スリープに設定されたＰＳビットを有する）。以下の文脈においては、ＰＳビットベース機構はこの技術におけるＬＧＣＹ６と呼ばれる。
【００１４】
第２の電力管理機構はＰＳポールフレームを使ってダウンリンクフレームを求める。アクセスポイントがダウンリンク送信を行うのをいつまでも待つ代わりに、ＰＳポールベース機構はＰＳポールフレームを使って、アクセスポイントから一時保存されたダウンリンクフレームを取り出す。最初に、移動局は、送信すべきアップリンクデータフレームを有すると同時に、アクティブモードに移る。移動局はそれからアップリンク送信を行う。ＰＳビットベース機構と同様に、アクセスポイントはモアデータ領域を設定して一時保存されたダウンリンク送信の存在を示す。モアデータビットがＴＲＵＥならば、移動局は、一時保存されたダウンリンクフレームを取り出すためにＰＳポールフレームを送り続ける。ＰＳビットベース機構とは異なり、移動局は、アクセスポイントが即時データフレームによってＰＳポールに対して応答するまで、スリープ状態に留まることができる。以下の文脈においては、ＰＳポール機構はこの技術におけるＬＧＣＹ５と呼ばれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
現在のＷＬＡＮ省電力機構を使って電力効率のよいＶｏＩＰ動作をサポートするには二つの問題がある。一つは、ＰＳビットベース機構は、例えば、８０２．１１標準が現在、移動局がスリープモードに移る一つの方法、即ち、スリープに設定されたＰＳビットによってフレーム交換シーケンスを開始することによる方法だけを提供しているために、多少効率が悪いことである。その結果、追加の移動局開始フレーム交換が、移動局が電力状態遷移を伝えるために双方向音声伝達毎に必要とされる。音声フレームのペイロードは小さい（例えば、２０ｍｓフレーミングと８Ｋｂｐｓボコーダを有する音声アプリケーションに対して２０バイト）ので、追加のフレーム交換によって招くオーバーヘッドは、移動局とアクセスポイントの間のトラフィックの３分の１にもなることがある。この著しいオーバーヘッドは電力消費とシステム容量の両方について無駄を生じる。
【００１６】
第２の問題はサービスの品質に関するものである。ＰＳポールベース機構のもとでは、移動局は一時保存されたダウンリンクフレームの優先順位を知らないので、ＰＳポールフレームは、音声トラフィックモードではなくデータトラフィックモードであるベストエフォートアクセス試行として送られる。この結果、ダウンリンク音声送信は基本的に、より高い音声優先順位の代わりにベストエフォート優先順位を使用する。ベストエフォート優先順位を使用したデータトラフィックと音声トラフィックの両方によってシステムに負荷がかけられ、移動局がデータトラフィックと同じ優先順位で送信される省電力ポールフレームを使ってダウンリンク音声トラフィックを取り込む場合、システムは輻輳したベストエフォート送出システムに伴う遅延から音声トラフィックを守ることができなくなる。従来の省電力方法はまた、ダウンリンクのためのそれぞれの一時保存フレームを取り込むためにアップリンクフレームまたはポールフレームを要求するか、任意のアップリンクフレームに対するアクセスポイントからの即時応答を要求することができる。特定のサービス品質を提供する一つの方法は、任意の移動局に対して規則正しい間隔で定期サービス期間を使用することである。この定期省電力送出モードは、自動省電力送出（ＡＰＳＤ）と呼ばれる。移動局は規則的な間隔で立ち上がり、チャンネルに耳を傾ける。アクセスポイントはサービス期間と同期して予定時間にデータを送信する。従って、移動局は、定期サービス間隔の間の期間中、ＷＬＡＮサブシステムをスリープ状態にすることができる。しかしながら、この方法は、移動局がスケジュールから逸脱できないのでＷＬＡＮチャンネルの柔軟性を制限する。
【００１７】
それ故、従来技術のこれらの欠点を考慮すれば、アクティブ音声セッションを有する移動局に、過剰なオーバーヘッドなしに効率的に省電力モードに出入すると共に、低優先順位トラフィックがある場合にサービス品質を維持するのを可能にする、ＷＬＡＮシステムにおける信頼性の高い電力管理プロトコルに対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、アクセスポイントに対してポーリングフレームに直ぐに応答することを要求することなく、移動局に対して各ダウンリンクフレームに対してアクセスポイントをポーリングすることを要求することなく、また、移動局に対してアクセスポイントに低電力モードへの遷移を知らせるためのフレームを送信することを要求することなく、省電力モードにある移動局にアクセスポイントからフレームを取り出すのを可能にする、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）システムにおける不定期省電力送出（ＵＰＳＤ）動作モードを提供することによって従来技術に関する問題を解決する。また、それは、移動局に、予約ストリームのためのデータと、「ベストエフォート」データまたは非予約データとを含む集合送出データを受信するのを可能にする。移動局が本ＵＰＳＤ省電力モードを使用する場合、それは最初にアクセスポイントとのリソース予約を確立し、省電力動作の間アクセスポイントからデータを取り出すためにＵＰＳＤモードを使用する意思を伝える。移動局は、移動局からアクセスポイントに送るトラフィック仕様受入れ制御フレームの中の情報によってＵＰＳＤモードを使用する意思をアクセスポイントに示す。呼セットアップ交渉の間、アクセスポイントは音声品質セッションを確実にするために十分なリソースを予約し、状態遷移を不定期省電力送出モードへ誘発するために移動局によって後で使用される固有のトラフィックストリーム識別子によってストリームを特定する。あるいは、移動局とアクセスポイントは、一つまたはそれ以上の個別トラフィックストリームからなる集合トラフィックストリームを表す全アクセスカテゴリのためのリソース予約を交渉することができる。アクセスカテゴリによって、予約ストリームに関するトラフィックの、他の予約ストリームアクセスカテゴリに対する優先順位を意味する。優先順位は、アクセスカテゴリに対するコンテンションにおいて使用される最小バックオフ期間によってある程度決定される。受入れ制御モジュールがトラフィックストリームに基づいて決定を行うかアクセスカテゴリに基づいて決定を行うかにかかわらず、リソースを予約することはトラフィックストリームを受け入れることであると言われており、予約トラフィックストリームに関するすべてのデータはそのように特定される。本省電力モードを使用する意思がアクセスポイントに伝達されると、移動局は、例えばＷＬＡＮチップセットと関連回路をオフにすることによって、ＷＬＡＮサブシステム回路を低電力モードにすることを開始する。好ましい実施態様においては、移動局は、ＷＬＡＮ音声セッションにかかわっている間、サービス間隔期間に従ってＷＬＡＮサブシステムを動作させる。サービス間隔は、データフレームの中に含まれたデータのリアルタイム期間として定義される。一般的には、例えば、音声トラフィックに対するサービス間隔は約２０ミリ秒である。しかしながら、実際には、サービス期間間の実時間は、フレーム間の到着間時間および大型ネットワークに固有の他の小さな変動する遅延などの要因のために、定義されたサービス間隔から若干異なる。移動局は、ＷＬＡＮサブシステムを立ち上げることによってアクセスポイントとフレーム交換サービス期間を開始する。即ち、ＷＬＡＮサブシステムは、低電力モードから、ＷＬＡＮサブシステムの実電力レベル状態とここでは呼ばれ、アクセスポイントに送られるフレーム内の省電力伝達ビットの状態ではない完全アクティブモードに移る。移動局音声プロセッサが送信すべきデータパケットを作成したならば、ＷＬＡＮサブシステムは、ＷＬＡＮチャンネルを取得してポーリングフレームによってアクセスポイントにデータを送信すること、前記ポーリングフレームを予約トラフィックストリームに属するものと特定すること、または、二つ以上の予約トラフィックストリームがアクセスポイントによって移動局のために受け入れられているならば前記ポーリングフレームを予約トラフィックストリームの一つとして特定することを開始する。利用可能なデータがなければ、ＷＬＡＮサブシステムは、ポーリングウィンドウタイマーの終了まで待機するのが好ましく、そのときに依然としてデータが音声プロセッサによって送出される必要がなければ、ＷＬＡＮシステムはＷＬＡＮチャンネルを取得し、ヌルフレームをポーリングフレームとして送信する。ポーリングフレームの中で、本発明の別の実施態様によれば、移動局はアクセスポイントに、アクセスポイントが予約トラフィックストリームに対してどんなデータも送信しないが、アクセスポイントがその移動局に対してもなんらかの他のデータを一時保存したかもしれないことを意味する集合応答を送信するよう命令することができる。好ましいモードにおいては、アクセスポイントはポーリングフレームの受信に対応して肯定応答を送信する。その後、アクセスポイントは集合応答フレームを移動局に送信する。アクセスポイントが予約トラフィックシステムのために予約されたバッファ内に一時保存されたデータを持っているならば、応答フレームはそのデータを含む。アクセスポイントが非予約フローに対するような他のデータを持っているならば、アクセスポイントは予約フローデータとまとめてそのデータも送信することができる。アクセスポイントが予約データも非予約データも持っていないならば、ヌルフレームが移動局に送信されるか、あるいは、ポーリングフレームのアクセスポイント肯定応答が、移動局に対するアクセスポイント集合バッファの中にデータがないことを示すことができる。アクセスポイントが二つ以上のデータフレームを持っているならば、アクセスポイントは応答フレームのヘッダ情報の中にそのことを示す。あるいは、アクセスポイントは、移動局のために一時保存したどんな種類のデータも、そのデータの受入れ状態にかかわらず、送ることができる。移動局は、アクセスポイントから一時保存データを受信するまで、ＷＬＡＮサブシステムをアクティブモードに維持する。好ましいモードにおいては、移動局は肯定応答を送信することによって各応答フレームに対して肯定応答する。すべての一時保存データを現サービス期間中にアクセスポイントから受信すると、移動局はＷＬＡＮサブシステムを低電力モードに戻す。
【００１９】
本明細書は、新規と見なされる本発明の特徴を規定する特許請求の範囲で終わっているが、本発明は、図面と共に以下の説明を考慮することにより一層理解されると思われる。図面において、同様の参照数字が繰り返されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図２に、本発明に従う、ＷＬＡＮシステムにおいて使用される移動局の概略ブロック図２００を示す。移動局は、ディジタル形式とアナログ形式の間の信号変換を含む音声信号処理のための音声プロセッサ２０２を備えている。音声プロセッサはＷＬＡＮサブシステム２０４に動作可能に接続されている。ＷＬＡＮサブシステムは、データバッファと、アンテナ２０６を介する無線高周波リンクを通じて情報を送受信するための無線ハードウェアを含んでいる。音声プロセッサは、ＷＬＡＮサブシステムから受け取ったディジタル音声・オーディオデータをアナログ形式に変換し、それをスピーカ２０８などの変換器を通じて音に変換する。音声プロセッサはまた、マイクロホン２１０からのアナログ音声・オーディオ信号を受け取り、それをディジタル信号に変換し、ディジタル信号はＷＬＡＮサブシステムに送られる。音声プロセッサはまた、例えば、この技術において知られているようなベクトル和励振線形予測符号化技術を用いて、音声エンコーディングおよびデコーディングを行うのが好ましい。音声エンコーディングの使用により音声データの圧縮が可能である。音声処理に加えて、移動局は、例えばＥメールなどの規則性データアプリケーションを含むことができるボックス２１２として抽象化された他のメディアプロセッサを有することができる。これらの他のデータプロセッサもまた、例えばバス２１４を介してＷＬＡＮサブシステムに動作可能に接続されている。データがＷＬＡＮサブシステムに到着すると、それはＷＬＡＮバッファ２１６に一時保存され、その後、ＩＰネットワークを通じての伝送のためにパケットに分割される。ＷＬＡＮサブシステムにデータを送る各プロセッサは、データ形式を示し、フレーム内のデータ形式を示す送信用データの形式を整える。すべてのデータプロセッサとＷＬＡＮサブシステムは制御器２１８によって制御される。制御器はＷＬＡＮサブシステムの省電力動作を決定し、必要に応じてそれを低電力状態に設定し、データを送信または受信するときにそれをパワーアップする。
【００２１】
図３に、本発明に従う、ＷＬＡＮシステムにおいて使用されるアクセスポイントの概略ブロック図３００を示す。ＷＬＡＮトランシーバ３０２は、アンテナ３０４を介してアクセスポイントの近くの移動局との通信に必要な無線周波数動作を行う。アクセスポイントは、ゲートウェイ・ネットワーク・インターフェース３０６を介して、一般的には、例えば同軸ケーブルなどのハードライン３１６を介して、ネットワークに接続されている。アクセスポイントにおいて受信された移動局からのデータは、適当なネットワークエンティティへのルーティングのためにすぐにゲートウェイに転送される。アクセスポイントで受信されたネットワークからの移動局行きデータは、少なくとも三つの分類のうちの一つに従って処理することができる。一つは、移動局はアクティブモードにあり、その場合にはデータは、それを送信することができるまで単に一時保存される。そのような場合、その目的は必要以上に長く移動局への送信を遅らせないことであり、この分類の移動局へのデータは、一般的に優先順位に基づく待ち行列の規律を用いて送信される。移動局省電力状態の第２のカテゴリは、非予約または従来の省電力モードにある移動局である。この第２の分類に対しては、バッファマネージャ３０８は、ゲートウェイ３０６からのデータをバス３１８を介して受け取ると同時に、それを非予約データバッファ３１０に一時保存する。非予約データは予約トラフィックストリームに属さないデータである。特定の移動局に対して非予約データが一時保存されているその移動局が、アクセスポイントに、非予約データ省電力ポールフレームか、移動局をアクティブ状態に移すフレームのいずれかを送信した場合、アクセスポイントは非予約データバッファからポーリング局に非予約データを送信することによって応答する。送出の方法は移動局によって制御することができ、非予約データは、単に特定のポーリングまたはトリガーフレームに対応して送出するか、規則正しく予定され同意された時間間隔で送出することができる。第３の省電力分類においては、アクセスポイントは、本発明に従う本ＵＰＳＤ省電力モードを用いて移動局行きの予約データであるデータを受信することができる。予約データは予約トラフィックストリームに属するデータである。この予約フローデータに対し、バッファマネージャ３０８は、予約バッファ３１２などのＵＰＳＤバッファにデータを一時保存する。予約バッファは、そのバッファが予約トラフィックストリームに属するデータを一時保存するためのものであることを意味する。ここでは二つの別々の物理的なバッファとして示されているが、別々の物理的なバッファを必ずしも必要とすることなく、種々の一時保存技術を用いて予約データと非予約データを別々に保持することができることは当業者にとって明らかである。また、アクセスポイントが集合応答によってポーリングフレームに応答すると仮定するならば、非予約データバッファとＵＰＳＤバッファを集合バッファ３０９として扱うことができる。アクセスポイントが移動局によってポーリングされた場合、アクセスポイントが移動局にすべての集合バッファデータを送信することによって集合バッファを空にすることが本発明の目的である。
【００２２】
予約トラフィックストリームに関するデータは時間に敏感であるので、アクセスポイントはエージングポリシーを維持するのが好ましい。本発明の好ましい実施態様においては、エージングポリシーは二つのデータフレームだけが予約トラフィックストリームに対して一時保存されるのを可能にする。二つのフレームが現在一時保存されていて、第３のフレームが到着したならば、最も古いフレームが廃棄され、新しいフレームが一時保存される。バッファマネージャ３０８、ゲートウェイ３０６、およびトランシーバ３０２の動作を監視するのは制御器３１４である。制御器はまた、リソース管理を行い、リソースを制御するので、予約トラフィックストリームに対して必要に応じてサービス品質を確保することができる。制御器はメモリ３１５に動作可能に接続されており、それを使って、呼の状態、移動局省電力状態、および他のパラメータを追跡する。
【００２３】
図４に、本発明のＵＰＳＤモードを使って音声品質通信をサポートするためのＷＬＡＮシステムにおける移動局とアクセスポイントの間のトラフィックフローの概観を表すフロー図４００を示す。このトラフィックフローは予約トラフィックストリームを含み、このことは、移動局とアクセスポイントが予約トラフィックストリームのための優先順位とメディア時間を交渉して望ましい通信品質を確保することを意味し、メディア時間は、アクセスポイントがトラフィックストリームまたはアクセスカテゴリに割り当てる交渉されたサービス間隔当たりの時間量を示す。音声トラフィックならば、それはリアルタイムに生じるので、通信のための予約トラフィックストリームを確立することが望ましい。図４に示すフローを実施するシステムは、本書における教えに従って設計された制御ソフトウェアと共に、図１〜３に示すのと同じ構成とシステム構成要素を使用するシステムによって実行することができる。
【００２４】
移動局送信はボトムフローライン４０２に現れており、アクセスポイント送信はトップフローライン４０４に現れている。上記のように、ここで示すトランザクションに先立って、移動局とアクセスポイントは予約トラフィックストリームを確立しており、このことは、アクセスポイントがトラフィックストリームの音声品質を維持するために一定のリソースを予約していることを意味する。即ち、アクセスポイントは、フローのリアルタイム効果が維持されるようにタイムリーにフローを処理することができる。過剰な数の優先度の高いユーザによってシステムがサービス要求品質を満足することが困難になるＷＬＡＮ音声システムにおける過負荷シナリオを防ぐために、受入れ制御が、リアルタイム音声ビデオストリーミングなどの一定のサービスに対して要求されなければならない。例えば、インフラストラクチャベース音声ＷＬＡＮシステムにおいては、移動局（例えば、音声ユーザ）は、既知のトラフィック仕様を用いて音声のための双方向トラフィックフローをセットアップしなければならず、アクセスポイントは移動局にフローの受け入れを肯定応答しなければならない。フローを受け入れることは、データフローが固有のトラフィックストリーム識別子を有する予約トラフィックストリームであることを意味する。予約トラフィックストリームは優先分類を有し、最小のチャンネルアクセス時間量を割り当てられる。接続セットアップ期間中、トラフィック仕様予約を使って暗黙的に移動局によってＵＰＳＤ省電力機構を確立することができる。予約トラフィックストリームのためのデータを含むフレームの中に、固有のトラフィックストリーム識別子（ＴＳＤ）が含まれる。移動局は、非省電力動作、従来の省電力動作、または本ＵＰＳＤ省電力動作を選択することができる。トラフィックフローがアクセスポイントによって受け入れられた後、移動局はＷＬＡＮサブシステムを低電力状態にする。
【００２５】
ＷＬＡＮシステムが低電力状態に置かれた後、移動局はサービス間隔タイマーを維持してフローのリアルタイム動作を維持するのが好ましい。好ましくはサービス間隔の最初に、例えば時刻４０６に、移動局はＷＬＡＮサブシステムをアクティブにする。その後、期間４０７の間、移動局はＷＬＡＮチャンネルの取り合いを開始する。移動局はポーリングフレーム４０８を送信することによって交換を開始する。ポーリングフレームは音声フレームとすることができ、それは、好ましい実施態様においては、固有のトラフィックストリーム識別子と、移動局のユーザが現在話し中ならば音声データフレームとを含み、現在送信すべき音声データがなければポーリングフレームはヌルフレームとなる。ポーリングフレームは予約トラフィックストリームを特定し、ＵＰＳＤ省電力モードを示す。ポーリングフレームはまた、アクセスポイントに予約データと非予約データの両方を受信できるように集合応答方法を使用してほしいという要望を示すための伝達信号を含むことができる。あるいは、集合応答はデフォルトの応答モードとすることができる。
【００２６】
好ましい実施態様においては、アクセスポイントは、ポーリングフレームを受信した後、ＩＥＥＥ８０２．１１仕様に従って、定期イベントである短いフレーム間空白期間４１２内に、肯定応答４１０を送信する。ポーリングフレームの受信に対応して、アクセスポイントは、アクセスポイントが移動局に対する集合一時保存データを持っているならば、移動局に少なくとも一つの応答フレーム４１６を送信する。集合バッファの中に非予約データと予約データの両方があるならば、少なくとも第２応答フレーム４１８が送信される。アクセスポイントは、集合バッファが空になるまで、あるいは、サービス期間の終了時まで、応答フレームを送信し続ける。各応答フレームは、アクセスポイントから来るデータが更にあるか否か、または、現応答フレームがサービス期間の間の最後の応答フレームであるか否かを示すための、ＭＯＲＥ＿ＤＡＴＡビットなどのアップリンクサービス期間終了（ＥＵＳＰ）ビットを含む。アクセスポイントは、現在他の移動局に対して多くの予約トラフィックストリームを提供しており、非予約データを送出することが予約トラフィックの送出を妨げることがあるならば、集合バッファの非予約データを完全に空にしないこともありうることが考えられる。
【００２７】
ポーリングフレームの受信と応答フレームの送信の間の期間は、アクセスポイントが別の移動局に対する別のフローの処理を終了しなければならないときに変化することがありうる。好ましい実施態様においては、一般的に、肯定応答と応答フレームとの間に折り返しフレーム間空白期間４１４がある。できるだけ早く、アクセスポイントはＷＬＡＮチャンネルを取得し、応答フレームを送信する。しかしながら、応答フレームは予め定められたスケジュールを考慮して送信されることはない。即ち、移動局は中間期間中、応答ウィンドウを受信するためにアクティブのままである。もちろん、移動局が応答フレームを長く待ちすぎるか、あまりに長くアクティブのままであるのを防ぐために、妥当な最大期間が守られるであろう。最大期間が生じた場合には、移動局は、サービス期間中再びアクセスポイントをポーリングするなどの適当な動作を行って、省電力バッファの状態をチェックし、送信されるために待っているすべてのフレームを取り出すことができる。応答フレームは、それが予約データを含んでいる場合は、予約トラフィックストリームを特定する。アクセスポイントは、予約トラフィックストリームに関する予約バッファの中のデータを持っているならば、バッファからのデータフレームを送信する。集合バッファの中にデータがなければ、アクセスポイントはヌルフレームを送信する。あるいは、集合バッファが空であれば、肯定応答４１０はそのことを示すことができる。応答フレームの中には、現サービス期間の終わりを示すようになっているＥＵＳＰビットなどの伝達情報があり、現サービス期間の終わりは、もはや送信すべきデータがないか、最大サービス期間に達したために生じうる。好ましい実施態様においては、ＭＯＲＥ＿ＤＡＴＡビットをＥＵＳＰビットとして使用することができる。ＭＯＲＥ＿ＤＡＴＡビットが応答フレームの中でクリアされるならば、それは集合バッファの中の移動局に対するすべての一時保存されたフレームの成功送信によるＵＰＳＤサービス期間の終わりか、時間考慮によるサービス期間の終わりを示す。アクセスポイントが応答フレームの中でヌルフレームを送信するならば、アクセスポイントはまた、ＭＯＲＥ＿ＤＡＴＡビットを使って、もはやデータがないことを示すと共に、現サービス期間が終了したことを伝えることができる。予約バッファに唯一つのデータフレームが一時保存されているならば、そのデータフレームを送信し、更に、集合バッファが空ならば、もはやデータがないことを示すようにＭＯＲＥ＿ＤＡＴＡビットを設定し、そうでなければ、集合バッファの中の非予約データも移動局に送信することができる。応答フレームの受信に対応して、好ましい実施態様においては、移動局は短いフレーム間空白期間４１８内に肯定応答４２０を送信する。応答フレームが現サービス期間の終わりを示したならば、移動局は、時刻４２２において応答フレームを受信した後、ＷＬＡＮサブシステムを低電力状態に置く。
【００２８】
図５に、本発明と共に使用されるサービス間隔とポーリングタイマーの図５００を示す。移動局はＷＬＡＮサブシステムを低電力状態に置くので、ＷＬＡＮサブシステムはアクセスポイントから信号を受信することができない。それ故、音声およびビデオなどのある種のメディアストリームに必要なリアルタイム品質を確保するために、移動局はスケジューリングを維持しなければならない。スケジューリングは、考慮中のトラフィックストリームの中のデータフレームのリアルタイム期間に等しい期間であるサービス間隔５０２に従って行われる。好ましい実施態様においては、電話品質を要求するリアルタイム音声アプリケーションに対して、サービス間隔は約２０ミリ秒であるが、アプリケーションおよびボコーダ速度などの他のパラメータと共に変化することがある。即ち、一つのデータフレームは、約２０ミリ秒の音声データを含んでおり、新しいフレームが２０ミリ秒毎に生成される。
【００２９】
移動局の制御器はサービス期間の初めにＷＬＡＮサブシステムを起動する。同時にウィンドウタイマーが起動されてポーリングウィンドウ期間５０４の時間を計測する。ＷＬＡＮサブシステムを起動したときに、送信すべき現予約トラフィックストリームに関するデータがあれば、ＷＬＡＮサブシステムはＷＬＡＮチャンネルの取り合いをすぐに開始して、そのデータを含むポーリングフレームを送信する。しかしながら、ＷＬＡＮサブシステムを起動したときに現在利用可能なデータがなければ、ＷＬＡＮサブシステムは待機し、同時にウィンドウタイマーが進む。もし、ウィンドウ期間の終了（５０６）前に、音声プロセッサが予約トラフィックストリームに関するＷＬＡＮサブシステムへのデータフレームを送出したならば、ＷＬＡＮサブシステムはすぐにＷＬＡＮチャンネルの取り合いを開始して、ポーリングフレーム内のデータを送信する。しかしながらウィンドウ期間の終了時５０６にデータが到着しなければ、ＷＬＡＮサブシステムはＷＬＡＮチャンネルの取り合いを行い、ポーリングフレームとしてヌルフレームを送信する。ウィンドウタイマーはサービス間隔期間よりも著しく短い期間を有することは明らかである。
【００３０】
受け入れトラフィックまたは予約トラフィックの優先順位を確保するために、移動局によって使用されるコンテンションスキームは送信中データの優先順位に基づいて変更される。一般的には、ＷＬＡＮシステムにおけるコンテンションは、ＷＬＡＮチャンネル媒体が空いているか使用中かを判定することによって行われる。媒体が空いていれば、現在、チャンネル上にトラフィックがない。媒体が使用中であれば、局が現在送信中である。媒体が空いているか使用中であるかを局が判定する種々の方法、例えば、チャンネル搬送波検知またはエネルギー検知などがある。搬送波検知のために、ＷＬＡＮ装置はその受信機をチャンネル搬送波周波数に合わせ、搬送波に「耳を傾ける」。搬送波の存在はチャンネルが現在使用中であることを示す。同様に、チャンネル内のエネルギーが予め選択された閾値を超えているならば、媒体は別の局によって使用されていると考えられる。チャンネルが使用中の場合、ＷＬＡＮ装置は、ある時間範囲内の擬似ランダム期間中待機し、再度試みる。これは「バックオフ」と呼ばれる。バックオフ期間の終わりに、ＷＬＡＮ装置は、短い予め選択された期間、チャンネルに搬送波がないことがわかるまで、再度チャンネル搬送波周波数を検知する。チャンネルが使用可能であることがわかると、ＷＬＡＮ装置はデータの送信を開始することができる。
【００３１】
占有されたチャンネルをＷＬＡＮ装置が繰り返し見つけるときにＷＬＡＮ装置がバックオフと待機のための時間幅を減らす種々のスキームが存在する。優先順位がリアルタイムアプリケーションに与えられる好ましい実施態様においては、コンテンションにおいて使用されるバックオフ期間幅は、初めは、非予約データトラフィックストリームコンテンションにおいて使用されるものよりも短い。予約トラフィックストリームに対してより短いバックオフ期間を使用することによって、これらのストリームは一般に非優先トラフィックの前にチャンネルを取得する。
【００３２】
本発明のＵＰＳＤ省電力モードにおいては、移動局はポーリングフレームを送信した後は、アクセスポイントが応答フレームを送信するまで立ち上がったままである。応答フレームはどの特定のスケジュールに従っても送信されない。その代わりに、アクセスポイントは、それが現在関係している如何なる他のトランザクションも、もし存在すれば、終了し、その後移動局に応答フレームを送信する。アクセスポイントは、定期応答としてではなく、また、所定の時間間隔ではなく、ポーリングフレームを受信した後できるだけ早く移動局の要求に応える。この不定期省電力動作モードの一つの利点は、移動局が低電力モードに移ろうとしていること−それはＴＳＩＤの存在のために想定される−をアクセスポイントに示すために、フレームを送信しなくてもよいことである。ＬＧＣＹ５およびＬＧＣＹ６などの従来技術の省電力モードにおいては、移動局は、しばしば、ＷＬＡＮサブシステムを低電力状態に戻す前に、アクセスポイントと、トランザクション期間またはサービス期間を終了するために３回の送信を行わなければならない。本発明の不定期省電力モードを使用して、移動局は、アクセスポイントからの応答フレームを受信した後に、ポーリングフレーム、好ましくは肯定応答フレームを送信する。ポーリングフレームを送信する場合、移動局はＴＳＩＤを供給してＵＰＳＤ動作モードを使用していることを示す。アクセスポイントは、ＴＳＩＤが使用されている場合、ポーリングフレームに対して必ず応答し、アクセスポイントがポーリングフレームに応答していない間は移動局が低電力モードにあるものと見なす。それ故、アクセスポイントは、移動局が、アクティブモードに移ることによってか、あるいは、そのリソース予約を変更してＵＰＳＤをディスエーブルにするか予約トラフィックストリームを終了することでＵＰＳＤモードを完全に終了することによって、ＵＰＳＤ省電力モードを終了することを明確に要求しなければ、移動局が完全アクティブ状態にあるとは見なさない。
【００３３】
図６に、移動局によって使用されている省電力モードに関して、移動局がどのようにアクセスポイントに知らせるかを表す状態遷移図６００を示す。基本的には、省電力状態６０２とアクティブ状態６０４とＵＰＳＤ状態６０５の三つの状態がある。アクティブ状態からスリープ状態への遷移のために、移動局はフレーム６０６をアクセスポイントに送信する。フレームは、ヘッダ６０８とペイロード６１０を含み、ペイロード６１０はデータを含むかヌルペイロードであることができる。ヘッダ内には、省電力状態を示すために使用されるビットがある。本発明によれば、現フレームのフレーム型式、例えば、データフレーム、ヌルフレーム、または肯定応答フレームを示すための型式ビット６１４がある。ヘッダは、フレームが属する特定の予約トラフィックストリームを特定するためのトラフィック仕様識別子（ＴＳＩＤ）６１３を含むことができる。移動局が予約トラフィックストリームに対してアクセスポイントとやりとりを行う場合、ＴＳＩＤが使用される。好ましい実施態様においては、ヘッダはまた、図４Ｂと図４Ｃに示すような本省電力モードに対する代替案としての従来の省電力モードの使用を示すための従来省電力モードビット６１２を含む。これらのビットのいずれかを設定することによって、移動局が対応する省電力モードを使用していることをアクセスポイントに示す。これらのビットをクリアすることによって移動局がアクティブ状態にあることを示す。ＬＧＣＹ５またはＬＧＣＹ６などの従来の省電力モードにおいては、移動局はアクセスポイントとやりとりするたびごとに省電力状態から立ち上がり状態に移らなければならない。そして、それが任意のサイクルに対するトランザクションを終了する場合、アクティブ状態から省電力状態に移ることをアクセスポイントに示さなければならない。しかしながら、本発明によれば、ＵＰＳＤ省電力モードを使用することによって、移動局に明確な状態変化を知らせる必要なく、移動局がアクセスポイントとやりとりを行うことができる。ＴＳＩＤがヘッダ内に存在する限りは、従来電力管理ビットの状態は、アクセスポイントからのＴＳＩＤトラフィックの受信とは無関係である。
【００３４】
図７に、本発明に従う、不定期省電力送出モードを使用するために移動局によって使用される手順を表すフローチャート７００を示す。この方法の始め（７０２）に、移動局とアクセスポイントは起動され、通信できる状態にある。次に、呼をセットアップする必要がある（７０４）。呼は基本的には、保証リソースを伴うデータセッションであり、データセッションの未決状態の間に伝えられる情報のリアルタイム保全を保証する。呼は、この技術において知られているように、移動局またはアクセスポイントによって起動することができる。移動局とアクセスポイントは、呼に関連して用いられるべきサービスの品質を交渉し、その交渉の間、移動局はＵＰＳＤモードの使用を示す。呼のセットアップにおいて、アクセスポイントは呼トラフィックフローを予約トラフィックストリームとして受け入れる。呼がセットアップされると、移動局は、本明細書において図５を参照して述べたような、サービス間隔割り込みおよびポーリングウィンドウタイマーなどのタイミング機構を起動する（７０６）。予約トラフィックストリームが受け入れられ、移動局がＵＰＳＤ省電力モードを使用することをアクセスポイントに知らせた後、移動局はＷＬＡＮサブシステムを低電力状態に置く（７０８）。低電力状態はＷＬＡＮサブシステムによる電力消費を減らすが、トランシーバを動作不能にもする。低電力モードの使用はしばしば、システムを「スリープ」モードにすることを意味する。システムの一定の部品への電力をオフにすることによって、スリープモードになる。
【００３５】
ＷＬＡＮサブシステムが低電力モードになると、移動局は、音声プロセッサまたは他のリアルタイムメディアプロセッサからの予約トラフィックストリームに関するデータフレームの到着か、割り込みなどのサービス間隔イベントの発生まで待機する（７１０）。予約トラフィックストリームに関する新データが到着するか、サービス間隔イベントが発生した場合、移動局はＷＬＡＮサブシステムへの電力を元に戻す（７１２）。次に、移動局は、例えば、サービス期間を終了するためのシフトウェアサブルーチンを呼び出すことでフレーム交換プロセスを始めることによって、アクセスポイントとのフレーム交換を開始する（７１４）。フレーム交換プロセスは、図４を参照して述べたプロセスに従って行われる。フレーム交換が終了すると、移動局は呼が終了したか否かを確かめる（７１６）。呼が続いていれば、プロセスはサービス間隔割り込みの設定（７０６）へ戻る。呼が終了すれば、呼は解体され、リソースはアクセスポイントにおいて解放され（７１８）、アクセスポイントはプロセスを終了する（７２０）。
【００３６】
図８に、本発明に従う移動局フレーム交換プロセス７１４のフローチャートを示す。初め（８００）に、移動局は、音声プロセッサまたは他のリアルタイムメディアプロセッサからの予約トラフィックストリームに対する現在保留中のデータがあるか否かを確かめる。もしなければ、移動局は待機し、同時にポーリングウィンドウタイマーがポーリングウィンドウの時間を計測する。移動局はまた、この時間の間ＷＬＡＮチャンネルを取り合う。チャンネルを取得すると、移動局はポーリングフレームを送信する（８０２）。ポーリングフレームは、データが保留中であったか、データがウィンドウタイマーの未決状態の間に到着するならばデータを含むが、さもなければ、ポーリングフレームはヌルフレームとなる。ポーリングフレームは予約トラフィックストリームとＵＰＳＤモードを特定する。予約トラフィックストリームはそのＴＳＩＤによって特定されるのが好ましく、トラフィックストリーム識別子の存在は、移動局がＵＰＳＤ省電力モードを使用していることをアクセスポイントに示す。本発明の一実施態様においては、アクセスポイントからの集合応答はデフォルトモードであるが、集合応答モードを選択することもでき、集合応答を受信したいという要望をポーリングフレームの中で示すこともできる。
【００３７】
好ましいモードにおいては、アクセスポイントは肯定応答を送信し、この肯定応答は移動局によって受信される（８０３）。肯定応答を受信しなければ（８０４）、移動局は待機することによってバックオフすることができ、その後、ポーリングフレームを再送信することができる。ポーリングフレームを送信した後、好ましいモードにおいては、肯定応答を受信した後、移動局はアクセスポイントが応答するのを待つ。応答はスケジュール設定されていないので、待機の時間は変りやすいが、移動局は、待機するための予め選択された最大期間を有し、その後で、応答すべきアクセスポイントの失敗を想定するエラー手順に着手することができる。しかしながら、正常動作ならば、アクセスポイントは移動局によって受信される応答フレームの集合を送信する（８０６）。集合バッファからのデータを送信する場合、ポーリングフレームの中で移動局によって使用されたＴＳＩＤによって特定されるトラフィックストリームに属するデータを、集合応答の中で、非予約データの前に、最初に送信することができる。繰り返して言うが、好ましいモードにおいては、移動局はアクセスポイントに成功送出を保証するために肯定応答を送信する。応答フレームを受信すると、移動局はＥＵＳＰビットをチェックしてＵＰＳＤサービス期間が終了したか否かを確かめる。好ましい実施態様においては、いつ更なるデータがアクセスポイントから来るかを伝えるためにＭＯＲＥ＿ＤＡＴＡビットを使用することができ（８０８）、それが設定された場合、それは、少なくとも一つの更なる応答フレームが受信されるまでサービス期間が続いていることを示す。後続フレームが来ることをＭＯＲＥ＿ＤＡＴＡビットが示しているならば、移動局はアクティブのままであって、それが第１応答フレームに対してしたのと同じようにそれらを受信する。後続応答フレームは、移動局によっても使用されている異なる予約トラフィックストリームに対するデータか、現在の予約トラフィックストリームに対するデータを含むことができることが考えられる。もはやデータがアクセスポイントから来ないことを示す応答フレームを受信すると、プロセスは終了し（８１０）、移動局はＷＬＡＮサブシステムを低電力モードに置く。
【００３８】
図９に、本発明に従う、アクセスポイントにおいてデータを一時保存する方法のフローチャートを示す。この方法の初め（９０２）に、アクセスポイントは移動局への呼を確立するための予約トラフィックストリームを受け入れている。移動局に対して指定されたデータパケットがネットワークからアクセスポイントに到着する。データパケットが到着すると、アクセスポイントは、データパケットが現在省電力モードにある移動局に向けられたものか否かを確かめる（９０４）。到着パケットが向けられた移動局が現在省電力モードになければ、アクセスポイントはパケットを移動局に送信する（９０６）。移動局が現在省電力モードにあれば、アクセスポイントは、移動局が従来の省電力モードを使用しているか本不定期省電力送出モードを使用しているかを判定しなければならない（９０８）。移動局が従来の省電力モードを使用しているならば、アクセスポイントは非予約バッファ（９１０）内にパケットを一時保存し、例えば、アクセスポイントが送信する周期性ビーコンフレームの中で、そのバッファの状態を移動局に伝達する。パケットがＵＰＳＤモードを使用している移動局に対する受け入れフローと関係しているならば、パケットはＵＰＳＤ予約バッファに保存される（９１２）。好ましい実施態様においては、アクセスポイントはエージングポリシーをＵＰＳＤバッファに適用し、ここでは、最後に受信した二つのパケットだけがバッファ内に保持される。新パケットが到着し、ＵＰＳＤバッファにすでに二つあれば、古い方の一時保存されたパケットが廃棄され、新パケットが一時保存される。
【００３９】
図１０に、本発明に従う、不定期省電力送出モードにおいて使用されるアクセスポイントにおいてデータを一時保存しないための方法１０００のフローチャートを示す。この方法の初め（１００２）に、アクセスポイントは移動局への呼を確立するための予約トラフィックストリームを受け入れている。この方法は、ＵＰＳＤモードを使用した移動局からのポーリングフレームをアクセスポイントが受信したとき（１００４）に先に進む。集合応答が移動局によって選択可能であり、デフォルトの応答モードでない、本発明の一つの代替実施態様においては、アクセスポイントは、移動局が集合応答モードを選択しているか否かを知るためにポーリングフレーム内の集合応答伝達ビットをチェックする（１００５）。集合応答モードが選択可能であって、移動局が集合応答モードを選択していなければ、アクセスポイントは、ポーリングフレームに対応して、移動局によって送信されたポーリングフレームのＴＳＩＤ領域内に示された予約トラフィックストリームに関するバッファをチェックする（１００６）。ＵＰＳＤバッファ内にデータがなければ、アクセスポイントはＷＬＡＮチャンネルを取得し、もはやデータがないことを示すヌルフレームを送信する（１００８）。ＵＰＳＤバッファにデータがあれば、アクセスポイントは送信用データを準備する。残っているデータフレームが一つだけの場合は、アクセスポイントは、ＥＵＳＰビットを設定するか、あるいはＭＯＲＥ＿ＤＡＴＡビットをクリアして、現応答フレームに続くデータはもはやないことを示し、ＷＬＡＮチャンネルを取得し、応答フレームを送信する。送信すべきデータがもはやなければ、ＥＵＳＰビットをクリアするか、あるいはＭＯＲＥ＿ＤＡＴＡを設定して、そのことを示す。それから、ＷＬＡＮチャンネルがアクセスポイントによって取得され、集合応答フレームが移動局に送信される（１０１６）。
【００４０】
デフォルトモードが集合応答送出であるか、移動局がポーリングフレームの集合伝達ビットの中で集合応答モードを選択していれば、アクセスポイントは集合バッファにデータがあるか否かを確かめる（１０１８）。集合バッファが空で、移動局に対する予約または非予約データがないならば、ＥＵＳＰビットかデータがないことを示すＭＯＲＥ＿ＤＡＴＡビットを有するヌルフレームをアクセスポイントが送信することによってサービス期間が終了する（１０２８）か、同様な意味合いで、ポーリングフレームに対応する肯定応答フレームの中でデータの不在を示すことができる。集合バッファにデータがなければ、アクセスポイントはデータフレームを検索し（１０２０）、現データフレームが最後のフレームであるか否かを確かめる（１０２２）。現フレームが最後のフレームでなければ、そのフレームは最後のフレームとして示されることなく送信される（１０２６）。１０２０，１０２２における現フレームが現サービス期間中に送信されるべき最後のフレームならば、アクセスポイントはそのフレームの中でそのことを示し、そのフレームを送信する（１０２４）。
【００４１】
それ故、本発明は、音声通信または他のリアルタイム通信をしながら移動局によって無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）における省電力動作を行う方法を提供する。この方法はアクセスポイントにおいて予約トラフィックストリームを受け入れることによって始まり、この受け入れは、呼の最中に移動局に送信されるべき予約トラフィックストリームに対応するデータを一時保存するためにアクセスポイントにおいてＵＰＳＤバッファまたは予約バッファを設けることを含んでいる。アクセスポイントはまた、ベストエフォートデータまたは非予約データのためのバッファを有しており、同時に、二つのバッファが集合バッファを形成している。呼が確立すると、移動局のＷＬＡＮサブシステムは低電力状態に置かれる。その後、移動局のＷＬＡＮサブシステムを低電力状態から立ち上げて、送信すべきデータがあればアクセスポイントにデータを送信する。ＷＬＡＮサブシステムを起動すると、移動局とアクセスポイントの間のＷＬＡＮチャンネルを取得し、ＷＬＡＮチャンネルを通じてアクセスポイントにポーリングフレームを送信し、ポーリングフレームは予約トラフィックストリームを特定する。ＷＬＡＮチャンネルの取得は、搬送波検知を含む既知のコンテンションプロトコルによって行うのが好ましい。ポーリングフレームは、移動局のＷＬＡＮサブシステムにデータが到着していなければヌルフレームとすることができるが、そうでなければ呼からのデータを含む。ポーリングフレームの送信に対応して、移動局はＷＬＡＮチャンネルを通じて移動局における集合応答の受信を開始する。集合応答はアクセスポイントによって送信され、予約データと非予約データの両方を含むことができ、集合バッファが空になるか、サービス期間間隔が終了するまで続く。集合応答を受信すると、移動局はＷＬＡＮサブシステムを低電力状態に設定することを開始する。集合応答がポーリングフレームに対応して送られるが、集合応答が必ずしもすぐに送信を開始しないことに注目しなければならない。アクセスポイントは、集合応答を送信する前にサービスを要求する他のトランザクションを有することがあるので、集合応答は不定期に送信される。好ましいモードにおいては、ポーリングフレームと応答フレームは共に、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１によって指定されるような短フレーム間スペースなどの指定時間内の肯定応答によって、それぞれの受信機によって肯定応答される。また、集合応答は、集合応答モードを使用してほしいという要望をポーリングフレームの中で示すことによって、選択可能でありうる。集合応答の受信は、ＥＵＳＰビットクリアを有するか、あるいは、第２応答フレームが引き続き送信されることを示すように設定されたＭＯＲＥ＿ＤＡＴＡビットセットを有する応答フレームのヘッダの受信を含み、この方法は更に、移動局における第２応答フレームの受信を含む。移動局は、移動局の音声または他のリアルタイムメディアプロセッサから受信されたデータの存在に対応して、または、サービス間隔割り込みに対応して、立ち上がることができる。例えばサービス間隔の初めにおいて、サービス間隔イベントの発生と同時に、移動局は、サービス間隔よりも短い期間を有するウィンドウタイマーの起動を開始する。ウィンドウタイマーがタイムアウトし、依然としてデータがなければ、移動局はヌルフレームの送信を開始する。サービス間隔はデータフレームによって表されるリアルタイム期間として選択される。
【００４２】
本発明の好ましい実施態様を説明したが、本発明はそのように限定されないことは明らかである。数多くの修正、変更、変形、代用物、および同等物が、特許請求の範囲によって規定されるような本発明の趣旨と範囲から逸脱することなしに、当業者の心に思い浮かぶであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来技術のＷＬＡＮトランザクション方法と本発明に従うＷＬＡＮトランザクション方法の両方をサポートすることができる一般的な企業ＷＬＡＮシステムのブロックシステム概観図。
【図２】本発明に従う、ＷＬＡＮシステムにおいて使用される移動局の概略ブロック図。
【図３】本発明に従う、ＷＬＡＮシステムにおいて使用されるアクセスポイントの概略ブロック図。
【図４】本発明に従う、音声品質通信をサポートするためのＷＬＡＮシステムにおける移動局とアクセスポイントの間のトラフィックフローの概観を表すフロー図。
【図５】本発明と共に使用されるサービス間隔とポーリングタイマーの図。
【図６】本発明に従う、移動局によって使用されている省電力モードに関して移動局がどのようにアクセスポイントに知らせるかを表す状態遷移図。
【図７】本発明に従う、不定期省電力送出モードを使用するために移動局によって使用される手順を表すフローチャート。
【図８】本発明に従う移動局フレーム交換プロセスのフローチャート。
【図９】本発明に従う、アクセスポイントにおいてデータを一時保存する方法のフローチャート。
【図１０】本発明に従う、不定期省電力送出モードにおいて使用されるアクセスポイントにおいてデータを一時保存しないための方法のフローチャート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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