JP2002185475A - マスタ駆動時分割二重無線ネットワークで電力消費を管理するシステム、方法およびコンピュータ・プログラム製品 - Google Patents

マスタ駆動時分割二重無線ネットワークで電力消費を管理するシステム、方法およびコンピュータ・プログラム製品

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JP2002185475A JP2001325381A JP2001325381A JP2002185475A JP 2002185475 A JP2002185475 A JP 2002185475A JP 2001325381 A JP2001325381 A JP 2001325381A JP 2001325381 A JP2001325381 A JP 2001325381A JP 2002185475 A JP2002185475 A JP 2002185475A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】マスタ駆動時分割二重無線ネットワークで電力
消費を管理するシステム、方法およびコンピュータ・プ
ログラム製品を提供すること。 【解決手段】本発明は、スレーブでの着信トラフィック
に基づいて低電力モードの各スレーブのポーリング間隔
を調整することによって、end-to-endパケット遅延のサ
ービス品質要件を維持すると同時に電力消費を最適化す
る手段を含む、マスタ駆動時分割二重無線ネットワーク
で電力消費を管理するシステムおよび方法に関する。本
発明は、上の方法を実行するように構成されたコンピュ
ータ・プログラム製品も提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マスタ駆動時分割
二重無線ネットワークでの電力消費管理のシステム、方
法およびコンピュータ・プログラム製品を提供する。
【０００２】
【従来の技術】モバイル・デバイスは、限られたバッテ
リ寿命のゆえに、計算および通信のためのエネルギが限
られている。モバイル・デバイスでのバッテリ電力の節
約は、モバイル・ノードを有するネットワークのプロト
コルを設計する際の重要な考慮事項である。この問題
は、アプリケーション層を含む、プロトコル・スタック
のすべての層を通じて考慮されなければならない。本発
明は、メディア・アクセス制御（ＭＡＣ）層でのバッテ
リ電力節約問題に対処する。
【０００３】ＭＡＣ関連アクティビティについて考慮さ
れるモバイル・ユニット内のエネルギ消費の主な源は、
ＣＰＵ、送信器、および受信器である。モバイル・デバ
イスでのＣＰＵ使用量は、非常に複雑な計算（メディア
・アクセス関連）のほとんどを静止ネットワークに追い
やることによって減らすことができる。したがって、作
業の焦点は、効率的なトランシーバ（すなわち送信器、
受信器）使用になる。
【０００４】無線機は、３つのモードすなわち、スタン
バイ、受信、および送信で動作することができる。デバ
イスがデータを送受信できるモードを、アクティブ・モ
ードと呼ぶ。一般に、無線機は、送信モードで受信モー
ドより多くの電力を消費し、スタンバイ・モードでは最
少の電力を消費する。
【０００５】たとえば、GEC Plessey DE6003（参考文献
１参照）２．４ＧＨｚ無線機は、送信モードで１．８
Ｗ、受信で０．６Ｗ、スタンバイ・モードで０．０５Ｗ
を必要とする。また、Lucent社の１５ｄＢｍ ２．４Ｇ
Ｈｚ Wavelan無線機の電力消費は、送信モードで１．
７２５Ｗ、受信モードで１．４７５Ｗ、スタンバイ・モ
ードで０．０８Ｗ（参考文献２参照）である。したがっ
て、電力消費は、スタンバイ・モードではるかに低くな
る。スケジューリング・アルゴリズムは、送受信するデ
ータがないときにデバイスがスタンバイ・モードになる
ものとしなければならない。デバイスをスタンバイ・モ
ードに切り替えることの制約は、end-to-end遅延が増え
る可能性があり、サービス品質（ＱｏＳ）パラメータに
違反する可能性があることである。したがって、スケジ
ューリング・アルゴリズムは、end-to-end遅延がＱｏＳ
パラメータに違反しないものにしなければならない。
【０００６】さらに、アクティブ・モード（データを送
受信できる時）からスタンバイ・モードへのデバイスの
切替は、その切替に関して他のデバイスに通信しなけれ
ばならないので、オーバーヘッドを有する。したがっ
て、あるモードから別のモードへの頻繁な切替が、より
多くの電力の消費につながる可能性がある。そのような
遷移を最小にする必要から、デバイスが、切替の期待さ
れるオーバーヘッドを判定し、スタンバイ・モードに切
り替えることによって節約される電力と比較した後にス
タンバイ・モードに移動することが要求される。したが
って、デバイスがスタンバイ・モードに入る時は、その
デバイスに関する前のトラフィック到着パターンに基づ
き、その結果、end-to-end遅延がＱｏＳパラメータを満
足し、異なる電力モードの間の切替が頻繁でなくなるよ
うにしなければならない。
【０００７】無線ネットワークのデータ・トラフィック
をスケジューリングする多数の手法が、以前に提案され
た。
【０００８】米国特許第５２７４８４１号明細書に、複
数セル無線ネットワーク内でモバイル・ユーザをポーリ
ングする方法が記載されている。しかし、アップリンク
無線通信が、ＴＤＭＡではなくＣＳＭＡを使用して行わ
れ、したがって、これは、マスタ駆動時分割二重無線シ
ステムに適用可能ではない。
【０００９】米国特許第５５０６８４８号明細書に、対
象のコミュニティでのモバイル・ユーザの需要割り当て
のシステムおよび方法が記載されている。米国特許第５
２９７１４４号明細書に、無線データ通信ネットワーク
用の予約ベースのポーリング・プロトコルが記載されて
いる。しかし、この両方の特許が、デバイスが送受信す
るデータを有しない時であっても「アクティブ」電力モ
ードであるので、帯域幅および電力の浪費につながるの
で、中央駆動されるＴＤＭＡ無線システムの限られた帯
域幅のシナリオで実行可能ではないポリシを使用する。
【００１０】米国特許第４２５１８６５号明細書に、端
末ユニットまたはスレーブが固定された順序でサービス
される二重通信リンクのポーリング・システムが記載さ
れている。そのような分配では、各端末ユニットでの類
似するトラフィック・モデルが仮定され、したがって、
無線ＴＤＤ ＭＡＣシステムで使用可能な少ないリソー
スに関する電力および帯域幅の効率において満足なもの
ではない。
【００１１】米国特許第６０１６３１１号明細書には、
非対称アップリンク／ダウンリンク帯域幅を前提とする
動的帯域幅割振り方式があるが、これは、スタンバイ・
モードへのデバイスに切替に対処せず、電力の考慮が記
載されていない。
【００１２】技術論文「A comparison of MAC protocol
s for wireless local networks based on battery pow
er consumption」（参考文献３参照）に、さまざまなＭ
ＡＣ戦略に関するデバイスの電力消費が記載されている
が、これは、パケット遅延を考慮に入れておらず、着信
トラフィックに適応する電力最適化ポリシに寄与しな
い。
【００１３】米国特許出願第０９／４３４５８３号明細
書に、BluetoothでのＭＡＣスケジューリングが記載さ
れているが、これは、電力消費を考慮せずに、Bluetoot
hピコネットでのフェアネスおよびスループットの問題
を検討したものである。
【００１４】米国特許出願第０９／５３５９２０号明細
書に、ポーリング・ベースのメディア・アクセス制御
（ＭＡＣ）でのサービス品質（ＱｏＳ）制約を伴う接続
の最適スケジューリングが記載されているが、これは、
デバイスの電力消費を考慮していない。
【００１５】上で示したように、上で述べた特許のいず
れもが、無線システムの重要な考慮事項である電力最適
化およびend-to-endパケット遅延を考慮していない。
【００１６】「アクティブ」モードから「スタンバイ」
モードへおよびその逆の遷移の判断基準が、従来技術で
は対処されていない。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、デバ
イスが低電力モードに移動する時間枠を判定するために
適応確率ベース・ポーリング間隔（ＡＰＰＩ：Adaptive
Probability based Polling Interval）機構を使用す
る、BluetoothおよびHomeRFなどを使用するマスタ駆動
時分割二重無線ネットワークで電力消費を管理するシス
テムおよび方法を提供することによって、上記の短所を
除去することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、マスタ駆動時分割二重無線ネットワーク
で電力消費を管理するシステムであって、スレーブでの
着信トラフィックに基づいて低電力モードの各スレーブ
のポーリング間隔を調整することによって、end-to-end
・パケット遅延のサービス品質要件を維持すると同時に
電力消費を最適化する手段を含む、システムを提供す
る。
【００１９】前記手段には、低電力モードの各スレーブ
・デバイスのポーリング間隔を調整する適応確率ベース
・ポーリング間隔（ＡＰＰＩ）機構が含まれる。
【００２０】ポーリング間隔を調整する前記機構には、
各スレーブでの次のパケットの期待される到着時間を、
そのスレーブで前に受信されたパケットの到着間時間の
分布に基づいて予測する手段が含まれる。
【００２１】期待される到着時間を予測する前記手段に
は、到着間時間の特定の範囲に各スレーブに到着するデ
ータ・バーストの数を学習する手段と、各スレーブでの
トラフィック分布の確率密度関数を推定する手段と、発
生の確率が定義済みの閾値を超える、各スレーブでの次
のデータ・バーストの到着の期待される時間間隔を判定
する手段とが含まれる。
【００２２】データ・バーストの数を学習する前記手段
は、到着間時間の特定の範囲に到着するデータ・バース
トの数を受信し、前記受信したデータ・バーストの数を
前記到着間範囲に対応する項目に保管する手段による。
確率密度関数を推定する前記手段は、異なる到着間時間
持続時間に関するデータ・パケットの分布を分析する機
構による。
【００２３】定義済みの閾値確率に関する期待される時
間間隔を推定する前記手段は、
【数７】 によって記述され、ここで、Ｐ（ｔ）が、パケットの到
着の確率であり、ＴASが、到着間時間であり、ＰASが、
閾値確率であり、Ｈ（ｘ）が、観察の総数によって正規
化された、各到着間期間の観察された到着間時間の数を
記述する関数である。
【００２４】スレーブは、条件 （ＴAS−（ＴAS／ｄｅａｄｌｉｎｅ））×ＰRECEIVE＋
（ＴAS／ｄｅａｄｌｉｎｅ）×ＰTRANSMIT−ＴAS×Ｐ
LOW POWER ＞ ＰOVERHEAD に基づいてアクティブ・モードから低電力モードに切り
替えられ、ここで、ＴASが、期待される到着間時間であ
り、Ｄｅａｄｌｉｎｅが、アクティブ・モードのスレー
ブに関するサービスの期限であり、ＰRECEIVEが、受信
されたモードでの電力であり、ＰLOW POWERが、低電力
モードでの電力であり、ＰTRANSMITが、送信モードでの
電力であり、ＰOVERHEADが、接続を低電力モードにし、
アクティブ・モードに戻すことの電力オーバヘッドであ
る。
【００２５】低電力モードでのポーリング間隔を調整す
る前記機構は、遅延されたパケットの接続の許容度に基
づき、
【数８】 によって定義され、ここで、Ｐ（ｔ）が、パケットの到
着の確率であり、ＴPが、低電力モードのスレーブのポ
ーリング間隔であり、ＰBが、遅延されたパケットの接
続の許容度を反映する確率であり、Ｈ（ｘ）が、観察の
総数によって正規化された、各到着間期間の観察された
データ・バーストの数を定義する関数である。
【００２６】スレーブは、条件 （ｂ−１）×ＴLOW POWER ＞ ｄ に基づいて低電力モードからアクティブ・モードに切り
替えられ、ここで、 ｂ ＝ 測定されたバースト長 ＴLOW POWER ＝ 低電力モードである時間 ｄ ＝ 最後のパケットの推定された最大遅延である。
【００２７】前記マスタ駆動時分割二重無線ネットワー
クが、前記低電力モードが「スニフ」モードに対応する
Bluetoothネットワークである。
【００２８】本発明は、マスタ駆動時分割二重無線ネッ
トワークで電力消費を管理する方法であって、スレーブ
での着信トラフィックに基づいて各スレーブのポーリン
グ間隔を調整することによって、end-to-endパケット遅
延のサービス品質要件を維持すると同時に電力消費を最
適化するステップを含む、方法も提供する。
【００２９】ポーリング間隔を調整するステップに、各
スレーブ・デバイスのポーリング間隔を調整する適応確
率ベース・ポーリング間隔（ＡＰＰＩ）方法が含まれ
る。
【００３０】ポーリング間隔を調整する前記ステップ
に、各スレーブでの次のパケットの期待される到着時間
を、そのスレーブの前のパケットの到着間時間の分布に
基づいて予測するステップが含まれる。期待される到着
時間を予測するステップに、到着間時間の特定の範囲に
各スレーブに到着するデータ・バーストの数を学習する
ステップと、各スレーブでのトラフィック分布の確率密
度関数を推定するステップと、発生の確率が定義済みの
閾値を超える、各スレーブでの次のデータ・バーストの
到着の期待される時間間隔を判定するステップとが含ま
れる。
【００３１】データ・バーストの数を学習する前記ステ
ップは、到着間時間の特定の範囲に到着するデータ・バ
ースト数を前記到着間範囲に対応する項目に保管する記
憶方法による。
【００３２】確率密度関数を推定する前記ステップは、
異なる到着間時間持続時間に関するデータ・パケットの
分布を分析することによって定義される。
【００３３】定義済みの閾値確率に関する期待される時
間間隔を判定するステップが、
【数９】 により、ここで、Ｐ（ｔ）が、パケットの到着の確率で
あり、ＴASが、到着間時間であり、ＰASが、閾値確率で
あり、Ｈ（ｘ）が、観察の総数によって正規化された、
各到着間期間の観察されたデータ・バーストの数を記述
する関数である。
【００３４】期待される時間間隔を判定する前記ステッ
プが、 （ＴAS−（ＴAS／ｄｅａｄｌｉｎｅ））×ＰRECEIVE＋
（ＴAS／ｄｅａｄｌｉｎｅ）×ＰTRANSMIT−ＴAS×Ｐ
LOW POWER ＞ ＰOVERHEAD により、ここで、ＴASが、期待される到着間時間であ
り、Ｄｅａｄｌｉｎｅが、アクティブ・モードのスレー
ブに関するサービスの期限であり、ＰRECEIVEが、受信
されたモードでの電力であり、ＰLOW POWERが、低電力
モードでの電力であり、ＰTRANSMITが、送信モードでの
電力であり、ＰOVERHEADが、接続を低電力モードにし、
アクティブ・モードに戻すことの電力オーバヘッドであ
る。
【００３５】低電力モードでの前記ポーリング間隔を調
整するための間隔が、遅延されたパケットの接続の許容
度に基づき、
【数１０】 によって定義され、ここで、Ｐ（ｔ）が、パケットの到
着の確率であり、ＴPが、低電力モードのスレーブのポ
ーリング間隔であり、ＰBが、遅延されたパケットの接
続の許容度を反映する確率であり、Ｈ（ｘ）が、観察の
総数によって正規化された、各到着間期間の観察された
到着間時間の数を定義する関数である。
【００３６】スレーブが、条件 （ｂ−１）×ＴLOW POWER ＞ ｄ に基づいて低電力モードからアクティブ・モードに切り
替えられ、ここで、 ｂ ＝ 測定されたバースト長 ＴLOW POWER ＝ 低電力モードである時間 ｄ ＝ 最後のパケットの推定された最大遅延である。
【００３７】前記マスタ駆動時分割二重無線ネットワー
クは、前記低電力モードが「スニフ」モードに対応する
Bluetoothネットワークである。
【００３８】本発明は、さらに、マスタ駆動時分割二重
無線ネットワークで電力消費を管理するコンピュータ可
読記憶媒体に保管されたコンピュータ可読プログラム・
コードを含むコンピュータ・プログラム製品であって、
スレーブでの着信トラフィックに基づいて各スレーブの
ポーリング間隔を調整することによって、end-to-endパ
ケット遅延のサービス品質要件を維持すると同時に電力
消費を最適化するように構成されたコンピュータ可読プ
ログラム・コード手段を含む、コンピュータ・プログラ
ム製品を提供する。
【００３９】前記構成されたコンピュータ可読プログラ
ム・コード手段に、各スレーブ・デバイスのポーリング
間隔を調整する適応確率ベース・ポーリング間隔（ＡＰ
ＰＩ）機構が含まれる。
【００４０】ポーリング間隔を調整するように構成され
た前記コンピュータ可読プログラム・コード手段に、各
スレーブでの次のパケットの期待される到着時間を、そ
のスレーブの前のパケットの到着間時間の分布に基づい
て予測する機構が含まれる。
【００４１】期待される到着時間を予測する前記機構
に、到着間時間の特定の範囲に各スレーブに到着するデ
ータ・バーストの数を学習するように構成されたコンピ
ュータ可読プログラム・コード手段と、各スレーブでの
トラフィック分布の確率密度関数を推定するように構成
されたコンピュータ可読プログラム・コード手段と、発
生の確率が定義済みの閾値を超える、各スレーブでの次
のデータ・バーストの到着の期待される時間間隔を判定
するように構成されたコンピュータ可読プログラム・コ
ード手段とが含まれる。
【００４２】データ・バーストの数を学習するように構
成された前記コンピュータ可読プログラム・コード手段
は、到着間時間の特定の範囲に到着するデータ・バース
ト数を前記到着間範囲に対応する項目に保管する記憶手
段による。
【００４３】確率密度関数を推定するコンピュータ可読
プログラム・コード手段は、異なる到着間時間持続時間
に関するデータ・パケットの分布を分析する手段によ
る。
【００４４】定義済みの閾値確率に関する期待される時
間間隔を推定するように構成された前記コンピュータ可
読プログラム・コード手段が、
【数１１】 によって定義され、ここで、Ｐ（ｔ）が、パケットの到
着の確率であり、ＴASが、到着間時間であり、ＰASが、
閾値確率であり、Ｈ（ｘ）が、観察の総数によって正規
化された、各到着間期間の観察されたデータ・バースト
の数を記述する関数である。
【００４５】期待される時間間隔を判定するように構成
された前記コンピュータ可読プログラム・コード手段
が、 （ＴAS−（ＴAS／ｄｅａｄｌｉｎｅ））×ＰRECEIVE＋
（ＴAS／ｄｅａｄｌｉｎｅ）×ＰTRANSMIT−ＴAS×Ｐ
LOW POWER ＞ ＰOVERHEAD によって定義され、ここで、ＴASが、期待される到着間
時間であり、Ｄｅａｄｌｉｎｅが、アクティブ・モード
のスレーブに関するサービスの期限であり、ＰRECEIVE
が、受信されたモードでの電力であり、Ｐ
LOW POWERが、低電力モードでの電力であり、Ｐ
TRANSMITカ゛、送信モードでの電力であり、Ｐ
OVERHEADが、接続を低電力モードにし、アクティブ・モ
ードに戻すことの電力オーバヘッドである。
【００４６】低電力モードでのポーリング間隔を調整す
るための間隔が、遅延されたパケットの接続の許容度に
基づき、
【数１２】 によって定義され、ここで、Ｐ（ｔ）が、パケットの到
着の確率であり、ＴPが、低電力モードのスレーブのポ
ーリング間隔であり、ＰBが、遅延されたパケットの接
続の許容度を反映する確率であり、Ｈ（ｘ）が、観察の
総数によって正規化された、各到着間期間の観察された
データ・バーストの数を定義する関数である。
【００４７】スレーブが、条件 （ｂ−１）×ＴLOW POWER ＞ ｄ に基づいて低電力モードからアクティブ・モードに切り
替えられ、ここで、 ｂ ＝ 測定されたバースト長 ＴLOW POWER ＝ 低電力モードである時間 ｄ ＝ 最後のパケットの推定された最大遅延である。
【００４８】前記マスタ駆動時分割二重無線ネットワー
クが、前記低電力モードが「スニフ」モードに対応する
Bluetoothネットワークである。
【００４９】
【発明の実施の形態】図１に、Bluetoothシステムのス
ニフ・モードの動作を示す。スニフ・モードでは、スレ
ーブが、事前に決定されたタイム・スロットでマスタ送
信をlistenしなければならず、したがって、残りの時間
の間は低電力モードにとどまる。マスタが最後の送信以
降にスレーブに送信するまでの時間間隔を、「ポーリン
グ間隔」と称する。スレーブは、各ＴSNIFFスロットの
時間の後に、ＮSNIFF-ATTEMPT回だけマスタ送信をliste
nする。したがって、スレーブのトランシーバのデュー
ティ・サイクルは、スニフ・モードで減らされ、電力節
約につながる。スレーブのスニフ・モードへの切替は、
マスタ開始またはスレーブ開始のいずれかとすることが
できる。マスタ開始切替では、マスタが、スレーブにス
ニフ・モードへの切替を強制するか、スレーブにスニフ
・モードに移ることを要求するかのいずれかを行う。ス
レーブは、スニフ・モードへの切替に関するマスタの要
求の受け入れまたは拒絶のいずれかを行うことができ
る。スレーブ開始切替では、スレーブが、そのスニフ・
モードへの切替についてマスタに要求し、マスタがその
要求を受け入れる場合に、スレーブがスニフ・モードに
切り替える。
【００５０】Bluetoothピコネットでのスレーブのスケ
ジューリングの所望の特徴は次の通りである。 １．デバイスの電力消費を減らさなければならない。 ２．end-to-end遅延がＱｏＳパラメータを満足すること
を保証しなければならない。 ３．アクティブからスニフへの切替の判断基準では、電
力モードの間の不必要な切替を減らさなければならな
い。 ４．スニフ・モードでのポーリング間隔は、問題１、２
を解決するために、前のトラフィック到着パターンに基
づいて計算されなければならない。
【００５１】適応確率ベース・ポーリング間隔（ＡＰＰ
Ｉ）は、着信トラフィックに適応し、着信トラフィック
に適応しないスニフ・モードを使用する固定ポーリング
間隔（ＦＰＩ）ポリシよりよく動作する。この技法に
は、次の２つの版がある。 １）固定分解能を有する適応確率ベース・ポーリング間
隔（ＡＰＰＩ−ＦＲ） ２）適応分解能を有する適応確率ベース・ポーリング間
隔（ＡＰＰＩ−ＡＲ）
【００５２】固定分解能を有する適応確率ベース・ポー
リング間隔（ＡＰＰＩ−ＦＲ）方法では、Bluetoothデ
バイスの「低電力」モードでのポーリング間隔Ｔsniff
を選択する。
【００５３】ＡＰＰＩ−ＦＲは、下記の顕著な特徴を有
する。 ｉ）インアクティブの間に、スレーブが、次のパケット
の到着までの予測された時間にわたって低電力モードに
なり、したがって、電力消費が減る。 ｉｉ）スニフ・モードのスレーブを含むすべてのスレー
ブのサービス品質パラメータが満足される。 ｉｉｉ）end-to-endパケット遅延が、固定ポーリング間
隔ポリシ（ＦＰＩ）および平均分散ポリシ（ＭＥＡＮ）
に関して減る。 ｉｖ）ポーリング間隔が、その接続の着信トラフィック
に基づいて選択される。 ｖ）現在より少ないトラフィックを有する低電力モード
の接続をより大きい間隔でポーリングすることによっ
て、より多くのトラフィックを有するスレーブのために
余分な帯域幅が解放される。 ｖｉ）電力的に高価なアクティブ・モードで最小の可能
な時間だけ接続を保つために、ＡＰＰＩ−ＦＲは、学習
関数Ｈを使用して、デバイスでの着信トラフィックの性
質に適合する。学習関数は、接続のデータ・パケット間
の到着間時間に基づく。学習関数の分解能は、ＡＰＰＩ
を適用することによって学習関数から導出できる２つの
連続するポーリング間隔の間の最小のギャップである。
ＡＰＰＩ−ＦＲでは、解が、接続のパケット間の最大到
着間値および最小到着間値によって固定される。
【００５４】ＡＰＰＩ−ＦＲでは、着信トラフィックの
よい近似のためにポーリング間隔を判定する際によい分
解能が要求される場合に、学習関数Ｈの次数が高い。こ
れは、ポーリング間隔を計算する間の計算オーバーヘッ
ドにつながる。たとえば、確率の計算は、考慮される到
着間範囲のそれぞれの追加の個々の確率を必要とする。
したがって、間隔の数が多いほど、計算コストが増え
る。
【００５５】適応分解能を有する適応確率ベース・ポー
リング間隔（ＡＰＰＩ−ＡＲ）によって、ＡＰＰＩ−Ｆ
Ｒの短所が克服される。ＡＰＰＩ−ＡＲは、データ到着
の確率が高い到着間範囲内のポーリング間隔のより微細
な分解能を保つことによって、トラフィック到着分布を
処理する。学習関数Ｈのポーリング間隔の分解能は、デ
ータ到着の期待される確率が低い到着間範囲では低い。
したがって、ＡＰＰＩ−ＡＲの学習関数Ｈの次数は、類
似する結果についてＡＰＰＩ−ＦＲのほぼ２０％の値で
一定に保たれる。
【００５６】ＡＰＰＲ−ＡＲの長所は次の通りである。 ｉ）学習関数Ｈのより低い次数を有することを介して、
このポリシが、トラフィック到着分布に対して適応的で
あるので、正確なポーリングを実施する。 ｉｉ）あらゆる種類のトラフィックを、トラフィック到
着分布に関する知識なしで処理することができる。 ｉｉｉ）関数Ｈの次数も低く、したがって、ポーリング
間隔の分解能を失わずに計算オーバーヘッドが回避され
る。 ｉｖ）固定分解能を有する適応ポリシの長所のすべてが
まだ使用可能である。
【００５７】ＡＰＰＩでの電力モードの切替の決定の判
断基準 ＡＰＰＩは、フローごとの最小の情報を維持し、ハード
ウェアでの実施が簡単である。
【００５８】ＡＰＰＩは、低電力（スニフ）モードの接
続のポーリング時間を決定する、実施が簡単なアルゴリ
ズムである。そのような場合に、ＡＰＰＩは、次のパケ
ットまでの到着間時間が、これまでに観察された到着間
時間と同一の分布から引き出されるという論理的かつ正
当な仮定を行う。したがって、到着間時間を観察して、
パケットの到着の期待される時間を導出することができ
る。
【００５９】所与の接続についてトラフィックの分布Ｄ
を学習するために、データ・バーストの観察された到着
間時間の別々の学習関数Ｈを、正方向（マスタからスレ
ーブへ）データ・トラフィックと逆方向（スレーブから
マスタへ）データ・トラフィックについて保持する。観
察され、学習関数に記録されるデータ・バーストの到着
間時間は、各バーストの最初のパケットの到着間時間で
ある。したがって、各バーストの残りのパケットは、通
常は最初のパケットから無視できる時間間隔以内に到着
するので、観察から除外される。時間間隔Ｉ∈０、…、
ｍ−１のそれぞれについて、Ｈ（ｉ）が、区間［ｉ×Ｍ
／ｍ、（ｉ＋１）×Ｍ／ｍ）に観察される到着間時間の
数であり、ここで、パラメータｍは、Ｈの項目数であ
り、Ｍは、観察に関する最大到着間時間である。
【００６０】学習関数：学習関数では、到着間時間の特
定の範囲に対応する項目に、これらの到着間範囲に到着
するデータ・バーストの数が保管される。図２に、Ｘ軸
が到着間時間を表し、Ｙ軸が、これらの到着間範囲内に
到着したバーストの数に対応する、学習関数を示す。
【００６１】低電力モードの条件：接続がアクティブ・
モードであり、データ・バーストが終了する時に、目的
は、時間ＴASを計算することである。ＴASは、接続を強
制的に（個々のパケット遅延に対するＱｏＳ要件のゆえ
に）アクティブ・モードにする（低電力モードにされて
いる場合に）ことができる、この時間（ＴAS）内の十分
な長さの次のデータ・バーストの到着の確率が閾値ＰAS
未満になるように選択されなければならない。この予測
は、学習関数Ｈの助けを得て行われる。アクティブ・モ
ードがそのサービスのために絶対に必要になるそのよう
なバーストが、確率Ｐ（ｔ）の計算のために考慮される
唯一のパケットである。Ｐ（ｔ）の意味を下で説明す
る。
【００６２】したがって、そのようなパケットの到着の
確率Ｐ（ｔ）が、時刻ＴASまで加算された時に閾値ＰAS
を超え（ＰASは、許容されるＱｏＳパラメータの許容度
に依存する）、接続をスニフ・モードにし、アクティブ
・モードに戻すことの電力オーバーヘッドＶが、時間Ｔ
ASに節約される電力未満である場合には、接続を低電力
モードにする。
【００６３】トラフィック分布Ｄの確率密度関数が、学
習関数Ｈによって推定され、ＴASが、Ｄから導出される
到着間時間であり、送信するための電力が、スロットあ
たりＰTRANSMITであり、受信するための電力が、Ｐ
RECEIVEであり、スニフ状態の電力が、ＰSNIFFである
と、上の条件を、次式として表すことができる。 （ｉ）
【数１３】 （ｉｉ）（ＴAS−（ＴＡＳ／ｄｅａｄｌｉｎｅ））×Ｐ
RECEIVE＋（ＴAS／ｄｅａｄｌｉｎｅ）×ＰTRANSMIT−
ＴAS×ＰLOW POWER ＞ ＰOVERHEAD
【００６４】したがって、第１の条件から計算されたＴ
ASの接続について第２の条件が満たされる場合には、ス
レーブが低電力モードにされる。
【００６５】低電力モードでのポーリング間隔の決定：
第２の目的は、次のバーストの到着の前の期待される時
間間隔が、遅延パケットの接続の許容度を反映する確率
ＰBより大きくなるような時間間隔を見つけることであ
る。したがって、
【数１４】 このＴPは、低電力モードのスレーブのポーリング間隔
ＴLOW POWERである。
【００６６】図２に、データ・パケットの到着間時間の
分布の例を示す。ポーリング間隔を決定するために、異
なる到着間範囲内のパケットの数を、到着間範囲上で、
先頭から始めて、合計がバーストの総数のＰB（＜１）
倍に等しくなるまで加算する。上の手順で最後に達した
到着間範囲の平均を、ポーリング間隔として採用する。
ＰBは、図２ではＰＲＯＢとして示されている。ＡＰＰ
Ｉのよい性能のためのＰＲＯＢの値は、ＦＴＰ、ＨＴＴ
Ｐなどの異なるトラフィックについてシミュレーション
を実行することによって判定される。ＰＲＯＢの値が高
いほど、パケットのend-to-end遅延が多くなる。したが
って、ＰＲＯＢの値は、厳密なＱｏＳ厳守を必要とする
接続の場合には低くしなければならない。したがって、
ＰＲＯＢの値は、パケット遅延を表すのでＱｏＳの１パ
ラメータとすることができる。
【００６７】トラフィック分布Ｄの近似：着信トラフィ
ックの分布は、データ・パケットの到着間時間の学習関
数Ｈによって近似される。
【００６８】低電力モードからアクティブ・モードへの
切替の判断基準の決定：低電力モードでサービスされる
パケットが、やはりＱｏＳに依存する閾値より長い遅延
を得ると推定される場合には、接続を即座にアクティブ
・モードにする。これは、バースト長ｂ、スニフ間隔Ｔ
SNIFFを測定し、したがってキューの最後のパケットの
最大遅延ｄを推定することによって簡単に行われる。 推定される遅延 ＝ （ｂ−１）×ＴLOW POWER ＞ ｄ 上の判断基準が満たされない場合には、接続をアクティ
ブ・モードに切り替える。
【００６９】図３に、スレーブでのデータ・バーストの
到着時に実行されるアクティビティの流れ図を示す。特
定のストリームのキューに新しいバーストが到着する時
に（３．２）、システムが、データ・バーストの間の到
着間時間を計算し（３．３）、学習関数に定数係数Ｋを
加算する（ＨK）（３．４）。学習関数の総項目の合計
がＬＩＭＩＴを超える場合（３．５）に、学習関数を定
数係数Ｆで割り（３．６）、そうでない場合には、処理
が停止する（３．７）。
【００７０】この処理は、ソフトウェアに関して、下で
定義されるメソッドとして表される：下記は、このシス
テムのパラメータである。
【００７１】環境パラメータ Ｄ ：データ・トラフィックの分布。 ＴLOW POWER ：スレーブが低電力モードの時のポーリ
ング間隔。 ＰLOW POWER ：スレーブが低電力モードの時に必要な
スロットあたりのエネルギ。 ＰTRANSMIT ：送信のためにスレーブが必要とするスロ
ットあたりのエネルギ。 ＰRECEIVE ：受信のためにスレーブが必要とするスロ
ットあたりのエネルギ。 ＤＥＡＤＬＩＮＥ ：アクティブ状態でのスレーブのサ
ービスの期限
【００７２】メソッド・パラメータ Ｍ ：学習関数で観察される時間間隔の最大値。 Ｈ ：マスタからスレーブへの流れおよび逆の流れの両
方について維持される学習関数。したがって、１接続あ
たり２つの学習関数がある。 Ｖ ：スレーブを低電力モードに変え、アクティブ・モ
ードに戻すオーバーヘッド。 Ｍ ：学習関数内のある時点での項目数。 ＰAS ：パケットが遅延のＱｏＳパラメータを満足しな
い確率。これは、スレーブを低電力モードにすることの
実現可能性を計算する際に閾値確率として使用される。 ＰB ：パケットが遅延のＱｏＳパラメータを満足しな
い確率。これは、低電力モードのデバイスのポーリング
間隔を計算する際に閾値確率として使用される。 ＬＩＭＩＴ ：トラフィック接続のすべてのＨの値の限
界。
【００７３】メソッド変数： ＴAS ：アクティブ状態のチャネルを必要とする、２つ
のバーストの間の時間間隔。この値は、低電力モードに
することの実現可能性を判定するのに使用される。 ＴP ：スレーブが低電力モードである時の２つのポー
リング間隔の間の時間間隔。この値は、次のポーリング
だけに関してＴLOW POWERと同一である。
【００７４】ＡＰＰＩ−ＦＲ方法でマスタのＭＡＣでの
スケジューリングに関するアクションをトリガするイベ
ントは次の通りである。
【００７５】１）デバイスでのデータの到着 新しいバーストが、デバイスでのスケジューリングに関
する特定のストリームのキューに到着する時に、必ず、
最後のバーストと現在のバーストの間の到着間時間が、
学習関数Ｈk（「ｋ」はスレーブ・インデックスを示
す）に記録される。したがって、２つのデータ・バース
トの間の到着間時間が、「ｉ」である場合に、Ｈ
k（ｉ）が、定数係数Ｋだけ増分される。したがって、
ステップは次のようになる（図３を参照されたい）。 ａ）データ・バーストの最初のパケットの間の到着間時
間「ｉ」を計算する。 ｂ）定数係数ＫをＨk（ｉ）に加算する。 ｃ）Σj=0 m-1Ｈk（ｊ） ＞ ＬＩＭＩＴの場合に（Ｌ
ＩＭＩＴは定数係数）、学習関数を定数係数Ｆ（＞１）
で割り、古いデータの重みが時間と共に指数関数的に減
るようにする。
【００７６】図４に、アクティブ状態のスレーブでのア
クティビティの流れ図を示す。スレーブは、内部キュー
のデータについて検査する（４．２）。データがキュー
に存在する場合には、それを送信し（４．３）、そうで
ない場合には、スレーブは、マスタとスレーブの両方の
学習関数について低電力動作の条件を検査する（４．
４）。低電力動作の両方の条件が満たされる場合（４．
５）、スレーブを低電力モードに切り替え（４．６）、
そうでない場合には、スレーブはアクティブ・モードに
とどまり（４．７）、処理が停止する（４．８）。
【００７７】接続が、送信すべきデータを有する場合に
は、接続をサービスする。しかし、接続が、キュー内に
データを有しない場合に、「低電力モードの条件」がマ
スタとスレーブの両方の学習関数ＨMおよびＨSによって
満足されるならば、接続を低電力モードにする。
【００７８】したがって、ステップは次のようになる
（図４を参照されたい）。 １．データがキューに入っている場合。送信する。 ２．送信するデータがない場合：ＨMおよびＨSについて
「低電力モードの条件」を検査する。 ３．ＨMおよびＨSの両方が「低電力モードの条件」を満
足する場合：低電力モードに移る。 ４．そうでない場合：アクティブ・モードにとどまる。 ５．接続が低電力モードになる場合：低電力モードに移
る間、マスタとスレーブの両方でのポーリング間隔を計
算する。 ６．ポーリング間隔は、２つの計算された間隔の最小値
になる。
【００７９】図５に、低電力状態でのスレーブのアクテ
ィビティの流れ図を示す。低電力状態のスレーブとの接
続をスケジューリングする時に、マスタおよびスレーブ
は、低電力からアクティブへの切替の判断基準を検査す
る（５．２）。それがどちらかのキューで満足される場
合に、アクティブ状態に切り替える（５．３）。そうで
ない場合には、低電力モードにとどまり、スレーブをサ
ービスし（５．４）、最後に処理を停止する（５．
５）。
【００８０】低電力状態のスレーブとの接続をスケジュ
ーリングする時には、マスタおよびスレーブが、低電力
からアクティブへの切替の判断基準を検査する。
【００８１】それが満足される場合には、接続をアクテ
ィブ状態に切り替える。したがって、ステップは次のよ
うになる（図５を参照されたい）。 １．マスタとスレーブの両方のキューで「低電力からア
クティブへの切替の条件」を検査する。 ２．その条件がどちらかのキューで満足される場合に
は、アクティブ状態に切り替える。 ３．そうでない場合には、低電力モードにとどまり、ス
レーブをサービスする。
【００８２】マスタ側またはスレーブ側でのデータ・バ
ーストの到着時に学習関数が更新される時に、必ず、す
べてのポーリング間隔（たとえば「ｊ」）でのデータ到
着の期待される確率が、学習曲線の次数「Ｎ」の関数で
あるあらかじめ決められた閾値「Ｐｒ」を超えないこと
が検査される。 Ｈ（ｊ）／（i=0ΣNＨ（ｉ）） ≧ Ｐｒ
【００８３】等化の条件 そのような場合には、ｊ番目の到着間範囲を２つの範囲
に分ける。学習関数の次数を一定に保つために、期待さ
れる確率の最小の合計を有する２つの隣接する到着間範
囲を、一緒に結合する。これによって、データ速度がよ
り高い到着間範囲でより高い分解能が達成されると同時
に、バケットの数が小さく、一定の数に保たれる。 １．Ｈに対する「等化の条件」を検査する。 ２．到着間範囲「ｊ」についてＨでそれが満足される場
合に、その到着間範囲を２つに分ける。 ３．到着間範囲が２つに分けられる場合には、合計がヒ
ストグラムＨの最小値になる２つの隣接する到着間範囲
を結合する。 ｍｉｎ［Ｈ（ｉ）＋Ｈ（ｉ＋１）] ｆｏｒ ａｌｌ ｉ ∈ Ｎ
【００８４】図６に、離散イベント・シミュレーション
に使用されるマスタおよびスレーブでのキューに関する
BluetoothピコネットのＴＤＤ ＭＡＣを示す。ＡＰＰ
Ｉによって達成される電力およびend-to-end遅延の最適
化の例示に使用されるマスタとスレーブの間のトラフィ
ックは、次の通りである。 １．ee.lbl.govからのＴＣＰトラフィック・トレース ２．ＨＴＴＰアプリケーション層を伴うＴＣＰトランス
ポート層（トラフィック・シミュレーションから） ３．ＦＴＰアプリケーション層を伴うＴＣＰトランスポ
ート層（トラフィック・シミュレーションから） ４．ＣＢＲトラフィック ５．１６Ｋｂｐｓリンクからオーディオを再生するReal
playerから収集したＴＣＰダンプ。
【００８５】下記のベース・ポリシが、ＡＰＰＩ−ＡＲ
との比較に使用される。 １．常時アクティブ・モード（ＡＡＭ）：このポリシで
は、すべてのスレーブが、すべての時にアクティブ・モ
ードに保たれ、したがって、低電力モードが使用されな
い。 ２．固定ポーリング間隔（ＦＰＩ）：このポリシでは、
固定されたポーリング間隔ＰＯＬＬＩＮＴを用いて、マ
スタのキューとスレーブのキューの両方にデータがない
時に、必ず接続をスニフ・モードにする。 ３．平均分散ポリシ（ＭＥＡＮ）：このポリシでは、前
のバーストの到着間時間の平均および分散に基づくポー
リング間隔を用いて、マスタのキューとスレーブのキュ
ーの両方にデータがない時に、必ず接続をスニフ・モー
ドにする。 ４．オフライン最適ポリシ：このポリシでは、マスタ
が、実際のデータの到着に基づいてＡＰＰＩに記載され
た条件に従ってスケジューリングを行い、電力モードの
間の切替を処理し、したがって、デバイスの電力消費と
end-to-endパケット遅延を最適レベルに減らす。
【００８６】他の詳細は次の通りである。 １．ピコネット内の最大のスレーブ数：７ ２．スニフ状態のポーリング間隔：１００スロットから
５００スロットの間で適応。 ３．各ＴＤＤスロットの長さ：６２５μ秒。
【００８７】 ＤＥＡＤＬＩＮＥ ：４０スロット ＰＯＬＬＩＮＴ ：２５０スロット ＰSNIFF ：０．０５ユニット ＰRECEIVE ：０．５ユニット ＰTRANSMIT ：１ユニット Ｏ ：２×ＰTRANSMIT＋２×ＰRECEIVE ＝ ３ユニッ
ト ＰAS ：０．３ ＰB ：０．３
【００８８】シミュレーションでは、異なる最適化ポリ
シすなわち、下記をカバーする。 １．常時アクティブ・モード（ＡＡＭ） ２．固定ポーリング間隔（ＦＰＩ） ３．平均分散ポリシ（ＭＥＡＮ） ４．適応分解能を有する適応確率ベース・ポーリング間
隔（ＡＰＰＩ−ＡＲ）
【００８９】すべてのポリシの結果を、オフライン・ポ
リシに関して正規化して示す。
【００９０】ＡＰＰＩ−ＡＲでは、学習関数が、列の数
が学習関数の次数を表し、各列の境界が到着間範囲を表
すヒストグラムによって実施される。
【００９１】シミュレーションでは、１１００００個の
Bluetoothスロットをカバーし、結果は、５００００個
の前方へのスロットをカバーし、したがって、トラフィ
ックの性質に適応するために学習関数によって占められ
た時間を無視している。図７に、ＡＡＭポリシ、ＦＰＩ
ポリシ、ＭＥＡＮポリシ、ＡＰＰＩ−ＡＲポリシ、およ
びオフライン最適ポリシについてシミュレートされたＴ
ＣＰトレースについて得られた電力およびend-to-end遅
延のグラフを示す。ＦＰＩおよびＭＥＡＮでは、かなり
の量の電力が節約されるが、遅延が非常に大きい値に増
加する。ＡＰＰＩ−ＡＲは、トラフィック分布に適応
し、オフライン最適ポリシに非常に近い値まで電力を減
らしながら、ＦＰＩおよびＭＥＡＮと比較して遅延が減
っている。ＡＰＰＩでは、ＡＡＭで消費される電力の８
５％、ＦＰＩおよびＭＥＡＮで消費される電力の２０％
が節約され、遅延は、ＦＰＩおよびＭＥＡＮと比較して
非常に少ない。
【００９２】図８に、ＡＡＭポリシ、ＦＰＩポリシ、Ｍ
ＥＡＮポリシ、ＡＰＰＩ−ＡＲポリシ、およびオフライ
ン最適ポリシについてＴＣＰ層上のシミュレートされた
ＦＴＰアプリケーションについて得られた電力およびen
d-to-end遅延のグラフを示す。ＦＰＩおよびＭＥＡＮで
は、かなりの量の電力が節約されるが、遅延が非常に大
きい値に増加する。ＡＰＰＩ−ＡＲは、トラフィック分
布に適応し、非常に低い値まで電力を減らしながら、Ｆ
ＰＩと比較して遅延が減っている。ＡＰＰＩでは、ＡＡ
Ｍで消費される電力の７９％、ＦＰＩで消費される電力
の２０％、ＭＥＡＮで消費される電力の１５％が節約さ
れ、遅延は、ＦＰＩおよびＭＥＡＮと比較して非常に減
っている。
【００９３】図９に、ＡＡＭポリシ、ＦＰＩポリシ、Ｍ
ＥＡＮポリシ、ＡＰＰＩ−ＡＲポリシ、およびオフライ
ン最適ポリシについてＴＣＰアプリケーション層上のシ
ミュレートされたＨＴＴＰトラフィックについて得られ
た電力およびend-to-end遅延のグラフを示す。ＦＰＩで
は、かなりの電力が節約されるが、遅延が非常に大きい
値まで増えている。ＡＰＰＩ−ＡＲは、トラフィック分
布に適応し、非常に低い値まで電力を減らすが、ＦＰＩ
およびＭＥＡＮと比較して遅延が減っている。ＡＰＰＩ
では、ＡＡＭで消費される電力の８４％、ＦＰＩおよび
ＭＥＡＮで消費される電力の４０％が節約され、遅延
は、ＦＰＩおよびＭＥＡＮと比較して非常に減ってい
る。
【００９４】図１０に、ＡＡＭポリシ、ＦＰＩポリシ、
ＭＥＡＮポリシ、ＡＰＰＩ−ＡＲポリシ、およびオフラ
イン最適ポリシについてＣＢＲトラフィックについて得
られた電力およびend-to-end遅延のグラフを示す。ＦＰ
ＩおよびＭＥＡＮでは、ＣＢＲレートがＦＰＩおよびＭ
ＥＡＮによって使用されるポーリング間隔と一致しない
場合に、電力モードをあまりに頻繁に切り替えなければ
ならないので、ＣＢＲトラフィックの場合にはさほど電
力が節約されない。遅延も、非常に大きい値まで増加す
る。ＡＰＰＩ−ＡＲは、トラフィック分布に適応し、Ｃ
ＢＲレートに適応し、それをポーリング間隔として採用
するので、オフライン最適ポリシに等しい値まで電力を
減らす。遅延も、ＦＰＩおよびＭＥＡＮと比較して減っ
ている。ＡＰＰＩ−ＡＲは、ＡＡＭで消費される電力の
８８％、ＦＰＩで消費される電力の７０％、ＭＥＡＮで
消費される電力の６６％を節約し、遅延は、ＦＰＩおよ
びＭＥＡＮと比較して非常に小さい。
【００９５】図１１に、ＡＡＭポリシ、ＦＰＩポリシ、
ＭＥＡＮポリシ、ＡＰＰＩ−ＡＲポリシ、およびオフラ
イン最適ポリシについて１６ｋｂｐｓ Realplayオーデ
ィオ・トラフィックのＴＣＰダンプについて得られた電
力およびend-to-end遅延のグラフを示す。ＦＰＩおよび
ＭＥＡＮでは、かなりの電力が節約されるが、パケット
遅延が非常に大きい値まで増えている。ＡＰＰＩ−ＡＲ
は、トラフィック分布に適応し、非常に低い値まで電力
を減らしながら、ＦＰＩおよびＭＥＡＮと比較して遅延
が減っている。ＡＰＰＩ−ＡＲは、ＡＡＭで消費される
電力の６５％を節約し、遅延は、ＦＰＩおよびＭＥＡＮ
と比較して非常に少ない。最大遅延は、realplayオーデ
ィオでの最大の考慮事項であるが、ＦＰＩおよびＭＥＡ
Ｎについて非常に高く、ＡＰＰＩ−ＡＲについてはＡＡ
Ｍに匹敵する。
【００９６】図１２に、トラフィックの変化する到着間
時間に対するヒストグラム境界の適応を示す。より多く
のデータ・パケットが到着する到着間時間の範囲が、よ
り微細な分解能を有し、他の範囲はより粗な分解能を有
する。上のグラフからわかるように、境界は、より多く
のパケットが到着する区域で集束し、したがって、ポー
リング間隔の計算がより正確になる。
【００９７】図１３に、トラフィックの変化する到着間
時間に対するヒストグラム境界の適応を示す。より多く
のデータ・パケットが到着する到着間時間の範囲が、よ
り微細な分解能を有し、他の範囲はより粗な分解能を有
する。上のグラフからわかるように、境界は、より多く
のパケットが到着する区域で集束し、したがって、ポー
リング間隔の計算がより正確になる。ＨＴＴＰは、一貫
性がないので、１５０スロットと３５０スロットのヒス
トグラム境界が、ＨＴＴＰトラフィックの一貫性のなさ
に起因する連続する等化で変動していると思われる。
【００９８】図１４に、トラフィックの変化する到着間
時間に対するヒストグラム境界の適応を示す。この場
合、連続するバーストの到着間時間が一定なので、３つ
の連続する境界が、その到着間速度に集束するように見
え、ポーリング間隔の正確な計算がもたらされる。これ
が、電力消費に関するＡＰＰＩとオフライン最適ポリシ
の一致（図１１を参照されたい）をもたらす。
【００９９】図１５に、ＰB ＝ ０．３のヒストグラ
ム列の変化する数に関するＡＰＰＩ−ＡＲの性能を示
す。性能が、すべての事例で類似していることがわか
る。したがって、５としてヒストグラムの列の数を有す
ることによって、計算オーバヘッドが少ない、よい結果
が得られる。これは、ＡＰＰＩ−ＡＲが、バケットの数
が少ない場合であってもトラフィックに同等に良好に適
応することも示しており、これが、比較のために本明細
書で検討した他のポリシに対するＡＰＰＩ−ＡＲの長所
である。
【０１００】図１６に、固定された数のヒストグラム列
（＝５）に関する変化するＰBに関するＡＰＰＩ−ＡＲ
の性能のグラフを示す。これは、変化するＰBに関する
ＡＰＰＩ−ＡＲの性能を示している。図からわかるよう
に、ＰBの値は、よい電力節約および少ない遅延に関し
て０．１と０．３の間をとることができる。しかし、接
続によって要求されるＱｏＳパラメータに応じて、ＰB
を固定することができる。
【０１０１】参考文献： １．http://www.networks.digital.com/npb/html/produ
cts_guide/roamwi r2.html、１９９８年１月１４日。 ２．M. Stemm, P. Gauthier and D. Harada, "Reducing
power consumption ofnetwork interfaces in hand-he
ld devices", 3rd International Workshop onMobile M
ultimedia Communications、１９９６年９月２５〜２７
日。 ３．J.−C. Chen, K. M. Sivalingam, P. Agrawal and
S. Kishore, "A comparison of MAC protocols for wir
eless local networks based on battery powerconsump
tion", Proc. of IEEE INFOCOM、米国カリフォルニア州
サンフランシスコ、１９９８年４月、第１５０ないし１
５７ページ。
【０１０２】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
【０１０３】（１）マスタ駆動時分割二重無線ネットワ
ークで電力消費を管理するシステムであって、スレーブ
での着信トラフィックに基づいて低電力モードの各スレ
ーブのポーリング間隔を調整することによって、end-to
-endパケット遅延のサービス品質要件を維持すると同時
に電力消費を最適化する手段を含む、システム。 （２）前記手段が、低電力モードの各スレーブ・デバイ
スの前記ポーリング間隔を調整する適応確率ベース・ポ
ーリング間隔（ＡＰＰＩ）機構を含む、上記（１）に記
載のシステム。 （３）前記ポーリング間隔を調整する前記機構が、各ス
レーブでの次のパケットの期待される到着時間を、その
スレーブで前に受信されたパケットの到着間時間の分布
に基づいて予測する手段を含む、上記（２）に記載のシ
ステム。 （４）前記期待される到着時間を予測する前記手段が、
到着間時間の特定の範囲に各スレーブに到着するデータ
・バーストの数を学習する手段と、各スレーブでのトラ
フィック分布の確率密度関数を推定する手段と、発生の
確率が定義済みの閾値を超える、各スレーブでの次のデ
ータ・バーストの到着の期待される時間間隔を判定する
手段とを含む、上記（３）に記載のシステム。 （５）前記データ・バーストの数を学習する前記手段
が、到着間時間の特定の範囲に到着するデータ・バース
トを受信し、前記受信したデータ・バーストの数を前記
到着間範囲に対応する項目に保管する手段による、上記
（４）に記載のシステム。 （６）前記確率密度関数を推定する前記手段が、異なる
到着間時間持続時間に関するデータ・パケットの分布を
分析する機構による、上記（４）に記載のシステム。 （７）定義済みの閾値確率に関する前記期待される時間
間隔を判定する前記手段が、
【数１５】 によって記述され、ここで、Ｐ（ｔ）が、パケットの到
着の確率であり、ＴASが、到着間時間であり、ＰASが、
閾値確率であり、Ｈ（ｘ）が、観察の総数によって正規
化された、各到着間期間の観察された到着間時間の数を
記述する関数である 上記（４）に記載のシステム。 （８）スレーブが、条件 （ＴAS−（ＴAS／ｄｅａｄｌｉｎｅ））×ＰRECEIVE＋
（ＴAS／ｄｅａｄｌｉｎｅ）×ＰTRANSMIT−ＴAS×Ｐ
LOW POWER ＞ ＰOVERHEAD に基づいてアクティブ・モードから低電力モードに切り
替えられ、ここで、ＴASが、期待される到着間時間であ
り、Ｄｅａｄｌｉｎｅが、アクティブ・モードのスレー
ブに関するサービスの期限であり、ＰRECEIVEが、受信
されたモードでの電力であり、ＰLOW POWERが、低電力
モードでの電力であり、ＰTRANSMITが、送信モードでの
電力であり、ＰOVERHEADが、接続を低電力モードにし、
アクティブ・モードに戻すことの電力オーバヘッドであ
る 上記（２）に記載のシステム。 （９）低電力モードでの前記ポーリング間隔を調整する
前記機構が、遅延されたパケットの接続の許容度に基づ
き、
【数１６】 によって定義され、ここで、Ｐ（ｔ）が、パケットの到
着の確率であり、ＴPが、低電力モードのスレーブのポ
ーリング間隔であり、ＰBが、遅延されたパケットの接
続の許容度を反映する確率であり、Ｈ（ｘ）が、観察の
総数によって正規化された、各到着間期間の観察された
到着間時間の数を定義する関数である 上記（２）に記載のシステム。 （１０）スレーブが、条件 （ｂ−１）×ＴLOW POWER ＞ ｄ に基づいて低電力モードからアクティブ・モードに切り
替えられ、ここで、 ｂ ＝ 測定されたバースト長 ＴLOW POWER ＝ 低電力モードである時間 ｄ ＝ 最後のパケットの推定された最大遅延 である、上記（２）に記載のシステム。 （１１）前記マスタ駆動時分割二重無線ネットワーク
が、前記低電力モードが「スニフ」モードに対応するBl
uetoothネットワークである、上記（１）に記載のシス
テム。 （１２）マスタ駆動時分割二重無線ネットワークで電力
消費を管理する方法であって、スレーブでの着信トラフ
ィックに基づいて各スレーブのポーリング間隔を調整す
ることによって、end-to-endパケット遅延のサービス品
質要件を維持すると同時に電力消費を最適化するステッ
プを含む、方法。 （１３）前記ポーリング間隔を調整する前記ステップ
が、各スレーブ・デバイスの前記ポーリング間隔を調整
する適応確率ベース・ポーリング間隔（ＡＰＰＩ）方法
を含む、上記（１２）に記載の方法。 （１４）前記ポーリング間隔を調整する前記ステップ
が、各スレーブでの次のパケットの期待される到着時間
を、そのスレーブの前のパケットの到着間時間の分布に
基づいて予測するステップを含む、上記（１３）に記載
の方法。 （１５）前記期待される到着時間を予測するステップ
が、到着間時間の特定の範囲に各スレーブに到着するデ
ータ・バーストの数を学習するステップと、各スレーブ
でのトラフィック分布の確率密度関数を推定するステッ
プと、発生の確率が定義済みの閾値を超える、各スレー
ブでの次のデータ・バーストの到着の期待される時間間
隔を判定するステップとを含む、上記（１４）に記載の
方法。 （１６）前記データ・バーストの数を学習する前記ステ
ップが、到着間時間の特定の範囲に到着するデータ・バ
ースト数を前記到着間範囲に対応する項目に保管する記
憶方法による、上記（１５）に記載の方法。 （１７）前記確率密度関数を推定する前記ステップが、
異なる到着間時間持続時間に関するデータ・パケットの
分布を分析するステップによる、上記（１５）に記載の
方法。 （１８）定義済みの閾値確率に関する前記期待される時
間間隔を判定する前記ステップが、
【数１７】 により定義され、ここで、Ｐ（ｔ）が、パケットの到着
の確率であり、ＴASが、到着間時間であり、ＰASが、閾
値確率であり、Ｈ（ｘ）が、観察の総数によって正規化
された、各到着間期間の観察された到着間時間の数を記
述する関数である 上記（１５）に記載の方法。 （１９）前記期待される時間間隔を判定するステップ
が、 （ＴAS−（ＴAS／ｄｅａｄｌｉｎｅ））×ＰRECEIVE＋
（ＴAS／ｄｅａｄｌｉｎｅ）×ＰTRANSMIT−ＴAS×Ｐ
LOW POWER ＞ ＰOVERHEAD により、ここで、ＴASが、期待される到着間時間であ
り、Ｄｅａｄｌｉｎｅが、アクティブ・モードのスレー
ブに関するサービスの期限であり、ＰRECEIVEが、受信
されたモードでの電力であり、ＰLOW POWERが、低電力
モードでの電力であり、ＰTRANSMITが、送信モードでの
電力であり、ＰOVERHEADが、接続を低電力モードにし、
アクティブ・モードに戻すことの電力オーバヘッドであ
る 上記（１４）に記載の方法。 （２０）低電力モードでの前記ポーリング間隔を調整す
るための間隔が、遅延されたパケットの接続の許容度に
基づき、
【数１８】 によって定義され、ここで、Ｐ（ｔ）が、パケットの到
着の確率であり、ＴPが、低電力モードのスレーブのポ
ーリング間隔であり、ＰBが、遅延されたパケットの接
続の許容度を反映する確率であり、Ｈ（ｘ）が、観察の
総数によって正規化された、各到着間期間の観察された
到着間時間の数を定義する関数である 上記（１３）に記載の方法。 （２１）スレーブが、条件 （ｂ−１）×ＴLOW POWER ＞ ｄ に基づいて低電力モードからアクティブ・モードに切り
替えられ、ここで、 ｂ ＝ 測定されたバースト長 ＴLOW POWER ＝ 低電力モードである時間 ｄ ＝ 最後のパケットの推定された最大遅延 である、上記（１２）に記載の方法。 （２２）前記マスタ駆動時分割二重無線ネットワーク
が、前記低電力モードが「スニフ」モードに対応するBl
uetoothネットワークである、上記（１１）に記載の方
法。 （２３）マスタ駆動時分割二重無線ネットワークで電力
消費を管理するコンピュータ可読記憶媒体に保管された
コンピュータ可読プログラム・コードを含むコンピュー
タ・プログラム製品であって、スレーブでの着信トラフ
ィックに基づいて各スレーブのポーリング間隔を調整す
ることによって、end-to-endパケット遅延のサービス品
質要件を維持すると同時に電力消費を最適化するように
構成されたコンピュータ可読プログラム・コード手段を
含む、コンピュータ・プログラム製品。 （２４）前記構成されたコンピュータ可読プログラム・
コード手段が、各スレーブ・デバイスの前記ポーリング
間隔を調整する適応確率ベース・ポーリング間隔（ＡＰ
ＰＩ）機構を含む、上記（２３）に記載のコンピュータ
・プログラム製品。 （２５）前記ポーリング間隔を調整するように構成され
た前記コンピュータ可読プログラム・コード手段が、各
スレーブでの次のパケットの期待される到着時間を、そ
のスレーブの前のパケットの到着間時間の分布に基づい
て予測する機構を含む、上記（２４）に記載のコンピュ
ータ・プログラム製品。 （２６）前記期待される到着時間を予測する前記機構
が、到着間時間の特定の範囲に各スレーブに到着するデ
ータ・バーストの数を学習するように構成されたコンピ
ュータ可読プログラム・コード手段と、各スレーブでの
トラフィック分布の確率密度関数を推定するように構成
されたコンピュータ可読プログラム・コード手段と、発
生の確率が定義済みの閾値を超える、各スレーブでの次
のデータ・バーストの到着の期待される時間間隔を判定
するように構成されたコンピュータ可読プログラム・コ
ード手段とを含む、上記（２５）に記載のコンピュータ
・プログラム製品。 （２７）前記データ・バーストの数を学習するように構
成された前記コンピュータ可読プログラム・コード手段
が、到着間時間の特定の範囲に到着するデータ・バース
ト数を前記到着間範囲に対応する項目に保管する記憶手
段による、上記（２６）に記載のコンピュータ・プログ
ラム製品。 （２８）前記確率密度関数を推定する前記コンピュータ
可読プログラム・コード手段が、異なる到着間時間持続
時間に関するデータ・パケットの分布を分析する手段に
よる、上記（２６）に記載のコンピュータ・プログラム
製品。 （２９）定義済みの閾値確率に関する前記期待される時
間間隔を推定するように構成された前記コンピュータ可
読プログラム・コード手段が、
【数１９】 によって定義され、ここで、Ｐ（ｔ）が、パケットの到
着の確率であり、ＴASが、到着間時間であり、ＰASが、
閾値確率であり、Ｈ（ｘ）が、観察の総数によって正規
化された、各到着間期間の観察された到着間時間の数を
記述する関数である上記（２４）に記載のコンピュータ
・プログラム製品。 （３０）前記期待される時間間隔を判定するように構成
された前記コンピュータ可読プログラム・コード手段
が、 （ＴAS−（ＴAS／ｄｅａｄｌｉｎｅ））×ＰRECEIVE＋
（ＴAS／ｄｅａｄｌｉｎｅ）×ＰTRANSMIT−ＴAS×Ｐ
LOW POWER ＞ ＰOVERHEAD によって定義され、ここで、ＴASが、期待される到着間
時間であり、Ｄｅａｄｌｉｎｅが、アクティブ・モード
のスレーブに関するサービスの期限であり、ＰRECEIVE
が、受信されたモードでの電力であり、Ｐ
LOW POWERが、低電力モードでの電力であり、Ｐ
TRANSMITが、送信モードでの電力であり、ＰOVERHEADカ
゛、接続を低電力モードにし、アクティブ・モードに戻
すことの電力オーバヘッドである 上記（２５）に記載のコンピュータ・プログラム製品。 （３１）低電力モードでの前記ポーリング間隔を調整す
るための間隔が、遅延されたパケットの接続の許容度に
基づき、
【数２０】 によって定義され、ここで、Ｐ（ｔ）が、パケットの到
着の確率であり、ＴPが、低電力モードのスレーブのポ
ーリング間隔であり、ＰBが、遅延されたパケットの接
続の許容度を反映する確率であり、Ｈ（ｘ）が、観察の
総数によって正規化された、各到着間期間の観察された
到着間時間の数を定義する関数である 上記（２４）に記載のコンピュータ・プログラム製品。 （３２）スレーブが、条件 （ｂ−１）×ＴLOW POWER ＞ ｄ に基づいて低電力モードからアクティブ・モードに切り
替えられ、ここで、 ｂ ＝ 測定されたバースト長 ＴLOW POWER ＝ 低電力モードである時間 ｄ ＝ 最後のパケットの推定された最大遅延 である、上記（２４）に記載のコンピュータ・プログラ
ム製品。 （３３）前記マスタ駆動時分割二重無線ネットワーク
が、前記低電力モードが「スニフ」モードに対応するBl
uetoothネットワークを含む、上記（２３）に記載のコ
ンピュータ・プログラム製品。
【図面の簡単な説明】
【図１】Bluetoothシステムのスニフ・モードの動作を
示す図である。
【図２】データ・バーストの到着間時間の分布の例を示
す図である。
【図３】バースト・ノードでのデータの到着時に実行さ
れるアクティビティの流れ図である。
【図４】アクティブ状態のスレーブでのアクティビティ
の流れ図である。
【図５】低電力状態でのスレーブのアクティビティの流
れ図である。
【図６】マスタおよびスレーブでのキューに関するBlue
toothピコネットのＴＤＤ ＭＡＣを示す図である。
【図７】ＡＡＭポリシ、ＦＰＩポリシ、ＭＥＡＮポリ
シ、ＡＰＰＩ−ＡＲポリシ、およびオフライン最適ポリ
シについてシミュレートされたＴＣＰトレースについて
得られた電力およびend-to-end遅延のグラフである。
【図８】ＡＡＭポリシ、ＦＰＩポリシ、ＭＥＡＮポリ
シ、ＡＰＰＩ−ＡＲポリシ、およびオフライン最適ポリ
シについてＴＣＰ上のシミュレートされたＦＴＰアプリ
ケーションについて得られた電力およびend-to-end遅延
のグラフである。
【図９】ＡＡＭポリシ、ＦＰＩポリシ、ＭＥＡＮポリ
シ、ＡＰＰＩ−ＡＲポリシ、およびオフライン最適ポリ
シについてＴＣＰアプリケーション層上のシミュレート
されたＨＴＴＰトラフィックについて得られた電力およ
びend-to-end遅延のグラフである。
【図１０】ＡＡＭポリシ、ＦＰＩポリシ、ＭＥＡＮポリ
シ、ＡＰＰＩ−ＡＲポリシ、およびオフライン最適ポリ
シについてＣＢＲトラフィックについて得られた電力お
よびend-to-end遅延のグラフである。
【図１１】ＡＡＭポリシ、ＦＰＩポリシ、ＭＥＡＮポリ
シ、ＡＰＰＩ−ＡＲポリシ、およびオフライン最適ポリ
シについて得られた電力およびend-to-end遅延のグラフ
である。
【図１２】ＴＣＰ上のＦＴＰに関するトラフィックの変
化する到着間時間に対するヒストグラム境界の適応を示
す図である。
【図１３】ＴＣＰ上のＦＴＰに関するトラフィックの変
化する到着間時間に対するヒストグラム境界の適応を示
す図である。
【図１４】ＣＢＲに関するトラフィックの変化する到着
間時間に対するヒストグラム境界の適応を示す図であ
る。
【図１５】ヒストグラムの異なる数の列に関するＡＰＰ
Ｉ−ＡＲの性能を示す図である。
【図１６】変化する閾値確率（ＰB）に関するＡＰＰＩ
−ＡＲの性能のグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アプルヴァ・クマル インド110 029 ニューデリー サーブダ ルジュン・エンクレーブ ビー４−230 (72)発明者 インドラニール・チャクラボルティ インド ユー・ピー2260016 ラックナウ インディラ・ナガールセクター10 ハウ ス・ナンバー 74−１ (72)発明者 アビシェク・カシュヤプ インド110 022 ニューデリー アール・ ケイ・プラム ９−862 (72)発明者 アヌパム・ラストギ インド110 003 ニューデリー ロディ ー・ロード オブサーバトリー・コンパウ ンド エムー28−ディー (72)発明者 フズル・サラン インド110 017 ニューデリー ソアミ・ ナガール ビー−76 Ｆターム(参考） 5K033 AA03 AA04 CA01 CA11 CC01 DA01 DA17 DB20 DB25 EA07 EB04 5K067 AA43 BB21 CC04 CC08 CC21 DD51 EE02

Claims (33)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】マスタ駆動時分割二重無線ネットワークで
    電力消費を管理するシステムであって、スレーブでの着
    信トラフィックに基づいて低電力モードの各スレーブの
    ポーリング間隔を調整することによって、end-to-endパ
    ケット遅延のサービス品質要件を維持すると同時に電力
    消費を最適化する手段を含む、システム。
  2. 【請求項２】前記手段が、低電力モードの各スレーブ・
    デバイスの前記ポーリング間隔を調整する適応確率ベー
    ス・ポーリング間隔（ＡＰＰＩ）機構を含む、請求項１
    に記載のシステム。
  3. 【請求項３】前記ポーリング間隔を調整する前記機構
    が、各スレーブでの次のパケットの期待される到着時間
    を、そのスレーブで前に受信されたパケットの到着間時
    間の分布に基づいて予測する手段を含む、請求項２に記
    載のシステム。
  4. 【請求項４】前記期待される到着時間を予測する前記手
    段が、 到着間時間の特定の範囲に各スレーブに到着するデータ
    ・バーストの数を学習する手段と、 各スレーブでのトラフィック分布の確率密度関数を推定
    する手段と、 発生の確率が定義済みの閾値を超える、各スレーブでの
    次のデータ・バーストの到着の期待される時間間隔を判
    定する手段とを含む、請求項３に記載のシステム。
  5. 【請求項５】前記データ・バーストの数を学習する前記
    手段が、到着間時間の特定の範囲に到着するデータ・バ
    ーストを受信し、前記受信したデータ・バーストの数を
    前記到着間範囲に対応する項目に保管する手段による、
    請求項４に記載のシステム。
  6. 【請求項６】前記確率密度関数を推定する前記手段が、
    異なる到着間時間持続時間に関するデータ・パケットの
    分布を分析する機構による、請求項４に記載のシステ
    ム。
  7. 【請求項７】定義済みの閾値確率に関する前記期待され
    る時間間隔を判定する前記手段が、 【数１】 によって記述され、ここで、 Ｐ（ｔ）が、パケットの到着の確率であり、 ＴASが、到着間時間であり、 ＰASが、閾値確率であり、 Ｈ（ｘ）が、観察の総数によって正規化された、各到着
    間期間の観察された到着間時間の数を記述する関数であ
    る請求項４に記載のシステム。
  8. 【請求項８】スレーブが、条件 （ＴAS−（ＴAS／ｄｅａｄｌｉｎｅ））×ＰRECEIVE＋
    （ＴAS／ｄｅａｄｌｉｎｅ）×ＰTRANSMIT−ＴAS×Ｐ
    LOW POWER ＞ ＰOVERHEAD に基づいてアクティブ・モードから低電力モードに切り
    替えられ、ここで、 ＴASが、期待される到着間時間であり、 Ｄｅａｄｌｉｎｅが、アクティブ・モードのスレーブに
    関するサービスの期限であり、 ＰRECEIVEが、受信されたモードでの電力であり、 ＰLOW POWERが、低電力モードでの電力であり、 ＰTRANSMITが、送信モードでの電力であり、 ＰOVERHEADが、接続を低電力モードにし、アクティブ・
    モードに戻すことの電力オーバヘッドである請求項２に
    記載のシステム。
  9. 【請求項９】低電力モードでの前記ポーリング間隔を調
    整する前記機構が、遅延されたパケットの接続の許容度
    に基づき、 【数２】 によって定義され、ここで、 Ｐ（ｔ）が、パケットの到着の確率であり、 ＴPが、低電力モードのスレーブのポーリング間隔であ
    り、 ＰBが、遅延されたパケットの接続の許容度を反映する
    確率であり、 Ｈ（ｘ）が、観察の総数によって正規化された、各到着
    間期間の観察された到着間時間の数を定義する関数であ
    る請求項２に記載のシステム。
  10. 【請求項１０】スレーブが、条件 （ｂ−１）×ＴLOW POWER ＞ ｄ に基づいて低電力モードからアクティブ・モードに切り
    替えられ、ここで、 ｂ ＝ 測定されたバースト長 ＴLOW POWER ＝ 低電力モードである時間 ｄ ＝ 最後のパケットの推定された最大遅延 である、請求項２に記載のシステム。
  11. 【請求項１１】前記マスタ駆動時分割二重無線ネットワ
    ークが、前記低電力モードが「スニフ」モードに対応す
    るBluetoothネットワークである、請求項１に記載のシ
    ステム。
  12. 【請求項１２】マスタ駆動時分割二重無線ネットワーク
    で電力消費を管理する方法であって、 スレーブでの着信トラフィックに基づいて各スレーブの
    ポーリング間隔を調整することによって、end-to-endパ
    ケット遅延のサービス品質要件を維持すると同時に電力
    消費を最適化するステップを含む、方法。
  13. 【請求項１３】前記ポーリング間隔を調整する前記ステ
    ップが、各スレーブ・デバイスの前記ポーリング間隔を
    調整する適応確率ベース・ポーリング間隔（ＡＰＰＩ）
    方法を含む、請求項１２に記載の方法。
  14. 【請求項１４】前記ポーリング間隔を調整する前記ステ
    ップが、各スレーブでの次のパケットの期待される到着
    時間を、そのスレーブの前のパケットの到着間時間の分
    布に基づいて予測するステップを含む、請求項１３に記
    載の方法。
  15. 【請求項１５】前記期待される到着時間を予測するステ
    ップが、 到着間時間の特定の範囲に各スレーブに到着するデータ
    ・バーストの数を学習するステップと、 各スレーブでのトラフィック分布の確率密度関数を推定
    するステップと、 発生の確率が定義済みの閾値を超える、各スレーブでの
    次のデータ・バーストの到着の期待される時間間隔を判
    定するステップとを含む、請求項１４に記載の方法。
  16. 【請求項１６】前記データ・バーストの数を学習する前
    記ステップが、到着間時間の特定の範囲に到着するデー
    タ・バースト数を前記到着間範囲に対応する項目に保管
    する記憶方法による、請求項１５に記載の方法。
  17. 【請求項１７】前記確率密度関数を推定する前記ステッ
    プが、異なる到着間時間持続時間に関するデータ・パケ
    ットの分布を分析するステップによる、請求項１５に記
    載の方法。
  18. 【請求項１８】定義済みの閾値確率に関する前記期待さ
    れる時間間隔を判定する前記ステップが、 【数３】 により定義され、ここで、 Ｐ（ｔ）が、パケットの到着の確率であり、 ＴASが、到着間時間であり、 ＰASが、閾値確率であり、 Ｈ（ｘ）が、観察の総数によって正規化された、各到着
    間期間の観察された到着間時間の数を記述する関数であ
    る請求項１５に記載の方法。
  19. 【請求項１９】前記期待される時間間隔を判定するステ
    ップが、 （ＴAS−（ＴAS／ｄｅａｄｌｉｎｅ））×ＰRECEIVE＋
    （ＴAS／ｄｅａｄｌｉｎｅ）×ＰTRANSMIT−ＴAS×Ｐ
    LOW POWER ＞ ＰOVERHEAD により、ここで、 ＴASが、期待される到着間時間であり、 Ｄｅａｄｌｉｎｅが、アクティブ・モードのスレーブに
    関するサービスの期限であり、 ＰRECEIVEが、受信されたモードでの電力であり、 ＰLOW POWERが、低電力モードでの電力であり、 ＰTRANSMITが、送信モードでの電力であり、 ＰOVERHEADが、接続を低電力モードにし、アクティブ・
    モードに戻すことの電力オーバヘッドである請求項１４
    に記載の方法。
  20. 【請求項２０】低電力モードでの前記ポーリング間隔を
    調整するための間隔が、遅延されたパケットの接続の許
    容度に基づき、 【数４】 によって定義され、ここで、 Ｐ（ｔ）が、パケットの到着の確率であり、 ＴPが、低電力モードのスレーブのポーリング間隔であ
    り、 ＰBが、遅延されたパケットの接続の許容度を反映する
    確率であり、 Ｈ（ｘ）が、観察の総数によって正規化された、各到着
    間期間の観察された到着間時間の数を定義する関数であ
    る請求項１３に記載の方法。
  21. 【請求項２１】スレーブが、条件 （ｂ−１）×ＴLOW POWER ＞ ｄ に基づいて低電力モードからアクティブ・モードに切り
    替えられ、ここで、 ｂ ＝ 測定されたバースト長 ＴLOW POWER ＝ 低電力モードである時間 ｄ ＝ 最後のパケットの推定された最大遅延 である、請求項１２に記載の方法。
  22. 【請求項２２】前記マスタ駆動時分割二重無線ネットワ
    ークが、前記低電力モードが「スニフ」モードに対応す
    るBluetoothネットワークである、請求項１１に記載の
    方法。
  23. 【請求項２３】マスタ駆動時分割二重無線ネットワーク
    で電力消費を管理するコンピュータ可読記憶媒体に保管
    されたコンピュータ可読プログラム・コードを含むコン
    ピュータ・プログラム製品であって、スレーブでの着信
    トラフィックに基づいて各スレーブのポーリング間隔を
    調整することによって、end-to-endパケット遅延のサー
    ビス品質要件を維持すると同時に電力消費を最適化する
    ように構成されたコンピュータ可読プログラム・コード
    手段を含む、コンピュータ・プログラム製品。
  24. 【請求項２４】前記構成されたコンピュータ可読プログ
    ラム・コード手段が、各スレーブ・デバイスの前記ポー
    リング間隔を調整する適応確率ベース・ポーリング間隔
    （ＡＰＰＩ）機構を含む、請求項２３に記載のコンピュ
    ータ・プログラム製品。
  25. 【請求項２５】前記ポーリング間隔を調整するように構
    成された前記コンピュータ可読プログラム・コード手段
    が、各スレーブでの次のパケットの期待される到着時間
    を、そのスレーブの前のパケットの到着間時間の分布に
    基づいて予測する機構を含む、請求項２４に記載のコン
    ピュータ・プログラム製品。
  26. 【請求項２６】前記期待される到着時間を予測する前記
    機構が、 到着間時間の特定の範囲に各スレーブに到着するデータ
    ・バーストの数を学習するように構成されたコンピュー
    タ可読プログラム・コード手段と、 各スレーブでのトラフィック分布の確率密度関数を推定
    するように構成されたコンピュータ可読プログラム・コ
    ード手段と、 発生の確率が定義済みの閾値を超える、各スレーブでの
    次のデータ・バーストの到着の期待される時間間隔を判
    定するように構成されたコンピュータ可読プログラム・
    コード手段とを含む、請求項２５に記載のコンピュータ
    ・プログラム製品。
  27. 【請求項２７】前記データ・バーストの数を学習するよ
    うに構成された前記コンピュータ可読プログラム・コー
    ド手段が、到着間時間の特定の範囲に到着するデータ・
    バースト数を前記到着間範囲に対応する項目に保管する
    記憶手段による、請求項２６に記載のコンピュータ・プ
    ログラム製品。
  28. 【請求項２８】前記確率密度関数を推定する前記コンピ
    ュータ可読プログラム・コード手段が、異なる到着間時
    間持続時間に関するデータ・パケットの分布を分析する
    手段による、請求項２６に記載のコンピュータ・プログ
    ラム製品。
  29. 【請求項２９】定義済みの閾値確率に関する前記期待さ
    れる時間間隔を推定するように構成された前記コンピュ
    ータ可読プログラム・コード手段が、 【数５】 によって定義され、ここで、 Ｐ（ｔ）が、パケットの到着の確率であり、 ＴASが、到着間時間であり、 ＰASが、閾値確率であり、 Ｈ（ｘ）が、観察の総数によって正規化された、各到着
    間期間の観察された到着間時間の数を記述する関数であ
    る請求項２４に記載のコンピュータ・プログラム製品。
  30. 【請求項３０】前記期待される時間間隔を判定するよう
    に構成された前記コンピュータ可読プログラム・コード
    手段が、 （ＴAS−（ＴAS／ｄｅａｄｌｉｎｅ））×ＰRECEIVE＋
    （ＴAS／ｄｅａｄｌｉｎｅ）×ＰTRANSMIT−ＴAS×Ｐ
    LOW POWER ＞ ＰOVERHEAD によって定義され、ここで、 ＴASが、期待される到着間時間であり、 Ｄｅａｄｌｉｎｅが、アクティブ・モードのスレーブに
    関するサービスの期限であり、 ＰRECEIVEが、受信されたモードでの電力であり、 ＰLOW POWERが、低電力モードでの電力であり、 ＰTRANSMITが、送信モードでの電力であり、 ＰOVERHEADカ゛、接続を低電力モードにし、アクティブ・
    モードに戻すことの電力オーバヘッドである請求項２５
    に記載のコンピュータ・プログラム製品。
  31. 【請求項３１】低電力モードでの前記ポーリング間隔を
    調整するための間隔が、遅延されたパケットの接続の許
    容度に基づき、 【数６】 によって定義され、ここで、 Ｐ（ｔ）が、パケットの到着の確率であり、 ＴPが、低電力モードのスレーブのポーリング間隔であ
    り、 ＰBが、遅延されたパケットの接続の許容度を反映する
    確率であり、 Ｈ（ｘ）が、観察の総数によって正規化された、各到着
    間期間の観察された到着間時間の数を定義する関数であ
    る請求項２４に記載のコンピュータ・プログラム製品。
  32. 【請求項３２】スレーブが、条件 （ｂ−１）×ＴLOW POWER ＞ ｄ に基づいて低電力モードからアクティブ・モードに切り
    替えられ、ここで、 ｂ ＝ 測定されたバースト長 ＴLOW POWER ＝ 低電力モードである時間 ｄ ＝ 最後のパケットの推定された最大遅延 である、請求項２４に記載のコンピュータ・プログラム
    製品。
  33. 【請求項３３】前記マスタ駆動時分割二重無線ネットワ
    ークが、前記低電力モードが「スニフ」モードに対応す
    るBluetoothネットワークを含む、請求項２３に記載の
    コンピュータ・プログラム製品。
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