(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の単位時間を単位として他の無線機器とデータを送受信する無線機器の電力制御方法において、
（ａ）最大受信モード維持時間を超えない範囲内で前記他の無線機器から少なくとも１つ以上のデータフレームを受信する受信ステップと、
（ｂ）前記無線機器のアプリケーションにより要求されるトラフィック要求事項及び無線ＬＡＮの運用状態に関する状態情報に基づいて、該トラヒック要求事項を満足する範囲内で消耗エネルギーを最適化する制御パラメータを取得し、該制御パラメータを設定することによって補正された伝送速度で前記他の無線機器に少なくとも１つ以上のデータを送信する送信ステップと、
（ｃ）前記単位時間のうち、前記受信ステップ及び前記送信ステップを行った後の残余時間が所定の臨界時間より長い場合にドーズモードに転換する転換ステップと、
を含む無線機器の電力制御方法。
【請求項２】
前記単位時間は、アプリケーションが要求する最大遅延時間を上回らない範囲内で、ビーコン間隔の倍数のうち最大値である請求項１に記載の無線機器の電力制御方法。
【請求項３】
前記無線機器は、ＩＥＥＥ  ８０２．１１系列の標準による無線ＬＡＮステーションであり、前記他の無線機器は、アクセスポイントである請求項２に記載の無線機器の電力制御方法。
【請求項４】
前記無線機器は、前記他の無線機器から、ストリーミングデータを受信する請求項３に記載の無線機器の電力制御方法。
【請求項５】
前記（ａ）ステップは、
（ａ１）前記アクセスポイントにＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを伝送するステップと、
（ａ２）前記アクセスポイントからＭｏｒｅ  Ｄａｔａビットが１である間に、データフレームを受信するステップと、
（ａ３）前記（ａ１）及び（ａ２）ステップを前記最大受信モード維持時間の間に繰り返すステップと、
を含む請求項３に記載の無線機器の電力制御方法。
【請求項６】
前記（ｂ）ステップは、
（ｂ１）前記無線機器の状態情報を収集するステップと、
（ｂ２）制御パラメータを探し出すためのエネルギー性能テーブルを構成するステップと、
（ｂ３）前記収集された状態情報及び前記エネルギー性能テーブルを参照して、前記消耗エネルギーを最適化する制御パラメータ値のセットを求めるステップと、
（ｂ４）前記求めた制御パラメータ値のセットによって前記無線機器の無線ＬＡＮモデムを設定するステップと、
（ｂ５）前記無線ＬＡＮモデムの設定によって補正された伝送速度で前記少なくとも１つ以上のデータフレームを前記他の無線機器に送信するステップと、
を含む請求項１に記載の無線機器の電力制御方法。
【請求項７】
前記状態情報に含まれる状態パラメータは、ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）、ＳＲＣ（Ｓｈｏｒｔ  Ｒｅｔｒｙ  Ｃｏｕｎｔ）、ＬＲＣ（Ｌｏｎｇ  Ｒｅｔｒｙ  Ｃｏｕｎｔ）、及びフレーム当り再伝送数CRPFのうち、少なくとも１つを含む請求項６に記載の無線機器の電力制御方法。
【請求項８】
前記状態パラメータは、前記無線ＬＡＮモデムからＭＩＢ（マネージメントインフォメーションベース）の形で提供される請求項７に記載の無線機器の電力制御方法。
【請求項９】
前記制御パラメータは、パケット送信時に使われる速度、パケット送信時に消耗されるＴｘ電力レベル、ＲＴＳスレショルド値、フラグメテーションスレショルド値、Ｓｈｏｒｔ  Ｒｅｔｒｙ  Ｌｉｍｉｔ、及びＬｏｎｇ  Ｒｅｔｒｙ  Ｌｉｍｉｔのうち、少なくとも１つを含む請求項１に記載の無線機器の電力制御方法。
【請求項１０】
（ｂ２）ステップは、
エネルギーモデル及び性能モデルを定義するステップと、
あらゆる可能なパラメータ値からなるパラメータセットを計算するステップと、
前記パラメータセットのうち、同じ伝送速度を基準に最小のエネルギーを消耗するパラメータセットを選択するステップと、
前記選択されたパラメータセットでエネルギー性能テーブルを構成するステップと、
を含む請求項６に記載の無線機器の電力制御方法。
【請求項１１】
前記性能モデルは、データフレームの大きさを、データ伝送における総所要時間で割ることによって定義される請求項１０に記載の無線機器の電力制御方法。
【請求項１２】
前記エネルギーモデルは、パワーアンプで消耗されるエネルギー、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）で消耗されるエネルギー、及び伝送と関連した他のユニットで消耗されるエネルギーの和として定義される請求項１０に記載の無線機器の電力制御方法。
【請求項１３】
前記他のユニットは、ミキサー、低周波フィルター、ＤＡＣ（デジタル／アナログ変換器）のうち、少なくとも１つ以上を含む請求項１２に記載の無線機器の電力制御方法。
【請求項１４】
前記総所要時間の計算において、データ伝送時間及びＡＣＫ伝送時間にフレーム当り再伝送数を乗算する過程が少なくとも含まれる請求項１１に記載の無線機器の電力制御方法。
【請求項１５】
前記パワーアンプで消耗されるエネルギーの計算において伝送電力とデータ伝送時間との積、及びアイドル電力とＡＣＫ伝送時間との積の和にフレーム当り再伝送数を乗算した値を計算する過程が少なくとも含まれる請求項１２に記載の無線機器の電力制御方法。
【請求項１６】
前記（ｃ）ステップは、前記残余時間が所定の臨界時間よりさらに長い時に限って行われる請求項３に記載の無線機器の電力制御方法。
【請求項１７】
所定の単位時間を単位として他の無線機器とデータを送受信する無線機器において、
最大受信モード維持時間を超えない範囲内で前記他の無線機器から少なくとも１つ以上のデータフレームを受信する受信手段と、
当該無線機器のアプリケーションにより要求されるトラフィック要求情報及び無線ＬＡＮの運用状態に関する状態情報に基づいて、該トラヒック要求事項を満足する範囲内で消耗エネルギーを最適化する制御パラメータを取得し、該制御パラメータを設定する設定手段と、
前記制御パラメータを設定することによって補正された伝送速度で前記他の無線機器に少なくとも１つ以上のデータを送信する送信手段と、
前記単位時間のうち、前記受信ステップ及び前記送信ステップを行った後の残余時間が所定の臨界時間より長い場合にドーズモードに転換する転換手段と、
を備える無線機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ＬＡＮ技術に係り、より詳細には無線ＬＡＮネットワーク上で動作するステーションの電力低減方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、一般的なインフラストラクチャーを有する無線ＬＡＮネットワークの構成を示す図面である。図１を参照すれば、複数のステーション３２、３３、３４は、ＡＰ（アクセスポイント）３１を通じてＩＥＥＥ  ８０２．１１系列の標準によってデータを送受信しうる。このようなステーションには、パソコン、ノート型パソコン、携帯電話、ＰＤＡ（パーソナルデジタルアシスタント）など多様な機器が含まれる。携帯用機器３２は、携帯用機器３３とＩＥＥＥ  ８０２．１１系列の標準によるプロトコルでデータを送受信でき、ノート型パソコン３４とＶｏＩＰパケットを送受信することによって音声通話を行うこともできる。
【０００３】
このように、多様な無線ＬＡＮステーションが高速無線ＬＡＮ環境で時間及び場所に拘束されないようにするためには、何よりも安定した電源供給が必須的に要求される。無線ＬＡＮステーションは、その特性上移動が可能な構造からなっており、有線機器のように固定的に安定した電源を供給されられない場合が多く、小型軽量化された充電式バッテリーによって動作されることが一般的である。
【０００４】
このような無線機器の電力低減方法に関する従来の技術として、特許文献１、特許文献２、特許文献３などがある。
【０００５】
特許文献１には、受信されて復調された信号がデコーディング可能か否かを検出し、デコーディングが可能でなければ、受信器の電流を遮断し、デコーディングが可能であれば、受信器を動作させる通信システムのバッテリー低減方法が開示されている。また特許文献２には、先呼出しシステムから伝送される信号のヘッダ配置に含まれたタイムスロット番号でデータ配置があらかじめ設定した特定方式のデータであるか、否かを判断して電源を供給することによって、自身の方式である時のみ、ＲＦ部をオンさせる無線呼出しシステムが開示されている。そして、特許文献３には、バッテリーセーブモードでチャンネルをモニタリングして有効なＣＳＳ（符号化スケルチ信号）が検出されたか否かによってスリープ状態または一般状態を維持するバッテリーを低減する受信器を開示している。
【０００６】
しかし、このような従来の技術は、データ伝送時に最適の伝送電力の設定にのみ焦点を合わせるか、遊休可能な時間情報を収集して、この時間の間にドーズモードに転換するためのデューティーサイクル減少法だけを考慮した。このような技法は、アプリケーションのトラフィック要求事項を考慮せず、またはデータ伝送時または受信時にのみ最適化を考慮することによって、システム全般に亙った電力消耗の最適化効果を得られていない。
【０００７】
したがって、アプリケーションから送受信トラフィック要求事項を受け、これを用いてデータ伝送時には最適の伝送電力を適用し、トラフィック要求事項を外れない範囲内で電力節減が可能な時間を計算して、ドーズモードに転換することによって、伝送電力制御だけでなく、デューティーサイクルの低減効果を有機的に共に得られる方法を創案する必要がある。
【特許文献１】韓国公開特許第２００１−０７５６７０号公報
【特許文献２】韓国公開特許第１９９９−０６５３７９号公報
【特許文献３】米国登録特許第５３５５５１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の技術的課題は、ＩＥＥＥ  ８０２．１１ＤＣＦモード下で動作するステーションなどの電力消耗を減らすための方法及び装置を提供することである。
【０００９】
本発明の目的は、以上で言及した目的に制限されず、言及されていない他の目的は下の記載から当業者に明確に理解されうる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記技術的課題を達成するための所定の単位時間を単位として他の無線機器とデータを送受信する無線機器の電力制御方法において、（ａ）最大受信モード維持時間を超えない範囲内で前記他の無線機器から少なくとも１つ以上のデータフレームを受信するステップと、（ｂ）前記無線機器のトラフィック要求事項または状態情報によって補正された伝送速度で前記他の無線機器に少なくとも１つ以上のデータを送信するステップと、（ｃ）前記単位時間のうち、前記受信ステップ及び前記送信ステップを行った後、残余時間ドーズモードに転換するステップと、を含む。
【００１１】
前記技術的課題を達成するための所定の単位時間を単位として他の無線機器とデータを送受信する無線機器において、最大受信モード維持時間を超えない範囲内で前記他の無線機器から少なくとも１つ以上のデータフレームを受信する手段と、無線機器のトラフィック要求情報または状態情報によって補正された伝送速度で前記他の無線機器に少なくとも１つ以上のデータを送信する手段と、前記単位時間のうち、前記受信ステップ及び前記送信ステップを行った後、残余時間の間にドーズモードに転換する手段と、を含む。
【発明の効果】
【００１２】
無線ＬＡＮモデムの消耗電力を最小化するためには、データ伝送時に適切な伝送パワー制御を行わねばならず、応用のトラフィック要求事項を考慮して遊休可能な時間に対して無線ＬＡＮモデムをドーズモードに転換するデューティーサイクル減少法を適切に適用せねばならない。
【００１３】
本発明は、応用の送受信率及び最大遅延時間要求事項に基づいて遊休可能な時間を計算し、この時間の間に無線ＬＡＮモデムをドーズモードに転換する。また、実際送信及び受信速度を持続的にモニタリングして、トラフィック要求事項を満すための補正された伝送率を計算してデータを伝送する。データ伝送時には、必要なデータ伝送率を満すために最小のエネルギーを消耗するための無線ＬＡＮモデム制御パラメータ値を探して設定して伝送することによって、消耗電力を最小化する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の望ましい実施形態について添付した図面を参照して、さらに詳細に説明する。本発明の利点及び特徴、そしてこれを達成する方法は添付された図面に基づいて詳細に後述されている実施例を参照すれば明確になる。しかし、本発明は以下で開示される実施例に限定されるものではなく、この実施例から外れて多様な形に具現でき、本明細書で説明する実施例は本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野で当業者に発明の範ちゅうを完全に報せるために提供されるものであり、本発明は請求項及び発明の詳細な説明により定義されるだけである。一方、明細書全体に亙って同一な参照符号は同一な構成要素を示す。
【００１５】
本発明によるステーションは、基本的にＩＥＥＥ  ８０２．１１  ＤＣＦモードで動作する。本発明の概要を説明すれば、ステーションは、アプリケーションからデータ送受信要求事項を伝達され、最大遅延時間を単位時間に定め、ＡＰにＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを伝送して前記ＡＰにバッファリングされたデータを受信する。前記ＡＰにこれ以上のバッファリングされたデータがない場合、前記ステーションが伝送せねばならないデータを伝送する。
【００１６】
伝送が完了すれば、単位時間内で送受信に所要された時間を除いた残り時間が所定の臨界時間より長ければ、この時間ほどステーションに含まれた無線ＬＡＮモデムをドーズモードに転換する。実際に送信率及び受信率を持続的に追跡し、アプリケーションのトラフィック要求事項と差が発生すれば、これを補正するための補正伝送率を計算し、これに基づいてデータ伝送を処理する。また、データを伝送する度に、最適のエネルギーだけでデータを伝送できるように、無線ＬＡＮモデムから多様な状態情報を収集し、これにより、最適の状態に無線ＬＡＮを設定するためにあらかじめ作られたエネルギー性能テーブルを参照して無線ＬＡＮステーションを設定した後、データを伝送する。
【００１７】
図２は、本発明の一実施形態による無線ＬＡＮステーション１００の構成を示すブロック図である。無線ＬＡＮステーション１００は、アプリケーション１０と無線ＬＡＮモデム３０、及びこれらの間を介する電力管理モジュール２０を含む。既存の無線ＬＡＮステーション１００は、アプリケーション１０と無線ＬＡＮモデム３０との間にＭＳＤＵ（メディアアクセスコントロールサービスデータユニット）を送受信する構成からなっている。すなわち、アプリケーション１０から提供されるデータであるＭＳＤＵを無線ＬＡＮモデム３０が受信すれば、無線ＬＡＮモデム３０に含まれたＭＡＣユニット（メディアアクセスコントロールユニット）は、前記ＭＳＤＵに所定のＭＡＣヘッダ及びＰＨＹヘッダを付加して変調して空中に伝送する。そして、無線ＬＡＮモデム３０は空中から受信されたＲＦ信号を復調してＰＨＹヘッダ及びＭＡＣヘッダを除去してＭＳＤＵを復元し、これをアプリケーション１０に提供する。
【００１８】
本発明でもアプリケーション１０と無線ＬＡＮモデム３０との間にＭＳＤＵを送受信することは同一である。但し、本発明は、アプリケーション１０と無線ＬＡＮモデム３０との間に電力管理モジュール２０をおき、他のステーションとのデータ送受信において効率的に電力を管理可能にする。
【００１９】
無線ＬＡＮモデム３０は、ＩＥＥＥ  ８０２．１１系列の標準によってＭＡＣ層とＰＨＹ層とを処理する機能を担当する。図３は、本発明の一実施形態による無線ＬＡＮモデム３０の構成を示す図面である。
【００２０】
無線ＬＡＮモデム３０は、少なくとも１つ以上のアンテナ１と、ＬＮＡ（ローノイズアンプリファイア）２を含む。送信用アンテナと受信用アンテナとを別途に備えることも可能であるが、図３に示したように、送信及び受信のために１つのアンテナを使用する場合には、無線ＬＡＮモデム３０は送信モードと受信モードとにスイッチングするためのスイッチ７をさらに備える。図３では、スイッチがａ状態になれば、受信モードとなり、スイッチがｂ状態になれば、送信モードとなる。
【００２１】
受信モードにおいて、無線ＬＡＮ  ＲＦ信号は、受信アンテナ１に入力され、ＬＮＡ２によって増幅されて直交復調器３に入力される。直交復調器３は、入力されたＲＦ信号を基底帯域信号にダウンコンバートする。このためには、システムのローカルオシレータ（局部発振）信号Ｌｏ１を前記入力されたＲＦ信号に乗算せねばならない。
【００２２】
前記ローカルオシレータ信号は、ＶＣＯ（電圧制御発振器）８によって提供される。ＰＬＬ７は、ＶＣＯ８によって発振される信号をフィードバックされて前記発振される信号の位相を固定することによって信号の振れを防止する。
【００２３】
直交復調器３によって提供された基底帯域信号は、ＶＧＡ（可変利得増幅器）５に入力される。ＶＧＡ５は、前記入力された基底帯域信号を自動利得制御（AGC）によって増幅させる。ＶＧＡ５は、ＬＮＡ２に比べて多少広い範囲の利得調節が可能である。このようなＶＧＡ５は、１つまたは複数で備えられうる。
【００２４】
ＬＰＦ４は、ＶＧＡ５から提供された信号に対して低周波フィルタリングを行う。これは前記提供された信号のうち、実際のデータが載せられている周波数帯域のみをカットするためである。
【００２５】
出力バッファ６は、ＬＰＦ４から提供される信号のレベル及び遅延を調節し、ＡＤＣ（アナログ／デジタル変換器）６に提供する。これにより、ＡＤＣ６は、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して基底帯域プロセッサー２０に提供する。
【００２６】
ＢＢＰ（ベースバンドプロセッサ）８は、提供されたデジタル信号を処理してＭＰＤＵを復元し、これをＭＡＣユニット９に伝達する。ＭＡＣユニット９は、前記ＭＰＤＵのＭＡＣヘッダをパージングし、前記ＭＡＣヘッダを除去したデータ、すなわち、ＭＳＤＵをアプリケーション１０に提供する。
【００２７】
一方、送信モードにおいて、ＭＡＣユニット９は、アプリケーション１０からＭＳＤＵを受信し、ここにＭＡＣヘッダを付加して生成されるＭＰＤＵをＢＢＰ８に提供する。
【００２８】
ＢＢＰ８は、前記ＭＰＤＵにＰＨＹヘッダを付加して生成されるＰＰＤＵ（ＰＨＹプロトコルデータユニット）をＤＡＣ１６に伝達する。ＤＡＣ１６は、ＢＢＰ８から提供されたデジタルデータ、すなわち、ＰＰＤＵをアナログ信号に変換する。
【００２９】
ＬＰＦ１４は、ＤＡＣ１６から入力された信号について低周波フィルタリングを行って、必要な信号の帯域だけを抽出し、ＶＧＡ１５は、ＬＰＦ１４から出力される信号を自動利得制御によって増幅する。
【００３０】
直交変調器１３は、ＶＧＡ１５から入力された信号にＶＣＯ８から提供されるローカルオシレータ信号Ｌｏ２を乗算して前記入力された信号を伝送しようとする無線ＬＡＮ  ＲＦ信号帯域にアップカンバートする。
【００３１】
パワーアンプ１２は、直交変調器１３から提供された信号の出力を増幅させる駆動アンプである。前記増幅された信号は、スイッチ７を経てアンテナ１を通じて空中に伝播される。
【００３２】
再び図２に戻って、本発明の一実施形態による電力管理モジュール２０の構成について詳細に説明する。図２において構成要素間に表示された信号ａないしｋの意味は、例えば、次の表１のように整理されうる。
【００３３】
【表１】
0004495122.tif 000002
トラフィック条件設定部２１は、上位アプリケーション１０からデータ送受信のためのトラフィック要求事項を入力され、これにより、必要なパラメータ値を決定する。
【００３４】
トラフィック条件設定部２１が上位アプリケーション１０から前記トラフィック要求事項を伝達される方法は、ＡＰＩ（アプリケーションプログラミングインターフェース）を通じるか、アプリケーションプロファイル情報などを通じてなされうる。前記要求事項は、平均データ送信率
（外１）
0004495122.tif 000003
Ｍｂｐｓ、平均データ受信率
（外２）
0004495122.tif 000004
Ｍｂｐｓ、及び最大遅延時間
（外３）
0004495122.tif 000005
などを含みうる。ここで、平均データ送信率は、ストリーミングデータが平均的に送信されねばならない伝送速度を意味し、平均データ受信率はストリーミングデータが平均的に受信されねばならない受信速度を意味し、最大遅延時間は、あるストリーミングデータが切れ目なくディスプレイされうる最大許容時間を意味する。したがって、ストリーミングデータを送受信しうる無線ＬＡＮステーション１００は、以前ストリーミングデータパケットを受信した後、少なくとも最大遅延時間経過前には次のストリーミングデータパケットを受信せねばならない。
【００３５】
トラフィック条件設定部２１は、前記要求事項から出力情報を計算する。前記出力情報は、単位時間
（外４）
0004495122.tif 000006
、単位時間当り伝送せねばならない平均データ量
（外５）
0004495122.tif 000007
、単位時間当り受信せねばならない平均データ量
（外６）
0004495122.tif 000008
、最大受信モード維持時間
（外７）
0004495122.tif 000009
、最小ドーズ時間
（外８）
0004495122.tif 000010
を含む。
【００３６】
前記単位時間
（外９）
0004495122.tif 000011
は、最大遅延時間
（外１０）
0004495122.tif 000012
を超えない範囲内でビーコン間隔
（外１１）
0004495122.tif 000013
の倍数のうち、最大値を意味する。例えば、最大遅延時間を２００ｍｓとし、ビーコン間隔を３０ｍｓとすれば、前記単位時間
（外１２）
0004495122.tif 000014
は１８０ｍｓとなる。
【００３７】
前記
（外１３）
0004495122.tif 000015
は、前記
（外１４）
0004495122.tif 000016
と前記
（外１５）
0004495122.tif 000017
との積として定義され、前記
（外１６）
0004495122.tif 000018
は、前記
（外１７）
0004495122.tif 000019
と前記
（外１８）
0004495122.tif 000020
との積として定義されうる。無線ＬＡＮステーション１００のＰＨＹ端で実際に設定可能な平均伝送率
（外１９）
0004495122.tif 000021
との和よりは大きく、無線ＬＡＮモデムの最大伝送率よりは小さい。
【００３８】
前記最大受信モード維持時間
（外２０）
0004495122.tif 000022
は、単位時間
（外２１）
0004495122.tif 000023
内でデータ受信を持続しうる最大時間である。無線ＬＡＮステーション１００は、単位時間
（外２２）
0004495122.tif 000024
から
（外２３）
0004495122.tif 000025
を伝送するための時間を除いた時間の間に受信モードに保持されうる。したがって、前記
（外２４）
0004495122.tif 000026
は、次の式（１）のように定義されうる。
【００３９】
【数１】
0004495122.tif 000027
前記ドーズ時間
（外２５）
0004495122.tif 000028
は、ドーズモードとアイドルモード転換が電力消耗側面で利益を得るための最小限の時間を意味する。ドーズモードに維持する時間がきわめて短い場合、ドーズモードに転換した後、再びアイドルモードに転換するのにかかるエネルギーがアイドルモードに保持する場合よりさらに多くのエネルギーを消耗しうる。したがって、単位時間
（外２６）
0004495122.tif 000029
内で残余時間がドーズ時間以下である場合には、ドーズモードに転換しないということがかえって電力消耗を低減寄与しうる。
【００４０】
一方、状態パラメータ収集部２４は、無線ＬＡＮインターフェースから無線ＬＡＮチャンネル運用状態と関連した多様な状態情報を収集する。このような状態情報は、無線ＬＡＮモデム３０からＭＩＢ（マネージメントインフォメーションベース）の形で提供されうる。状態パラメータ収集部２４は、制御パラメータ決定部２３の要求に応じて無線ＬＡＮモデム３０から必要な状態情報を収集し、あらかじめ定義された状態パラメータに加工して制御パラメータ決定部２３に伝達する。状態パラメータ収集部２４は、総フラグメント伝送数
（外２７）
0004495122.tif 000030
と、総再伝送数
（外２８）
0004495122.tif 000031
を無線ラムモデム３０から周期的に読込んで、現在伝送しようとするフレームに対するフレーム当り再伝送数
（外２９）
0004495122.tif 000032
を次の式（２）によって計算する。
【００４１】
【数２】
0004495122.tif 000033
したがって、状態パラメータ収集部２４に入力される情報は、無線ＬＡＮモデム３０から提供されるローレベルの状態パラメータ
（外３０）
0004495122.tif 000034
であり、状態パラメータ収集部２３から制御パラメータ決定部２３に出力される情報は、エネルギー性能テーブルを参照するために必要な加工された状態パラメータ
（外３１）
0004495122.tif 000035
である。前記ローレベルの状態パラメータ
（外３２）
0004495122.tif 000036
には、ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）、ＳＲＣ（Ｓｈｏｒｔ  Ｒｅｔｒｙ  Ｃｏｕｎｔ）、ＬＲＣ（Ｌｏｎｇ  Ｒｅｔｒｙ  Ｃｏｕｎｔ）、及びフレーム当り再伝送数
（外３３）
0004495122.tif 000037
などが含まれうる。
【００４２】
制御パラメータ決定部２３は、無線ＬＡＮ状態情報とトラフィック要求事項とに基づいて与えられたトラフィック要求を満足する範囲内で最適のエネルギーを消耗しうる制御パラメータの値をあらかじめ生成したエネルギー性能テーブル２６を参照して得る。すなわち、データを伝送する度に、状態パラメータ
（外３４）
0004495122.tif 000038
と目標データ伝送率
（外３５）
0004495122.tif 000039
とに基づいてエネルギー性能テーブル２６を検索して最適の制御パラメータ
（外３６）
0004495122.tif 000040
を検索する。
【００４３】
制御パラメータ決定部２３の入力情報は、
（外３７）
0004495122.tif 000041
及びエネルギー性能テーブル２６で提供する検索結果値であり、制御パラメータ適用部２５に提供される出力情報は、前記検索された最適の制御パラメータ値のセットである。前記制御パラメータ
（外３８）
0004495122.tif 000042
次の表２に示されたパラメータで構成されうる。
【００４４】
【表２】
0004495122.tif 000043
エネルギー性能テーブル２６は、システムデザインステップであらかじめ生成された最適のエネルギー性能間のトレードオフテーブルである。テーブルの各行は消耗エネルギー、データ伝送率、各制御パラメータの値、各状態パラメータの値で構成される。制御パラメータ決定部２３がエネルギー性能テーブル２６を参照して最適の制御パラメータ値を探し出すさらに詳細な過程は後述する。
【００４５】
一方、制御パラメータ適用部２５は、無線ＬＡＮインターフェースで制御可能な制御パラメータの値を設定する。すなわち、制御パラメータ適用部２５は無線ＬＡＮモデム３０の各制御パラメータに制御パラメータ決定部２３から提供された最適の制御パラメータ値
（外３９）
0004495122.tif 000044
を設定する。
【００４６】
ドーズモード制御部２２は無線ＬＡＮを通じたデータ伝送及び受信トラフィックをモニタリングしつつ、遊休可能な時間を計算し、その間に無線ＬＡＮをドーズモードに転換させる。すなわち、トラフィック要求事項情報に基づいて毎データ送信（または受信）が完了した時点に、送信（または受信）したデータの量及び所要時間を計算し、その値を累積する。そして、現在単位時間内で累積送信時間及び累積受信時間を差し引いた残り時間が最小ドーズ時間
（外４０）
0004495122.tif 000045
より大きい場合、その時間の間に無線ＬＡＮモデム３０がドーズモードに転換されるように制御する。
【００４７】
ドーズモード制御部２２に入力される情報は
（外４１）
0004495122.tif 000046
であり、ドーズモード制御部２２から出力される情報は、目標データ伝送率
（外４２）
0004495122.tif 000047
及び無線ＬＡＮモデム３０をドーズモードに制御する制御信号である。
【００４８】
ドーズモード制御部２２と関連して起こる動作をさらに具体的に説明する。まず、ドーズモード制御部２２は、単位時間の間に伝送したデータ累積長を示すパラメータ
（外４３）
0004495122.tif 000048
及び単位時間の間に受信したデータの累積長を示すパラメータ
（外４４）
0004495122.tif 000049
を０に初期化する。
【００４９】
次いで、無線ＬＡＮモデム３０を通じてＰＳ−ＰｏｌｌフレームをＡＰに伝送し、ＡＰにバッファリングされているあらゆるデータを受信する。受信開始以後
（外４５）
0004495122.tif 000050
を超えず、受信されるデータのＭＡＣヘッダに含まれる“Ｍｏｒｅ  ｄａｔａ”ビットが１であるうちに、受信作業を行い続ける。データ受信過程が終了される無線ＬＡＮステーション１００の伝送キュー（図示せず）にあるあらゆるデータを伝送する。このように受信及び送信が終了した後、
（外４６）
0004495122.tif 000051
内の残り時間
（外４７）
0004495122.tif 000052
を計算して、
（外４８）
0004495122.tif 000053
より大きいかを確認する。もし、
（外４９）
0004495122.tif 000054
より大きければ、ドーズモード制御部２２は前記
（外５０）
0004495122.tif 000055
の間に前記間無線ＬＡＮモデム３０をドーズ状態に制御し続ける。前記
（外５１）
0004495122.tif 000056
は現在時刻から
（外５２）
0004495122.tif 000057
の開始時刻を差分し、
（外５３）
0004495122.tif 000058
から前記差分結果を再び差分することによって簡単に計算されうる。
【００５０】
したがって、単位時間
（外５４）
0004495122.tif 000059
の間に無線ＬＡＮステーション１００が動作するそれぞれの区間は、図４に示すようである。このように受信区間及び送信区間を集めて置くことによって（すなわち、単位時間内で受信するデータをいずれも受信した後、伝送するデータを伝送する）ドーズ区間を最大限確保しうる。
【００５１】
以下では、エネルギー性能テーブル２６を構築する過程を図５を参照して詳細に説明する。まず、無線ＬＡＮモデム３０のパラメータを決定する（Ｓ１）、無線ＬＡＮモデムパラメータには、前述したように制御パラメータ
（外５５）
0004495122.tif 000060
と状態パラメータ
（外５６）
0004495122.tif 000061
が含まれる。
【００５２】
次いで、無線ＬＡＮモデム３０のエネルギー性能モデルを定義する（Ｓ２）。ここで、伝送時エネルギーＥＴｘｄは、前記制御パラメータと前記状態パラメータとを独立変数とする関数ｆｅｎｅｒｇｙによって決定され、伝送時性能ＲＴｘｄは、前記制御パラメータと前記状態パラメータとを独立変数とする関数ｆｐｅｒｆによって決定される。但し、前記関数ｆｅｎｅｒｇｙとｆｐｅｒｆは、後述する所定のアルゴリズムによって決定されうる。すなわち、特定値を有する制御パラメータと特定値を有する状態パラメータに対してエネルギー及び性能を測定して表示する過程を反復して任意の制御パラメータ値及び状態パラメータ値が与えられれば、その時のＥＴｘｄ及びＲＴｘｄを決定しうる。
【００５３】
次いで、あらゆる可能なパラメータ値からなるパラメータセットｔｕｐｌｅを計算する（Ｓ３）。１つのｔｕｐｌｅは制御パラメータ
（外５７）
0004495122.tif 000062
と、状態パラメータ
（外５８）
0004495122.tif 000063
と、その時のｆｅｎｅｒｇｙ、及びｆｐｅｒｆを含む。
【００５４】
前記複数のｔｕｐｌｅのうち、最小のエネルギーを消耗するｔｕｐｌｅだけを選択し（Ｓ４）、前記選択されたｔｕｐｌｅでエネルギー性能テーブルを構成する（Ｓ５）。
【００５５】
例えば、図６のように横軸をＲＴｘｄとし、縦軸をＥＴｘｄとする座標平面にあらゆる可能なパラメータ値からなるｔｕｐｌｅが表示されると仮定する。そうすると、前記Ｓ４ステップで同じ性能Ｒ０を有する複数のｔｕｐｌｅ６１、６２、６３、６４のうち、最小のエネルギーを有するｔｕｐｌｅ６４を選択する。このような過程をそれぞれの性能別に選択すれば、与えられた性能下で最小のエネルギーを消耗するｔｕｐｌｅ６４、６５、６６、６７、６８が選択され、これらｔｕｐｌｅ６４、６５、６６、６７、６８がエネルギー性能テーブルを構成する。
【００５６】
そうすると、以下ではエネルギーモデルを規定するｆｅｎｅｒｇｙ及び性能モデルを規定するｆｐｅｒｆを計算する方法に関して具体的に説明する必要がある。
【００５７】
次の表３は、ＩＥＥＥ  ８０２．１１系列の標準において、ＤＣＦ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）モードでのパケットサイズ
（外５９）
0004495122.tif 000064
、ＲＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ  ｔｏ  Ｓｅｎｄ）スレショルド値
（外６０）
0004495122.tif 000065
、フラグメンテーションスレショルド値
（外６１）
0004495122.tif 000066
によって次の表３のように４種のフレーム交換パターンに分けられうる。
【００５８】
【表３】
0004495122.tif 000067
以下では表３の各状況について性能モデル
（外６２）
0004495122.tif 000068
及びエネルギーモデル
（外６３）
0004495122.tif 000069
を次の４つのケースに分類して定義する。
【００５９】
場合１
ＲＴＳ／ＣＴＳフレーム交換及びフラグメンテーションをいずれも実行しない場合であって、図７を例として挙げられる。図７によれば、ステーション１００がＡＰ２００にデータフレームを伝送したが、ＡＣＫタイムアウト時間の間にＡＰ２００からＡＣＫを受信できなくて、前記データフレームを再伝送する。次いで、ＳＩＦＳが過ぎた後にステーション１００はＡＰ２００からＡＣＫを受信し、ＤＩＦＳが過ぎた後にバックオフを経る。
【００６０】
図７において、ＲＴｘｄは再伝送を除いたデータフレームの大きさの和Ｌｄを総所要時間で割ることによって定義されるが、具体的には、次の式（３）によって求められうる。
【００６１】
【数３】
0004495122.tif 000070
ここで、Ｔｄは、データフレームの伝送にかかる時間を意味し、ＴＡｃｋＴｉｍｅｏｕｔはＡＣＫタイムアウト時間を意味する。そして、ＴＳＩＦＳはＳＩＦＳ所要時間を意味し、ＴＤＩＦＳはＤＩＦＳ所要時間を意味し、ＴａｃｋはＡＣＫの伝送にかかる時間を意味する。また、ＴＣＷは競争ウィンドウによってかかる時間を意味する。
【００６２】
一方、ＥＴｘｄは伝送時に消耗される電力であって次の式（４）のように定義されうる。
【００６３】
【数４】
0004495122.tif 000071
式（４）において、ＥＴｘｄはパワーアンプで消耗されるエネルギー
（外６４）
0004495122.tif 000072
と、デジタル信号プロセッサー（ＤＳＰ）で消耗されるエネルギー
（外６５）
0004495122.tif 000073
と、伝送と関連した他のユニットで消耗されるエネルギー
（外６６）
0004495122.tif 000074
とに分けられうる。
【００６４】
（外６７）
0004495122.tif 000075
は、再び次の式（５）のように定義されうる。ここで、
（外６８）
0004495122.tif 000076
は、ステーション１００が伝送モードにある場合に消耗される電力を、
（外６９）
0004495122.tif 000077
は、ステーション１００がアイドルモードにある場合に消耗される電力を示す。
【００６５】
【数５】
0004495122.tif 000078
一方、
（外７０）
0004495122.tif 000079
は、次の式（６）のように定義されうる。式（６）では、伝送において１つのフィルター、２個のミキサー、２個の低周波フィルター、２個のＤＡＣを利用することを仮定した。
【００６６】
【数６】
0004495122.tif 000080
（外７１）
0004495122.tif 000081
は、無線ＬＡＮモデム３０のハードウェア属性によってあらかじめ計算が可能である。例えば、それらは無線ＬＡＮモデム３０の基本仕様に明示されている値でありうる。
【００６７】
場合２
ＲＴＳ／ＣＴＳフレーム交換は実行するが、フラグメンテーションは実行しない場合であって、図８を例として挙げられる。図８によれば、ステーション１００がＡＰ２００にＲＴＳフレームを伝送したが、ＣＴＳタイムアウト時間が経過するまで、ＡＰ２００からＣＴＳフレームを受信できなくて、ＲＴＳフレームを再伝送する。次いで、ＳＩＦＳが経過した後に、ステーション１００はＡＰ２００からＣＴＳフレームを受信し、再びＳＩＦＳが経過した後に、データフレームをＡＰ２００に伝送する。その後の過程は場合１と同じであると仮定する。
【００６８】
ＲＴｘｄ  は、再伝送を差し引いたデータフレームの大きさの和Ｌｄを総所要時間で割ることによって、定義されるが、図８のような具体的な場合は次の式（７）によって求められる。
【００６９】
【数７】
0004495122.tif 000082
ここで、
（外７２）
0004495122.tif 000083
はＲＴＳフレームの伝送にかかる時間、
（外７３）
0004495122.tif 000084
はＣＴＳフレームの伝送にかかる時間、
（外７４）
0004495122.tif 000085
はＣＴＳタイムアウト時間、
（外７５）
0004495122.tif 000086
はＲＴＳフレームのフレーム当り再伝送数を各々意味する。
【００７０】
一方、ＥＴｘｄは前記式（４）のように定義されるが、但し、このうち、
（外７６）
0004495122.tif 000087
は、図８の場合に次の式（８）のように定義されうる。
【００７１】
【数８】
0004495122.tif 000088
場合３
ＲＴＳ／ＣＴＳフレーム交換は、実行しないが、フラグメンテーションは、実行する場合であって、図９を例として挙げられる。図９によれば、ステーション１００は、ＡＰ２００に複数のデータフラグメント１、２、３を伝送しようとする。しかし、ステーション１００がデータフラグメント２を伝送した後には、ＡＣＫタイムアウト時間の間にＡＰ２００からＡＣＫ応答がなくて、データフラグメント２を再伝送する場合を仮定する。
【００７２】
この際、ＲＴｘｄは次の式（９）によって求めうる。
【００７３】
【数９】
0004495122.tif 000089
ここで、
（外７７）
0004495122.tif 000090
はデータフラグメント１または２の伝送にかかる時間を意味し、
（外７８）
0004495122.tif 000091
は、最後のフラグメント、すなわち、データフラグメント３の伝送にかかる時間を意味する。
【００７４】
一方、ＥＴｘｄは前記式（４）のように定義されるが、但し、このうち、
（外７９）
0004495122.tif 000092
は、図９の場合に次の式（１０）のように定義されうる。
【００７５】
【数１０】
0004495122.tif 000093
場合４
ＲＴＳ／ＣＴＳフレーム交換及びフラグメンテーションを実行する場合であって、図１０を例として挙げられうる。図１０によれば、ステーション１００は、ＡＰ２００にＲＴＳ及びＣＴＳ交換を経た後、複数のデータフラグメント１、２、３を伝送する。この際、最初のＲＴＳフレームの送信時にエラーが発生し、最初のデータフラグメント２の送信時にエラーが発生する場合を仮定する。
【００７６】
この際、ＲＴｘｄは次の式（１１）によって求めうる。
【００７７】
【数１１】
0004495122.tif 000094
一方、ＥＴｘｄは前記式（４）のように定義されうるが、但し、このうち、
（外８０）
0004495122.tif 000095
は、図１０の場合に次の式（１２）のように定義されうる。
【００７８】
【数１２】
0004495122.tif 000096
今まで、図２及び図３の各構成要素は、ソフトウェアまたはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）または注文型半導体（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ；ＡＳＩＣ）のようなハードウェア構成要素を意味する。しかし、前記構成要素は、ソフトウェアまたはハードウェアに限定されるものではない。アドレッシング可能な保存媒体に存在すべく構成されても良く、１つまたはそれ以上のプロセッサーを実行させるように構成されても良い。 構成要素から提供される機能は、より少数の構成要素及びモジュールで結合されるか、追加的な構成要素とモジュールにさらに分離されうる。複数の構成要素を結合して特定の機能を行う一つの構成要素で具現されることもある。
【００７９】
図１１は、本発明の一実施形態による無線ＬＡＮステーション１００の電力制御方法を示すフローチャートである。前記方法は、図４に示したように、データを受信する過程（Ｓ１０）と、データを送信する過程（Ｓ２０）と、ドーズ制御過程（Ｓ３０）とに大別され、このような過程は、単位時間
（外８１）
0004495122.tif 000097
、すなわち、最大遅延時間
（外８２）
0004495122.tif 000098
を超えない範囲内でビーコン間隔
（外８３）
0004495122.tif 000099
の倍数のうち、最大値の期間を単位として行われる。
【００８０】
まず、データ受信過程（Ｓ１０）において、ステーション１００はＡＰ２００にＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを送信してデータ受信を要請する（Ｓ１１）。もし、受信するデータがなければ（Ｓ１２のＮ）、Ｓ２１ステップに進み、受信するデータがあれば（Ｓ１２のＹ）、データフレームをＡＰ２００から受信する（Ｓ１３）。
【００８１】
前記受信されたデータフレームのＭＡＣヘッダに含まれるＭｏｒｅ  Ｄａｔａ  ｂｉｔが１であるか否かを確認し、その値が０であれば（Ｓ１４のＮ）、これ以上ＡＰ２００から受信するデータがないので、Ｓ２１ステップに進み、その値が１であれば（Ｓ１４のＹ）、引続き、受信するデータが存在するので、最大受信モード維持時間
（外８４）
0004495122.tif 000100
を超えたか否かを判断する（Ｓ１５）。
【００８２】
もし、超えたならば（Ｓ１５のＹ）、さらに受信するデータがあるとしても、受信を中断し、以後は伝送過程を行うためにＳ２１ステップに進む。そして、超えていなければ（Ｓ１５のＮ）、引続きデータフレームを受信する（Ｓ１３）。
【００８３】
次いで、データ送信過程（Ｓ２０）で、ステーション１００は、ＡＰ２００に送信するデータの有無を判断する（Ｓ２１）。送信するデータがなければ（Ｓ２１のＮ）、Ｓ３１ステップに進み、送信するデータがあれば（Ｓ２１のＹ）、次に状態パラメータ収集部２４を通じて状態パラメータを収集する（Ｓ２２）。そして、制御パラメータ決定部２３を通じて、前記収集された状態パラメータ及びエネルギー性能テーブル２６を参照して最適の制御パラメータ値のセットを求める（Ｓ２３）。そして、前記求めた制御パラメータ値を無線ＬＡＮモデム３０に適用する。これにより、無線ＬＡＮモデム３０は前記制御パラメータ値によって補正された伝送速度でデータフレームを送信する（Ｓ２５）。次いで、残りの単位時間
（外８５）
0004495122.tif 000101
の間に送信するデータがさらにあるならば、再びＳ２１以下のステップを繰り返す。
【００８４】
データ送信過程（Ｓ２０）が終了すれば、残りの単位時間
（外８６）
0004495122.tif 000102
の間にドーズ制御過程（Ｓ３０）が行われる。ドーズ制御過程（Ｓ３０）で、ステーション１００は、単位時間
（外８７）
0004495122.tif 000103
内に残りの時間を計算する（Ｓ３１）。もし、残りの時間が最小ドーズ時間
（外８８）
0004495122.tif 000104
より小さいならば（Ｓ３２のＮ）、次の単位時間
（外８９）
0004495122.tif 000105
に対する動作のためにＳ１１に戻る。もし、残りの時間が最小ドーズ時間
（外９０）
0004495122.tif 000106
より長ければ（Ｓ３２のＹ）、ステーション１００の無線ＬＡＮモデム３０は前記残りの時間の間にドーズモードに転換する（Ｓ３３）。そして、前記残りの時間が経過すれば、再びアイドルモードに復帰した後（Ｓ３４）、次の単位時間
（外９１）
0004495122.tif 000107
に対する動作のためにＳ１１に戻る。
【００８５】
以上、添付図を参照して本発明の実施例を説明したが、本発明が属する技術分野で当業者ならば本発明がその技術的思想や必須特徴を変更せずとも他の具体的な形に実施されうるということが理解できるであろう。したがって、前述した実施例は全ての面で例示的なものであって、限定的なものではないと理解せねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、無線ＬＡＮ関連技術分野に好適に適用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】一般的なインフラストラクチャー形態の無線ＬＡＮネットワークの構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態による無線ＬＡＮステーションの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による無線ＬＡＮモデムの構成を示す図である。
【図４】単位時間の間に、無線ＬＡＮステーションの動作区間を説明する図である。
【図５】エネルギー性能テーブルを構築する過程を説明するフローチャートである。
【図６】座標平面に表示されたｔｕｐｌｅの例を示す図である。
【図７】ＲＴＳ／ＣＴＳフレーム交換及びフラグメンテーションをいずれも実行しない場合のデータ送受信過程の例を示す図である。
【図８】ＲＴＳ／ＣＴＳフレーム交換を実行し、フラグメンテーションを実行しない場合のデータ送受信過程の例を示す図である。
【図９】ＲＴＳ／ＣＴＳフレーム交換は実行せず、フラグメンテーションは実行する場合のデータ送受信過程の例を示す図である。
【図１０】ＲＴＳ／ＣＴＳフレーム交換及びフラグメンテーションをいずれも実行する場合のデータ送受信過程の例を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態による無線ＬＡＮステーションの電力制御方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８８】
１０      アプリケーション
２０      電力管理モジュール
２１      トラフィック条件設定部
２２      ドーズモード制御部
２３      制御パラメータ決定部
２４      状態パラメータ収集部
２５      制御パラメータ適用部
２６      エネルギー性能テーブル
３０      無線ＬＡＮモデム
１００    ステーション
２００    アクセスポイント
【図１】
0004495122.tif 000108
【図２】
0004495122.tif 000109
【図３】
0004495122.tif 000110
【図４】
0004495122.tif 000111
【図５】
0004495122.tif 000112
【図６】
0004495122.tif 000113
【図７】
0004495122.tif 000114
【図８】
0004495122.tif 000115
【図９】
0004495122.tif 000116
【図１０】
0004495122.tif 000117
【図１１】
0004495122.tif 000118