(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステーションを含むワイヤレス通信システムであって、前記ステーションは、
前記ステーションが省電力モードに入っていることを示すために電力管理フレームをアクセスポイントへ送信し、
前記電力管理フレームを送信し、省電力遅延持続時間の間前記省電力モードに入るのを遅延した後に、前記省電力モードに入る
ように構成される、ワイヤレス通信システム。
【請求項２】
アクセスポイントをさらに備え、前記アクセスポイントが、前記ステーションからの前記電力管理フレームの受信後、前記ステーションに対するフレームの送信前に、前記電力管理フレームの送信から前記省電力遅延持続時間に対応する時間期間が経過したかどうかを判断し、前記時間期間が経過していない場合、前記ステーションに宛てられた配信フレームを送信するように構成される、請求項1に記載のワイヤレス通信システム。
【請求項３】
前記アクセスポイントが、送信されることになるフレームを受信するように構成されたハードウェア待ち行列をさらに備え、前記ハードウェア待ち行列に前記配信フレームを送ることによって、前記アクセスポイントが前記配信フレームを送信する、請求項2に記載のワイヤレス通信システム。
【請求項４】
前記時間期間が経過しているとき、前記アクセスポイントが、前記配信フレームを保持するように構成される、請求項2に記載のワイヤレス通信システム。
【請求項５】
前記時間期間が経過しているとき、前記アクセスポイントが、前記配信フレームをソフトウェアバッファに保持する、請求項4に記載のワイヤレス通信システム。
【請求項６】
前記アクセスポイントが、前記省電力遅延持続時間に対応する情報を有するフレームを前記ステーションに送信するように構成される、請求項1に記載のワイヤレス通信システム。
【請求項７】
前記省電力遅延持続時間に対応する前記情報が動的に決定される、請求項6に記載のワイヤレス通信システム。
【請求項８】
前記ステーションが、前記アクセスポイントによって送信される前記省電力遅延持続時間に対応する前記情報から前記省電力遅延持続時間を決定するように構成される、請求項6に記載のワイヤレス通信システム。
【請求項９】
前記省電力遅延持続時間が約32から64のタイムスロットの範囲内である、請求項1に記載のワイヤレス通信システム。
【請求項１０】
ステーションとアクセスポイントとの間のワイヤレス通信のための方法であって、
前記ステーションが省電力モードに入っていることを示すために電力管理フレームを前記ステーションから前記アクセスポイントに送信するステップと、
前記ステーションが前記電力管理フレームを送信し、省電力遅延持続時間の間前記省電力モードに入るのを遅延した後に、前記ステーションが省電力モードに入るステップと
を含む方法。
【請求項１１】
前記アクセスポイントで前記ステーションから前記電力管理フレームを受信するステップと、
前記電力管理フレームを送信してから、前記省電力遅延持続時間に対応する時間期間が経過したかどうかを判断するステップと、
前記時間期間が経過していない場合、前記アクセスポイントで、前記ステーションに宛てられた配信フレームを送信するステップと
をさらに含む、請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
前記アクセスポイントのハードウェア待ち行列に前記配信フレームを送ることによって、前記配信フレームを送信するステップをさらに含む、請求項11に記載の方法。
【請求項１３】
前記時間期間が経過しているとき、前記アクセスポイントで前記配信フレームを保持するステップをさらに含む、請求項11に記載の方法。
【請求項１４】
前記配信フレームを保持するステップが、前記アクセスポイントのソフトウェアバッファに前記配信フレームを記憶するステップをさらに含む、請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
前記省電力遅延持続時間に対応する情報を有するフレームを前記アクセスポイントから前記ステーションに送信するステップをさらに含む、請求項10に記載の方法。
【請求項１６】
前記省電力遅延持続時間に対応する前記情報が動的に決定される、請求項15に記載の方法。
【請求項１７】
前記アクセスポイントによって送信される前記省電力遅延持続時間に対応する情報から前記ステーションにおける前記省電力遅延持続時間を決定するステップをさらに含む、請求項15に記載の方法。
【請求項１８】
前記省電力遅延持続時間が約32から64のタイムスロットの範囲内である、請求項10に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般にワイヤレス通信システムに関し、より詳細には、省電力モードのデバイスの動作を容易にするためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤレスネットワークは、音声、ビデオ、パケットデータ、メッセージングなどを含む様々な通信機能を提供するために、ますます利用されている。無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)などのワイヤレスネットワークは、任意の数のアクセスポイント(AP)および任意の数のステーション(STA)を含み得る。アクセスポイントは、ステーションとの通信のためのコーディネータとして働き得る。ステーションは、アクセスポイントと能動的に通信することができる、アイドル状態であり得る、またはステーションのデータ要求に応じて、任意の所与の瞬間においてパワーダウンされ得る。特に、モバイルデバイス、およびバッテリー電源式である他のデバイスに関して、エネルギー消費を最小限に抑えることは、そのようなシステムの設計における重要な側面である。そのためには、ワイヤレス通信システムは、一般に省電力モードで費やされる時間量を増加させようとする様々な省電力化技法を一般的に含む。
【０００３】
たとえば、IEEE802.11内では、米国電気電子学会によって確立された規格は、ステーションが、省電力化のために、スリープモードとしても知られる低電力動作モードに入ることができるようにするための規定である。STAは、APに送られるパケットに含まれる電力管理メッセージを使用することにより、省電力モードに入っていることを、非同期にシグナリングすることができる。STAが省電力モードであることを示す電力管理メッセージを受信すると、APは、STAに送られる予定のパケットをバッファリングすることができる。APは、データがSTAに送信される準備ができていることを示すために使用され得るトラフィック指示メッセージを有するビーコンを定期的に送信する。ビーコン送信間の時間期間は、ビーコン間隔と称され得る。STAは、一般に、複数のビーコン間隔に対応するリッスン間隔と呼ばれる時間期間を利用して、その省電力をAPと調整する。APは、リッスン間隔中、STAのためのデータをバッファリングし、STAは、各リッスン間隔の終わりに、ビーコンを受信するために、省電力モードからアウェイクすることができる。データが保留中であることをビーコンが示す場合、STAは、そのデータの転送を開始する。反対に、データが送信の準備ができていない場合、STAは、省電力モードに戻ることができる。
【０００４】
諒解されるように、STAがアウェイクし、情報を能動的に受信することが可能である期間の間に、データが送られることを確実にするために、APとSTAの間に適当な調整が維持されなければならず、そうでなければ、情報は、再送が必要となり、追加のネットワークリソースが消費され、またはさらに悪いことに、情報が失われる可能性がある。特に、上記の省電力技法の一側面は、電力管理ビットがAPの媒体アクセス制御(MAC)層で処理されるということである。特に、ハードウェア物理(PHY)層などの下位レベルで行われる動作と比較して、MAC層で行われる動作に関連するレイテンシがある。その結果、PHY層は、MAC層が電力管理ビットを処理するとき、STAに配信するためにすでに待ち行列に入れられたフレームを有し得る。次に、ハードウェアにおける配信のために待ち行列に入れられた1つまたは複数のフレームがSTAに送信され得る。しかしながら、STAは、電力管理ビットセットを有するフレームを送るとすぐにスリープ状態になり得るので、ハードウェア待ち行列からその後送られる1つまたは複数のフレームを受信しない場合がある。一般的に、APは、フレームの送信を複数回試行し、帯域幅を消費する可能性がある。最終的に、フレームがドロップされ、パフォーマンスがさらに劣化する可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、情報の転送を容易にするために、省電力モードのデバイスの動作の調整を向上させるためのシステムおよび方法を提供する必要が残る。本発明は、これらおよび他の目的を達成する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記のニーズ、および言及され、以下で明らかになるものに応じて、本明細書は、ステーションを含むワイヤレス通信システムを開示し、ステーションは、電力管理指示を含む電力管理フレームのアクセスポイントへの送信に続く指定された省電力遅延持続時間の後、省電力モードに入るように構成される。好ましくは、ステーションは、省電力遅延持続時間に対応する情報を有するフレームをアクセスポイントに送信するように構成される。
【０００７】
一態様では、システムは、ステーションから電力管理フレームを受信した後、かつフレームをステーションに送信する前、電力管理フレームを送信してから、省電力遅延持続時間に対応する時間期間が経過したかどうかを判断するように構成されたアクセスポイントも含み、したがって、時間期間が経過していない場合、アクセスポイントは、ステーションに宛てられた配信フレームを送信する。アクセスポイントは、ハードウェア待ち行列に配信フレームを送ることによって、アクセスポイントが配信フレームを送信するように、送信される予定のフレームを受信するように構成されたハードウェア待ち行列を有し得る。
【０００８】
別の態様では、アクセスポイントは、時間期間が経過しているとき、たとえばソフトウェアバッファに配信フレームを保持するように構成され得る。
【０００９】
さらに別の態様では、アクセスポイントは、省電力遅延持続時間に対応する情報を有するフレームをステーションに送信するように構成され得る。一実施形態では、省電力遅延持続時間に対応する情報は、動的に決定される。別の実施形態では、ステーションは、アクセスポイントによって送信される省電力遅延持続時間に対応する情報から省電力遅延持続時間を決定するように構成される。
【００１０】
本開示のさらなる態様は、省電力遅延持続時間が約32〜64のタイムスロットの範囲内である実施形態を対象とする。
【００１１】
本開示は、アクセスポイントとステーションとの間のワイヤレス通信の方法も対象とし、電力管理指示を含む電力管理フレームをステーションからアクセスポイントに送信するステップと、指定された省電力遅延持続時間の後、ステーションを省電力モードに入れるステップとを含む。この方法は、電力管理フレームを送信する前に省電力遅延持続時間に対応する情報を有するフレームをステーションからアクセスポイントに送信するステップも含む。
【００１２】
別の態様では、この方法は、アクセスポイントでステーションから電力管理フレームを受信するステップと、電力管理フレームを送信してから、省電力遅延持続時間に対応する時間期間が経過したかどうかを判断するステップと、時間期間が経過していない場合、アクセスポイントで、ステーションに宛てられた配信フレームを送信するステップとを含み得る。一実施形態では、この方法は、アクセスポイントのハードウェア待ち行列に配信フレームを送ることによって、配信フレームを送信するステップを含み得る。別の態様では、この方法は、時間期間が経過しているとき、たとえばソフトウェアバッファに、アクセスポイントで配信フレームを保持するステップを含み得る。
【００１３】
この方法は、省電力遅延持続時間に対応する情報を有するフレームをアクセスポイントからステーションに送信するステップも含み得る。一実施形態では、省電力遅延持続時間に対応する情報は、動的に決定され得る。別の実施形態では、省電力遅延持続時間は、ステーションで、アクセスポイントによって送信される省電力遅延持続時間に対応する情報から決定される。
【００１４】
さらに他の特徴および利点は、添付の図面に示すような本発明の好ましい実施形態に関する後続のより具体的な記述から明らかになるであろう。図を通して、同じ参照符号は一般に、同じ部分または要素を指す。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態によるワイヤレス通信システムを示す図である。
【図２】本発明の一実施形態による送信フレームの一般化されたフォーマットを示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による、STAとAPとの間の省電力動作モードを調整するためのルーチンを示すフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
初めに、本開示は、特に例示する材料、アーキテクチャ、ルーチン、方法、または構造に限定されず、そのようなものは当然ながら変動し得ることを理解されたい。したがって、本明細書に述べるものと類似するかまたは等価ないくつかのそのようなオプションを本開示の実践または実施形態において使用することができるが、本明細書では、好ましい材料および方法について述べる。
【００１７】
また、本明細書で使用する用語は、本開示の特定の実施形態を記述するためのものにすぎず、限定とするものではないことも理解されたい。
【００１８】
さらに、以下の詳細な説明の一部は、手順、論理ブロック、処理、およびコンピュータメモリ内のデータビットに対する動作の他の記号表現の観点から提示されている。これらの記述および表現は、データ処理の当業者が作業内容を他の当業者に最も効果的に伝達するために使用する手段である。本出願では、手順、論理ブロック、プロセスなどは、所望の結果を導くステップまたは命令の一貫したシーケンスと考えられる。各ステップは、物理量の物理的な操作を必要とするものである。必ずしも必要ではないが、通常、これらの量は、記憶され、転送され、組み合わされ、比較され、またはコンピュータシステムにおいて別の方法で操作され得る、電気信号または磁気信号の形をとることができる。
【００１９】
しかしながら、これらの用語または同様の用語のすべてが、適切な物理量と関連付けられるべきであり、これらの量に適用される便宜的な標識にすぎないことを念頭に置いておかれたい。別段の記載がない限り、以下の議論から明らかなように、本出願を通じて、たとえば「アクセスする」、「受信する」、「送る」、「使用する」、「選択する」、「判断する」、「正規化する」、「乗算する」、「平均する」、「監視する」、「比較する」、「適用する」、「更新する」、「測定する」、「導出する」などの用語を使用した議論は、コンピュータシステムのレジスタおよびメモリ内の物理(電子)量として表されるデータを操作し、同様に、コンピュータシステムメモリもしくはレジスタ、または他のそのような情報ストレージ、送信もしくは表示デバイス内の物理量として表される他のデータに変換するコンピュータシステムまたは同様の電子コンピューティングデバイスのアクションおよびプロセスを指す。
【００２０】
本明細書で説明する実施形態は、1つまたは複数のコンピュータまたは他のデバイスによって実行される、プログラムモジュールなど、ある形態のコンピュータ使用可能媒体に常駐するコンピュータ実行可能命令の一般のコンテキストで論じられ得る。一般に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行し、または特定の抽象データタイプを実装する、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などを含む。プログラムモジュールの機能は、様々な実施形態において所望に応じて結合または分散され得る。
【００２１】
限定ではなく例として、コンピュータ使用可能媒体は、コンピュータ記憶媒体および通信媒体を含み得る。コンピュータ記録媒体は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータなど、情報の記憶のための任意の方法または技術で実装される揮発性および不揮発性の取外し可能なおよび取外し不可能な媒体を含む。コンピュータ記録媒体は、限定はしないが、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読取り専用メモリ(ROM)、電気的消去可能プログラマブルROM(EEPROM)、およびフラッシュメモリ、または所望の情報を記憶するために使用できる任意の他の媒体を含む。
【００２２】
さらに、実施形態は、ワイヤレスネットワークの具体的な言及で論じられる。したがって、本開示は、必要な特徴を有する任意の適切なワイヤレス通信システムに適用可能である。APおよび関連のSTAを特徴とするWLANの具体的な言及で論じられるが、本開示の技法は、送信機デバイスおよび受信機デバイスを伴う、アドホックおよびSTAツーSTAネットワークを含む他のワイヤレス通信システムまたは他のネットワーク構成に適用され得る。したがって、本明細書で使用する場合、「ステーション」という用語は、802.11のインフラストラクチャネットワークでの従来のステーションと同等の役割を有するワイヤレス通信ネットワークなどにおける任意のノードを意味し得、同様に、「アクセスポイント」という用語は、従来のアクセスポイントに相当する役割を有する任意のノードを意味し得る。
【００２３】
図では、単一のブロックは、1つまたは複数の機能を実行するものとして説明され得るが、実際には、そのブロックによって実行される1つまたは複数の機能は、単一の構成要素において、または複数の構成要素にわたって実行され得る、および/またはハードウェアを使用して、ソフトウェアを使用して、またはハードウェアとソフトウェアの組合せを使用して実行され得る。また、例示的なワイヤレスネットワークデバイスは、プロセッサ、メモリなど、よく知られている構成要素を含めて、示されるもの以外の構成要素を含むことができる。
【００２４】
本明細書で説明した技法は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せで実装することができる。モジュールまたは構成要素として説明される任意の特徴は、集積論理デバイスにおいて一緒に実装することもでき、または個別であるが、相互動作可能な論理デバイスとして別個に実施することもできる。ソフトウェアで実装する場合、技法は、少なくとも部分的に、実行されると、上記で説明した方法のうちの1つまたは複数を実行する命令を含む有形のコンピュータ可読記憶媒体によって実現され得る。有形のコンピュータ可読データ記憶媒体は、パッケージ材料を含み得るコンピュータプログラム製品の一部を形成し得る。
【００２５】
有形のコンピュータ可読記憶媒体は、ランダムアクセスメモリ(RAM)、たとえば同期式ダイナミックランダムアクセスメモリ(SDRAM)、読取り専用メモリ(ROM)、不揮発性ランダムアクセスメモリ(NVRAM)、電気消去可能プログラマブル読取り専用メモリ(EEPROM)、FLASHメモリ、磁気または光学データ記憶媒体などを含み得る。技法は、追加または代替として、少なくとも部分的に、命令またはデータ構造の形でコードを運び、または通信し、コンピュータによってアクセスし、読み取り、および/または実行することができるコンピュータ可読通信媒体によって実現され得る。
【００２６】
命令は、1つまたは複数のデジタル信号プロセッサ(DSP)、汎用マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブル論理アレイ(FPGA)、または他の等価の集積論理回路もしくはディスクリート論理回路のような、1つまたは複数のプロセッサによって実行され得る。したがって、本明細書で使用される場合「プロセッサ」という用語は、前述の構造、または、本明細書で説明される技法の実装に適した任意の他の構造の、いずれをも指し得る。加えて、いくつかの態様では、本明細書で説明した機能は、本明細書で説明するように構成された専用のソフトウェアモジュールまたはハードウェアモジュール内で提供され得る。また、技法は、1つまたは複数の回路素子または論理素子において完全に実装されてもよい。
【００２７】
単に便宜上、および明快さのために、たとえば上部、下部、左、右、上(up)、下(down)、上(over)、上(above)、下(below)、下(beneath)、後ろ(rear)、後ろ(back)、および前(front)など、方向を示す用語は、添付の図面または特定の実施形態に関して使用され得る。これらおよび類似の方向を示す用語は、いかなる様式でも本発明の範囲を制限するものと解釈されるべきではなく、コンテキストに応じて変わり得る。さらに、第1および第2など、順序を示す用語は、類似の要素を区別するために使用され得るが、他の順序で使用されてもよく、または同じくコンテキストに応じて変化し得る。
【００２８】
別段に定義しない限り、本明細書で使用するすべての技術用語および科学用語は、本開示が関係する技術分野の当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。
【００２９】
さらに、これ以前であろうと以降であろうと、本明細書で引用するすべての刊行物、特許、および特許出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００３０】
最後に、本明細書および添付の特許請求の範囲においては、単数形「a」、「an」、および「the」は、内容によって明確に指定されない限り、複数形の指示対象も含む。
【００３１】
以下で詳細に述べるように、本開示の技法は、フレームが省電力モードのステーションに送信される可能性を最小限に抑えることを対象とする。そのために、本発明のシステムおよび方法は、STAとAPとの間の省電力遅延を調整する。STAは、APに省電力遅延持続時間に関する情報を送信するように構成され得る。好ましくは、STAは、関連プロセスの間、APによって通信される推奨される間隔に基づいて、省電力遅延持続時間を確立する。次いで、STAは、電力管理ビットセットを有するフレームを送ることによって、省電力モードに入ることをAPに知らせることができる。しかしながら、STAは、省電力遅延持続時間に対応するある時間期間の間、省電力モードに入ることを遅延させ、したがって、ハードウェア待ち行列にすでにあり得る任意のフレームの配信をAPが完了することができるようにするためのバッファ期間を提供する。
【００３２】
これらのシステムおよび方法は、図1に示すように、少なくとも2つのノード、AP102および関連のSTA104を基本的に含む、例示的なワイヤレス通信システム、WLAN100を参照して説明される。以下で説明するように、AP102およびSTA104は、STA104が、たとえばSTA104によってAP102に送られるフレームのヘッダにおけるビットを介して、アクティブから省電力へ、または省電力からアクティブへのいずれかのその省電力モードの変化を通信するように構成される。STA104が省電力モードであることを示す電力管理ビットを有するフレーム、「電力管理フレーム」を受信すると、AP102は、好ましくは、たとえばリッスン間隔など、ある時間期間の間、STA104に宛てられる任意のフレームをバッファリングするように構成される。同様に、STA104は、好ましくは、AP102からビーコン送信を受信するために、各リッスン間隔で、省電力モードを出るように構成される。STA104のためのAP102でペンディング中のバッファデータがあることを示すメッセージをビーコンが含む場合、ステーションは、AP102に省電力ポール(PS-Poll)メッセージを送ることができる。PS-Pollメッセージを受信すると、AP102は、バッファデータを送信することによって応答することができる。
【００３３】
一般に、AP102によってSTA104に宛てられるフレームの処理は、それらの宛先にルーティングされる間に、それらが構文解析され、カテゴリー化され、そうでなければ操作されるとき、フレームを待ち行列に入れる、またはバッファリングするために使用される複数のメモリ要素を伴う。たとえば、ソフトウェア(S/W)バッファ106は、スケジューリング、ネットワークリソースの割振り、優先順位を介した指定されたサービス品質(QoS)でのフレームの配信、上述したような電力管理技法などに関連付けられた機能を提供するために、比較的柔軟な方法で、フレームを保持し、操作するように構成され得る。ソフトウェアバッファであるものとして説明されているが、S/Wバッファ106は、所望によりソフトウェアとハードウェアとの任意の組合せを使用して実装され得るが、一般に、ネットワーク層またはトランスポート層など、開放型システム間相互接続(OSI)モデルによって定義されるアブストラクションレイヤの上位レベルに関連付けられ得る。
【００３４】
ひとたびS/Wバッファ106からのフレームが送信の準備ができていると識別されると、利用可能な空間に基づいて、フレームがハードウェア(H/W)待ち行列108に送られ得る。限定ではないが、H/W待ち行列108は、関連のあるIEEE802.11プロトコルに準拠する方法で受信フレームをフォーマットし、無線周波信号として、フレームの変調、変換、および送信を実行するために低レイテンシ処理を提供するように構成され得る。いくつかの実施形態では、フレームは、たとえば直接メモリアクセス(DMA)など、非同期式動作を使用してH/W待ち行列108に転送され得る。当業者には知られているように、H/W待ち行列108内のフレームの操作は、たとえば、先入れ先出し(FIFO)、または類似のスケジューリング機構を使用することによって、スケジューリングに関して比較的柔軟性が低い可能性がある。ハードウェア待ち行列であるものとして説明されているが、H/Wバッファ108は、所望によりソフトウェアとハードウェアとの任意の組合せを使用して実装され得るが、一般に、物理層またはデータリンク層など、OSIモデルの下位層に関連付けられ得る。
【００３５】
S/Wバッファ106およびH/W待ち行列108は、単一の要素として表されているが、たとえば、サービスの定義されたクラスごとに専用のソフトウェアバッファを有することによって、または多入力多出力(MIMO)システムにおける送信チェーンごとにハードウェア待ち行列を有することによって、複数の要素を使用しても実装され得ることも認識されたい。
【００３６】
上記の議論に示すように、ひとたびフレームがS/Wバッファ106からH/W待ち行列108に送られると、H/W待ち行列108がフレームを処理し、フレームを送信するのを防止することは非常に困難であるか不可能になる。H/W待ち行列108は、低レイテンシを呈するように構成され得るが、ハードウェアの速度、待ち行列のサイズ、および他の関連のある要因に応じて、各フレームの処理に関連付けられた処理時間が依然として存在する。したがって、フレームがH/W待ち行列108に配信された後、しかし、それが実際に無線周波信号として送信される前に、STA104が省電力モードに移行した場合、H/W待ち行列108は依然としてフレームを送信することができる。STA104は現在省電力モードであり得るので、フレームは受信されない可能性がある。したがって、送信されたフレームがSTA104によって受信されるものとして肯定応答されないとき、AP102は、フレームの送信を複数回試行する可能性があり、これは、制限された帯域幅の非効率的な使用を表す。STA104が、十分な時間期間の間、省電力モードのままである場合、AP102は、フレームをドロップする可能性があり、ワイヤレス通信システム100の全体的なパフォーマンスにさらなる有害な影響を及ぼし得る。本発明の省電力遅延技法を使用することによって、これらの悪影響は、最小限に抑えられ得る、または回避され得る。
【００３７】
図1は、適切なネットワークアーキテクチャの1つの非限定的な例として、たとえば集中型ネットワークアーキテクチャにおいてなど、ネットワークコントローラ110に接続されたAP102をさらに示す。ネットワークコントローラ110は、APが1つのみ示されているが、任意の数のアクセスポイントに結合され得、これらのアクセスポイントの調整および制御を提供する。ネットワークコントローラ110は、単一のネットワークエンティティまたはネットワークエンティティの集合とすることができ、好ましくは、たとえばインターネットなど、ワイドエリアネットワーク(WAN)に対するリンクを提供する。分散ネットワークでは、アクセスポイントは、ネットワークコントローラ110を使用せず、必要に応じて、互いに通信することができる。AP102は、本開示の省電力遅延技法を利用するように構成され得る、または従来の省電力モード技法を利用することができる追加のステーション、STA112および114にもサービスすることができる。
【００３８】
述べたように、AP102は、ステーションがアクセスポイントを検出し、識別することができる、プリアンブルおよびアクセスポイント識別子(AP ID)を運ぶビーコンフレームをダウンリンク上で定期的に送信する。2つの連続するビーコンの開始の時間間隔は、ターゲットビーコン送信時間(TBTT)またはビーコン間隔と呼ばれる。ビーコン間隔は、固定または可変でもよく、適切な持続時間、たとえば、100ミリ秒に設定され得る。ビーコンフレームは、APによって、APに関連付けられたステーションのネットワーク識別情報、基本サービスセット(BSS)、および関係する接続機能を広告するために使用される。ビーコンフレームは、たとえばSTA104など、省電力モードであった関連するステーションにバッファデータの存在を広告するために使用されるトラフィック指示マップ(TIM)および配信トラフィック指示マップ(DTIM)情報要素も含む。ビーコンフレームが必要なフィールド、ならびにオプションのベンダー指向情報要素を含むので、フレームのサイズは変化する。
【００３９】
ステーションが最初にパワーアップされる、または新しいWLANカバーエリアに移動するとき、ステーションは、一般的に、アクセスポイントと関連するために関連付け手順を実行する。関連付けは、アクセスポイントに対するステーションのマッピングを指し、これによって、ステーションは、配布サービスを受信することができる。関連付けによって、配布サービスは、ステーションのために交信すべきアクセスポイントを知ることができる。ステーションは、それがネットワークを離れるときはいつでも、関連付けを解除することを試みる。ステーションは、拡張サービスセット(ESS)内で、あるアクセスポイントから別のアクセスポイントに現在の関連付けを「移動する」ために、再関連付け手順を実行する。関連付け、関連付け解除、および再関連付けの手順は、IEEE802.11規格など、関連のあるワイヤレス規格によって管理され得る。
【００４０】
諒解されるように、STA104とAP102との間の情報の交換は、一般に、管理フレーム、制御フレーム、およびデータフレームの使用を伴い、各々は特定のパラメータを有する。IEEE802.11規格に対応するフォーマットを有する一般化されたフレーム200の一例が図2に示される。図示のように、フレーム200は、フレーム制御204、持続時間/ID、アドレスおよびシーケンス制御フィールド、可変長のフレーム本体206、およびフレームチェックシーケンス(FCS)機能を提供するサイクリック冗長検査(CRC)フィールド208を含む18バイトのMACヘッダ202を含む。使用されている特定の規格に応じて、たとえば高スループット(HT)フィールド(図示せず)など追加のフィールドが存在し得る。
【００４１】
MACヘッダ202のフレーム制御204セグメントは、図2によってより詳細に示されており、フレームの802.11プロトコルの識別、フレームのタイプおよびサブタイプ、配送システム情報、送信される追加の情報に関する情報、セキュリティおよび順序の情報を含む様々なタイプの制御情報を提供するフィールドを含む。フレーム制御204は、単一ビットを備え得る電力管理フィールド210も含む。一般に、STA104は、それが省電力モードに入っていることを示すように1に設定された電力管理ビットを有する管理またはデータフレームを送ることができ、また、それがアクティブモードに入っていることを示すように0に設定された電力管理ビットを有するフレームを送ることができる。図2は、フレーム本体206が好ましくは省電力遅延(PSD)情報要素(IE)212を含むことも示す。以下で説明するように、PSD IE212の値は、STA104が電力管理ビットセットを有するフレームを送った後、省電力モードに入ることを遅延させる時間期間をAP102に通信するために、STA104によって使用され得る。さらなる態様では、PSD IE212または別の適した情報要素は、推奨された省電力遅延持続時間をSTA104に通信するために、AP102によって使用され得、これは、推奨される遅延の採用を確認することができる、またはPSD IE212の適切な値を送ることによって、所望により別の値を置換することができる。諒解されるように、フレーム本体206は、ベンダー定義でもよい複数のプロプライエタリ情報要素を含み得、その任意のものがPSD IE212として使用され得る。代替として、新しいPSD IE212は、定義され、関連のある802.11プロトコルに組み込まれ得る。
【００４２】
図3に示されるフローチャートによって、STA104の省電力モード動作をAP102と調整するための例示的なルーチンが表される。ステップ302から始めて、関連付けプロセスがSTA104とAP102との間で行われ得、その間に、当業者には知られているように、セキュリティ、インターネットプロトコル(IP)アドレス、QoS、フローなど、様々な特徴または属性がネゴシエートされる。ネゴシエーションは、一般的に、関連するパラメータ値が同意されるまで、STA104とAP102との間で要求および応答フレームを交換することを伴う。その後、STA104は、AP102によってネゴシエートされるパラメータによって定義される状態またはコンテキストに従って動作する。したがって、ステップ302の間、AP102およびSTA104は、省電力遅延持続時間(PS遅延)をネゴシエートする。一態様では、省電力遅延持続時間は、単にネットワーク構成および所望のパフォーマンスに従ってSTA104によって設定され得る。別の態様では、AP102は、STA104に対して適切な省電力遅延持続時間を勧めるように構成され得、次いで、推奨された値を採用することができる、またはAP102から受信された情報に基づいて所定の値を調整することができる。
【００４３】
次に、AP102は、ステップ304で、STA104に宛てられる1つまたは複数のフレームを保持するために、S/Wバッファ106を使用するように構成され得る。ステップ306で、AP102は、前の通信に基づいてSTA104の動作モードを決定する。たとえば、STA104は、すでに省電力モードに入っており、AP102に対応するリッスン間隔を知らせている可能性がある。したがって、AP102は、STA104が省電力モードであることをすでに知っている場合、ルーチンはステップ304に戻り、STA104が省電力モードを出て、バッファフレームの存在を示すビーコン送信をAP102から受信し、バッファフレームの転送を開始するためにPS-Pollメッセージを送るまで、S/Wバッファ106に1つまたは複数のフレームを保持する。しかしながら、STA104に関連付けられた最後の状態がアクティブモードである場合、AP102は、好ましくは、電力管理210ビットセットを有する任意のフレームのSTA104からの受信について監視し続ける。
【００４４】
ステップ308で、STA104は、それが省電力モードに入っていることを示す電力管理210ビットセットを有するフレームを送る。ルーチンはステップ310に続き、AP102は、電力管理210ビットセットを有するフレームの送信から経過した時間が省電力遅延持続時間を超えるかどうかを判断する。一実施形態では、これは、電力管理フレームのタイムスタンプを構文解析することによって判断され得る。この条件が満たされる場合、ルーチンはステップ304に戻り、STA104がその省電力サイクルを完了するまで、AP102は、S/Wバッファ106に1つまたは複数のフレームを保持し続ける。フレームの送信から経過した時間期間が省電力遅延持続時間未満である場合、AP102は、フォーマッティングおよび送信のためにH/W待ち行列108に、S/Wバッファ106内の1つまたは複数のフレームを送るように構成され得る。
【００４５】
したがって、STA104は、H/W待ち行列108にすでにあり得る任意のフレームの配信を完了するために、AP102を提供するために省電力モードに入ることを延期するために、省電力遅延持続時間を利用する。上記のように、これは、STA104が省電力モードである間、AP102によって送られるフレームを最小限に抑え、または防止し、そのようなフレームが最終的にドロップされないという対応する利点を有する。
【００４６】
加えて、本開示の省電力遅延技法の使用が単にドロップされたフレームを回避することを超えて追加の利点を提供することを当業者は認識されよう。たとえば、従来のAPは、所与の数の送信の再試行の後、STAが省電力モードであることを認識するように構成され得る。この時点で、APは、STAを省電力モードであると見なし、STAを待っているバッファフレームがあることを示すTIMを有するビーコンを送信することができる。STAは、このビーコンを受信すると、PS-Pollを使用して転送を開始し、次いで省電力モードに戻ることができる。しかしながら、省電力からアクティブモードへ、そして省電力に戻るこのサイクルは、情報の転送における望ましくないレイテンシを表す。対照的に、省電力遅延を使用することによって、STA104は、AP102のH/W待ち行列108にあり得るすべてのフレームを受信するために、十分な時間期間の間、アクティブモードのままである。その結果、STA104は、省電力モードサイクリングを実行する必要性を回避することによって、より効率的に動作する。
【００４７】
したがって、PSD IE212において割り当てられる持続時間は、STA104が省電力モードに入った後、フレームがSTA104に送信される可能性を最小限に抑えるために、AP102のH/W待ち行列108がクリアするための十分な時間を提供するように構成され得る。したがって、省電力遅延持続時間は、AP102のプロセッサ、電力管理フレームのMACヘッダを処理するために必要な時間、H/W待ち行列108のサイズ、AP102が電動管理フレームの受信を肯定応答した後にワイヤレス媒体へのアクセスについて競合する必要性、ワイヤレス無線ハードウェア、使用されているプロトコルなどを含む要因に依存し得る。適した一例では、約32〜64のタイムスロットの範囲内の省電力遅延持続時間が使用され得る。要因が現在のネットワーク構成および使用に依存するという範囲で、たとえば上述したようにPSD IE212を有するフレームを交換することによって、条件が変わるにつれて、省電力遅延持続時間を動的に決定し、ステーションおよびアクセスポイントで値を調整することが好ましくなり得る。一態様では、省電力遅延持続時間は、実装を容易にするために、タイムスロットの単位で定義される。
【００４８】
実装に応じて、AP102は、関連付け応答フレームにおけるPSD IE212を使用して、または別々の管理、制御またはデータフレームを使用して、推奨された省電力遅延持続時間をSTA104に通信することができる。同様に、STA104は、任意の適したフレームにおけるPSD IE212を使用して省電力遅延持続時間を肯定応答する、または直接通信することができ、AP102に送信される任意の適したフレームを使用して省電力モードに入る意図をシグナリングするために電力管理210ビットセットを有するフレームを送ることもできる。
【００４９】
明細書に述べたのは現時点での好ましい実施形態である。しかしながら、適切な修正を加えて本開示の原理を他の応用例にも容易に拡張できることは、本発明に関係する技術分野の当業者なら理解するであろう。
【符号の説明】
【００５０】
100  WLAN
102  AP
104  関連のSTA
106  ソフトウェア(S/W)バッファ
108  ハードウェア(H/W)待ち行列
112  STA
114  STA
200  フレーム
204  フレーム制御
206  可変長のフレーム本体
210  電力管理フィールド
212  省電力遅延(PSD)情報要素(IE)
【図１】
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【図２】
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【図３】
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