JP2005538591A - 無線局に高品質サービスのサービス・スケジュールおよび帯域幅割当てを提供するための装置および方法 - Google Patents

無線局に高品質サービスのサービス・スケジュールおよび帯域幅割当てを提供するための装置および方法 Download PDF

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Abstract

無線ネットワーク内の無線局に、高品質サービス（ＱｏＳ）のサービス・スケジュールおよび帯域幅割当てメッセージを提供するための装置および方法が説明されている。この発明の装置は、（１）無線局のために、高品質サービス（ＱｏＳ）のサービス・スケジュールおよび帯域幅割当てメッセージを作成することと、（２）この無線局に対して、ＱｏＳ（高品質サービス）のサービス・スケジュールおよび帯域幅割当てメッセージを送ること、を可能にするハイブリッド・コーディネータを備えている。無線局は、ハイブリッド・コーディネータが何れの送信機会をもスケジュールしていなかったときの間に、パワー・セーブ・モードに入ることにより電力管理を実行するために、スケジューリング情報を用いることができる。

Description

本特許出願は、２００２年９月４日に出願された米国特許仮出願第６０／４０８００４号の優先権を主張し、それをすべての目的で参照することにより本明細書に組み込む。
本特許出願は、本明細書と同時に出願された、「無線局に高品質サービス（ＱｏＳ）のサービス・スケジュールの保留を知らせるための装置および方法」と題する米国特許出願通し番号（整理番号ＵＳ０２０１４４）に関連し、それをすべての目的で参照により本明細書に組み込む。
一般に、本発明は、通信システムを対象とし、詳細には、無線ネットワーク中で無線局に、高品質サービス（ＱｏＳ―Quality of Service―サービスの品質）のサービス・スケジュールおよび帯域幅割当てメッセージを提供するための装置および方法に関する。
セットトップ・ボックスや高性能テレビジョン、デジタル・テレビジョン、パーソナル・テレビジョン、ストレージ製品、ＰＤＡ［Personal Digital Assistant―パーソナル・デジタル・アシスタント―］、無線インターネット装置など高品質なマルチメディア装置の開発は、様々なアーキテクチャを生むこととなり、それらの装置のための新しい特徴に向けてより開放性を進める方向にある。それらの新しいマルチメディア製品を開発することにより、一般の人々はマルチメディア・サービスに対する要求を増やし続けていくことができる。したがって、ネットワークの設計者および技術者は、統合ネットワークを介して実時間と非実時間の両方でマルチメディア転送することを求める、ますます増加する要求を満たすシステム設計を続けている。
インターネット・プロトコル［ＩＰ―Internet Protocol―］ベースのインターネットは、サービス・レベルを何も保証しない“最善の努力［best effort―ベスト・エフォート―］”データ送達サービスをユーザに提供する。ＩＰネットワークを介する“最善の努力”サービスでは、複雑さをエンド・ホストに置くようにし、したがって、そのネットワークは単純なままでいることができる。インターネットの著しい成長は、この手法がうまく拡張されていることを示している。
一方、最近では、ＩＥＥＥ８０２．１１ＷＬＡＮ［Wireless Local Area network―無線ローカル・エリア・ネットワーク―］が、移動／可搬型装置用（室内）無線アクセスのための有力な技術として出現してきている。ＩＥＥＥ８０２．１１は、“最善の努力”サービスをサポートするので、”イーサネット（登録商標）」の無線版と見なすことができる。ＩＥＥＥ８０２．１１ワーキング・グループでは、高品質サービス（ＱｏＳ）［Quality of Service］をサポートするために、既存のレガシー８０２．１１のＭＡＣ［Media Access Control―メディア・アクセス制御―］層への新しい補足を現在定めているところである。新しい８０２．１１ｅのＭＡＣは、無線ローカル・エリア・ネットワーク（以下ＷＬＡＮ）を介する音声／ビデオ・サービスのようなアプリケーションを可能にすることにより、８０２．１１のアプリケーションの定義域を拡張する。
新しいＩＥＥＥ８０２．１１ｅ規格は高品質サービス（ＱｏＳ）をサポートするこの業界最初の本来の汎用無線規格を構成することになる。ＩＥＥＥ８０２．１１ｅは、家庭、企業、および公共のアクセス・ネットワーキングの環境を横断するシームレスな相互運用性を提供し、さらに、各種ネットワークの独特のニーズを満たす機能も提供する。無線における他の主導的なもの［initiatives］とは異なり、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅは、レガシー規格と完全な後方互換性を維持しつつ、既存のＩＥＥＥ８０２．１１規格に高品質サービス（ＱｏＳ）の機能およびマルチメディア・サポートを追加することによって家庭からビジネス環境にまで及ぶ最初の無線規格である。
音声、オーディオ、およびビデオが複数のネットワーク化された家庭用電子装置およびパーソナル・コンピュータを介して送達される家庭用無線ネットワークにとって、マルチメディア・トラフィックのための高品質サービス（ＱｏＳ）のサポートは重要である。ブロードバンドのサービス・プロバイダは、高品質サービス（ＱｏＳ）およびマルチメディア可能なホーム・ネットワークが、ビデオ・オン・デマンドやオーディオ・オン・デマンド、ＶｏＩＰ［Voice of IP―音声用ＩＰまたはＩＰ電話―］、高速インターネット・アクセスなどの付加価値を付けたサービスを住宅用顧客に提供するための必須の要素であると見ている。
適切なサービスを提供するためには、ネットワーク・サービス・タイプに関する何らかの量的および質的レベルの決定が必要である。それには、何らかの機能をネットワークに追加することにより、ネットワークが、遅延、ジッタ、およびロスに対する厳密なタイミング要件を用いて、トラフィックを他のタイプのトラフィックと区別できるようにすることが必要である。高品質サービス（ＱｏＳ）を提供するためのプロトコルは、まさにそれを達成するように設計されている。高品質サービス（ＱｏＳ）を提供することは帯域幅を作成することではなく、より効率的に帯域幅を管理してアプリケーション要件の広い範囲を満足するようにすることである。ＱｏＳ（高品質サービス）を提供する目標は、現在のＩＰ“最善の努力［best effort］”サービスを越えた、何らかのレベルの予測可能性および制御を提供することである。
現在あるＩＥＥＥ８０２．１１ｅ規格（２００２年７月のＤ３．２）は、トラフィック・ストリームに対する高品質サービス（ＱｏＳ）要件を折衝するためのプロトコルを記載している。２００２年７月のＩＥＥＥ８０２．１１ｅのＤ３．２版は、参照により本特許文書に組み入れるものとする。２００２年７月のＩＥＥＥ８０２．１１ｅのＤ３．２版は”Ｄ３．２規格」と呼ばれる。ハイブリッド・コーディネータ［hybrid coordinator―混成調整器―］中のスケジューラは、無線局（以下、ＷＳＴＡ―Wireless STAtion―）ごとにサービス・スケジュールを決定する役割を有する。スケジューリングは事前に折衝された個々の高品質サービス（ＱｏＳ）要件が満たされるように行われる。Ｄ３．２規格では、サービス・スケジュールは、ハイブリッド・コーディネータ内に保持され、ハイブリッド・コーディネータの外部には知らされない。実際のサービス・スケジュールを決定することはアルゴリズムの問題であり、Ｄ３．２規格では扱われていない。
（Ｄ３．２規格における）ハイブリッド・コーディネータによって決定されたサービス・スケジュールは無線局に知られていないため、各ＱＳＴＡ（ＱｏＳ無線局）は、ダウンリンク・トラフィックを受信して、または、アップリンク・トラフィックを送信（またはサイドリンク・トラフィックを送信）するための通話機会（ＴＸＯＰ―traffic opportunity―）をいつ予想すべきか分らない。無線局は“パワー・セーブ［power save―電力節約―］”モード（“スリープ”モードとも呼ばれる）に頻繁に入ることにより電力を節約するのが有利であるため、これは問題である。無線局は、“パワー・セーブ”モード中にあるとき、トラフィックを送信または受信することができない。
無線局が、ハイブリッド・コーディネータ内のサービス・スケジュールを事前に知っていれば、ＴＸＯＰ［transmission opportunity―送信機会―］がハイブリッド・コーディネータによってスケジューリングされてないときに、無線局は“パワー・セーブ”モードに入ることができる。
したがって、無線ネットワーク中で無線局がハイブリッド・コーディネータからサービス・スケジュールおよび帯域幅割当てメッセージを受信できるようにするための装置および方法が当技術分野で求められている。
本発明は一般に、無線ネットワーク中で無線局に高品質サービス（ＱｏＳ）のサービス・スケジュールおよび帯域幅割当てメッセージを提供するための装置および方法を含む。
本発明の有利な実施形態では、本発明の装置は、（１）無線局のために高品質サービス（ＱｏＳ）のサービス・スケジュールおよび帯域幅割当てメッセージを作成することと、（２）その高品質サービス（ＱｏＳ）のサービス・スケジュールおよび帯域幅割当てメッセージを無線局に送ることとが可能なハイブリッド・コーディネータを備える。無線局はスケジューリング情報を用いて、ハイブリッド・コーディネータが送信機会［transmission opportunity］を何もスケジューリングしていない時間中はパワー・セーブ・モードに入ることにより電力管理を実施することができる。無線局はまた、内部の待ち行列に入っているデータの事前スケジューリングなど他の目的にそのスケジューリング情報を使用することができる。
本発明の主目的は、無線ネットワーク中で無線局に高品質サービス（ＱｏＳ）のサービス・スケジュールを提供するための装置および方法を提供することである。
本発明の他の目的は、無線ネットワーク中で無線局における高品質サービス（ＱｏＳ）のサービス・スケジュールを更新するための装置および方法を提供することである。
本発明の他の目的は、無線局における高品質サービス（ＱｏＳ）のサービス・スケジュールを使用して、ハイブリッド・コーディネータにより送信機会がスケジューリングされていない時間中はパワー・セーブ・モードに入ることにより電力管理を実施するための装置および方法を提供する。
本発明の他の目的は、無線ネットワーク中で無線局に高品質サービス（ＱｏＳ）の帯域幅割当てメッセージを提供するための装置および方法を提供することである。
上記では、本発明の機能および技術的な利点をやや広く説明しており、したがって、当業者であれば以下の本発明の詳細な説明をよりよく理解することができよう。本発明の特許請求の範囲の主題を形成する、本発明の追加の機能および利点は以下で述べるものとする。本発明と同じ目的を実施するために、修正しまたは他の構造を設計するための基礎として開示された概念および特有の実施形態を、当業者であれば容易に使用できることを理解されたい。当業者であればまた、このような等価な構造が、最も広い形態における本発明の趣旨および範囲から逸脱するものではないことを理解されたい。
本発明の詳細な説明を始める前に、この特許文書を通して使用されるいくつかの用語とフレーズの定義を説明することは好都合であろう。用語“含む［include］”、“含む／備える［comprise］”、およびその派生語は、限定することなく含めることを意味する。用語“または／あるいは（ｏｒ）”は、含めることであり、“および／または”を意味する。フレーズの“関連する［associated with］”および“関連する［associated therewith］”ならびにその派生語は、含むこと、中に含まれること、相互接続すること、包含すること、内部に包含されること、接続すること、結合すること、通信可能であること、協同すること、インタリーブすること、並置すること、近接すること、束縛されること、有すること、プロパティを有することなどを意味することができる。用語“コントローラ［controller］”、“プロセッサ［processor］”、または“装置［apparatus］”は、少なくとも１つのオペレーションを制御する任意の装置、システム、またはその一部分を意味し、このような装置は、ハードウェア、ファームウェア／ソフトウェア、またはそのうちの少なくとも２つの何らかの組み合わせにより実装することができる。個々のどのコントローラに関連する機能も、ローカルであれ遠隔であれ、集中または分散できることに留意されたい。いくつかの用語およびフレーズに対する定義はこの特許文書を通して実施されるものとし、ほとんどすべてではなくとも多くの例において、このような定義が、これまでに使用しまた今後使用するこのように定義された用語とフレーズに対して適用されることを当業者であれば理解されたい。
本発明およびその利点をより完全に理解するために、次に、以下の説明を添付の図面と併せて参照する。図面中、同様な番号は同様なオブジェクトを示す。
以下で述べる図１から図９と、本発明の改善されたシステムおよび方法の原理を説明するため、本特許文書中に記載された様々な実施形態とは、例示だけのためのものであり、本発明の範囲を限定するどんな方法によっても、解釈されるべきではない。当業者であれば、本発明の原理はまた、どんな種類の無線ネットワーク・システムにもうまく適用され得ることが容易に理解されよう。
図１は、無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）の例示的な従来技術の拡張サービス・セット１００を示す。拡張サービス・セット１００は、ホスト１１０、分散システム１１５、第１の高品質サービス（ＱｏＳ）の基本サービス・セット―Basic Service Set―（ＱＢＳＳ）１２０、および第２の高品質サービス（ＱｏＳ）の基本サービス・セット（ＱＢＳＳ）１４０を備える。これらの高品質サービス（ＱｏＳ）の基本サービス・セット（ＱＢＳＳ）は、同じメディア・アクセス・コントロール（ＭＡＣ―media Access Control―）プロトコルを実行し同じ共用媒体へのアクセスを競合するいくつかの無線高品質サービス（ＱｏＳ）局（ＱＳＴＡ）を含む。ＱＢＳＳは、分離されていても分散システムに接続されていてもよい。通常、分散システムは有線の幹線ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）である。
高品質サービス（ＱｏＳ）のアクセス・ポイント（以下、ＱＡＰ―QoS Access Point―）は、分散システムに接続された無線ＱｏＳ局である。ＱＡＰは、ＱＢＳＳと分散システムの間でブリッジとして機能する。ＱＢＳＳのＭＡＣプロトコルは、ＱＢＳＳのＱＡＰ内の中央調整機能によって完全に分散され、または制御され得る。図１に示すように、ＱＢＳＳ１２０は、ＱＡＰ１２５を介して分散システム１１５に接続され、ＱＢＳＳ１４０は、ＱＡＰ１４５を介して分散システム１１５に接続されている。
図２は、従来技術の７つの開放型システム間相互接続（以下、ＯＳＩ―Open Systems interconnection―）ネットワーク層を示す。それらの層は、当技術分野で周知のものであり、参考のためにここに含める。第１層は物理層２１０であり、第２層はデータ・リンク層２２０、第３層はネットワーク層２３０、第４層はトランスポート層２４０、第５層はセッション層２５０、第６層はプレゼンテーション層２６０、および第７層はアプリケーション層２７０である。
図３は、本発明の原理によるＱＳＴＡ（ＱｏＳ無線局）の例示的なアーキテクチャ３００を示している。このアーキテクチャの要素の多くは、当技術分野で周知のものである。局管理エンティティ（以下、ＳＭＥ―Station Management Entity―）３１０は、アプリケーション層から物理層にわたっている。物理層は、図３で、物理層コンバージェンス・プロトコル（以下、ＰＬＣＰ―Physical Layer Convergence Protocol―）３７５および物理層管理エンティティ（以下、ＰＬＭＥ―Physical Layer Management Entity―）３８０によって表されている。ＭＡＣ層３３５は、ＰＬＣＰ３７５の上に位置している。ＭＡＣ管理エンティティ（以下、ＭＬＭＥ―MAC Layer Management Entity―）３４０は、ＰＬＭＥ３８０の上に位置している。
論理リンク制御層（以下、ＬＬＣ層―Logical Link Control Layer―）３２５は、ＭＡＣ層３３５の上に位置している。ＬＬＣ層３２５は、分類エンティティ（以下、ＣＥ――Classification Entity）３３０を含む。中間層３２０は、ＬＬＣ層３２５の上に位置している。アプリケーション層３１５は、中間層３２０の上に位置している。
ＭＡＣ層３３５は、ハイブリッド・コーディネーション機能（以下、ＨＣＦ―Hybrid Coordination Function―）３６０を含む。このＨＣＦ３６０は、ハイブリッド・コーディネータ（以下、ＨＣ―Hybrid Coordinator―／混成調整部）３５５を含む。ＭＡＣ層３３５は、また、拡張分散コーディネーション機能（以下、ＥＤＣＦ―Enhanced Distributed Coordination Function―）３６５を含む。ＭＡＣ層管理機能３４０は、帯域幅管理部（以下、ＢＭ―Bandwidth Manager―）３４５およびスケジューリング・エンティティ（以下、ＳＥ―Scheduling Entity―）３５０を含む。
指定済みサブネット帯域幅管理部（以下、ＤＳＢＭ―Designated Subnet Bandwidth Manager―）３７０は、ＭＬＭＥ３４０の上に位置している。ＤＳＢＭ３７０は、ＬＬＣ層３２５、ＭＬＭＥ３４０、およびＳＭＥ３１０と通信することができる。
さらに詳しく説明すると、本発明のＨＣ３５５は、無線ローカル・エリア・ネットワーク１００中で、ＱｏＳ無線局（例えば、ＱＳＴＡ１３０）に高品質サービス（ＱｏＳ）のサービス・スケジュールおよび帯域幅割当てメッセージを提供することができる。
ＭＡＣ層３３５は、ＨＣＦ３６０、およびＥＤＣＦ３６５を定義する。ＥＤＣＦ３６５は、その元がレガシーＤＣＦ（すなわち、レガシーＩＥＥＥ８０２．１１ＭＡＣ）であるためそのように名前がつけられている。ＨＣＦ３６０およびＥＤＣＦ３６５は、普通ＱｏＳアクセス・ポイント（例えば、ＱＡＰ１２５）中に位置している。
ＥＤＣＦ３６５は、衝突回避機能付きキャリア感知多重アクセス（以下、ＣＳＭＡ／ＣＡ―Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance―）と呼ばれる「通信前に確認する［listen-before-talk］」プロトコルに基づいており、ランダムな時間量の間、チャネルを確認［listen］した後にフレームを送信することができる。それは、上位層がラベル付けした様々な優先順位のフレームに、差別化したチャネル・アクセスを提供する。ＥＤＣＦ３６５は、無線媒体の不確実さと共に分散競合ベースのチャネル・アクセスの性質を有するため、確実なＱｏＳを保証することはできない。しかし、静的なフレーム・ロスが起きやすいアプリケーションにとっては有益であり得る、いわゆる「優先順位付けされた［prioritized］」ＱｏＳを提供する。ＥＤＣＦ３６５を用いると、単一のＭＡＣ３３５が、異なる優先順位に対して並列に、独立した動作をする複数のキューを有することができる。異なる優先順位を有するフレームは、異なるＣＳＭＡ／ＣＡ競合パラメータを用いて送信される。すなわち、基本的には、高い優先順位を有するフレームは、低い優先順位のフレームより確立的に短い期間の間そのチャネルを確認［listen］した後に送信される。ＥＤＣＦ３６５によってサポートされるストリームの概念は存在しないことに留意されたい。各個別のフレームは、その対応する優先順位に基づいて処理されることが多い。
ＨＣＦの制御されたチャネル・アクセスは、「ポーリングおよび応答［poll-and-response］」プロトコルに基づいており、ＱＳＴＡはＨＣからポーリング・フレームを受信するとその保留フレームを送信する。ＱＳＴＡはＥＤＣＦチャネル・アクセスに従って、互いにチャネルを求めて競合するので、ＨＣにはチャネル競合に対して最高の優先順位が与えられる。すなわち、ＨＣは、そのダウンリンク・フレームまたはポーリング・フレームの送信前に、任意の他のＱＳＴＡより短い時間の間チャネルを確認することによって競合に勝つことになる。あるＱＳＴＡをポーリングすることにより、ＨＣは、そのＱＳＴＡにポーリングされたＴＸＯＰを与える。ＴＸＯＰとは、ＴＸＯＰホルダと呼ばれるポーリングされたＱＳＴＡが、そのチャネルの制御を占有する間の特有の時間量を表す。ポーリングされたＴＸＯＰの継続時間［duration］は、特定のポーリング・フレーム中で指定される。すなわち、ポーリングされたＴＸＯＰの間、ＴＸＯＰホルダは、このようなトランザクションに対するトータル継続時間がポーリングされたＴＸＯＰの継続時間を越えない限り複数のフレームを送信することができる。
集中的に制御する特性のおかげで、「優先順位付けされた」ＱｏＳのほかに、いわゆる「パラメータ化された［parameterized］」ＱｏＳにもＨＣＦを使用することができる。パラメータ化されたＱｏＳをサポートするために、ＨＣおよびＱＳＴＡ（または複数のＱＳＴＡ）は、特定ストリームのトラフィック特性およびＱｏＳ要件と共に、（第２層無線リンク）ストリームをセットアップする。このようなストリームがセットアップされた後に、ＨＣは、（ストリームがＱＳＴＡからＱＳＴＡ、またはＱＳＴＡからＨＣである場合には）対応するＱＳＴＡにＴＸＯＰを与えようとし、あるいは（ストリームがＨＣからＱＳＴＡである場合）合意された仕様に従ってフレームを送信しようとする。
図４は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅＱｏＳデータに関する従来技術のフレーム・フォーマットを示す。単一の各ＱｏＳデータ・フレームは、優先順位付けられたＱｏＳに対するフレームの優先順位、またはパラメータ化されたＱｏＳに対応するトラフィック・ストリームを識別する通信識別部（ＴＩＤ―Traffic Identifier―）を運ぶ。このような情報を運ぶために、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅＱｏＳデータ・フレーム・ヘッダは、図４に示すように、２オクテットのＱｏＳ制御フィールド４１０を含む。ＱｏＳ制御フィールドは、ＴＩＤ値を示すために４ビットを使用し、また情報に関連する他のＱｏＳも運ぶ。例えば、特有のフレームがデキューされた［dequeued―待ち行列を解除する―］キューの状況もＨＣによるＴＸＯＰ許可スケジューリングを支援するために示される。
２つのタイプのＱｏＳアクション管理フレームが、トラフィック・フレームをセットアップし、修正し、削除するために定義される。第１のタイプは、ＱｏＳストリームをセットアップまたは修正するために使用されるＡＤＤ ＴＳリクエスト・フレームおよびレスポンスＱｏＳアクション・フレームを含む。第２のタイプは、ＱｏＳストリームを削除するのに使用されるＤＬＥＴＥ ＴＳリクエスト・フレームおよびレスポンスＱｏＳアクション・フレームを含む。各ＱｏＳアクション管理フレームは、対応するＱｏＳ要件およびトラフィック仕様と通信するためのトラフィック仕様（ＴＳＰＥＣ―Traffic SPECification―）情報要素を示す。
図５は、ＴＳＰＥＣ要素に関する従来技術のフレーム・フォーマットを示す。ＴＳＰＥＣ要素５００は、パラメータ化されたＱｏＳトラフィック転送を支援し、ＨＣ［Hybrid Coordinator］およびＷＳＴＡ（無線局）が使用するための、特定のＷＳＴＡ（無線局）に関連する単一方向トラフィック・ストリームの特性およびＱｏＳ予測を決定する１組のパラメータを含む。ＴＳＰＥＣ要素情報フィールドは、図５に示す項目を含む。ＴＳＰＥＣ要素５００は、パラメータ化されたＱｏＳトラフィックの任意の特定インスタンスに対して、１組のパラメータをそれが必要とされあるいは利用可能とされるよりもさらに拡張することができる。フィールドは、未指定のパラメータ値に対してはゼロに設定される。
現在あるＩＥＥＥ８０２．１１ｅ規格（２００２年７月のＤ３．２）には、トラフィック・ストリームに対するＱｏＳ要件を折衝するためのプロトコルが記載されている。２００２年７月のＩＥＥＥ８０２．１１ｅ規格のＤ３．２版は、「３．２規格」と呼ばれる。ハイブリッド・コーディネータ中のスケジューラは、各々のＷＳＴＡ（無線局）ごとにサービス・スケジュールを決定する役割を有している。スケジューリングは、事前折衝された個々のＱｏＳ要件が満たされるように行われる。Ｄ３．２規格では、サービス・スケジュールは、ハイブリッド・コーディネータ内に保持され、ハイブリッド・コーディネータの外部には知らされない。実際のサービス・スケジュールの決定はアルゴリズムの問題であり、Ｄ３．２規格では扱われていない。
（Ｄ３．２規格における）ハイブリッド・コーディネータによって決定されるサービス・スケジュールが無線局に知られていないため、各ＱＳＴＡ（ＱｏＳ無線局）は、ダウンリンク・トラフィックを受信し、またはアップリンク・トラフィックを送信（またはサイドリンク・トラフィックを送信）するためのＴＸＯＰ（通話機会）をいつに予想すべきか分らない。無線局（例えば、ＱＳＴＡ１３０）が、（“スリープ［sleep―休眠―］”モードとも呼ばれる）“パワー・セーブ”モードに頻繁に入ることにより、電力を節約することは有利であるため、これは問題である。無線局は、“パワー・セーブ”モード中にあるとき、トラフィックを送信または受信することができない。
無線局が、ハイブリッド・コーディネータ内のサービス・スケジュールを事前に知っていれば、ＴＸＯＰ（通信の機会）がハイブリッド・コーディネータによってスケジューリングされていないときに、無線局は“パワー・セーブ”モードに入ることができる。
本発明の装置および方法は、無線局に高品質サービス・サービス・スケジュールおよび帯域幅割当てメッセージを送信することによって、ハイブリッド・コーディネータ内のスケジュール情報を無線局に提供する。無線局は、そのスケジュール情報を、（１）電力レベル管理、または（２）内部の待ち行列に配置されたデータの事前スケジューリング、または（３）他の任意の目的のために使用することができる。
ＱｏＳサービス・スケジュールおよび帯域幅割当てメッセージは、図６に示すように、スケジュール要素６００を含む。スケジュール要素６００は、以下の情報を含む。すなわち、要素の識別（ＩＤ）、長さ、公称ＴＸＯＰ継続時間、ＴＸＯＰ相互間の間隔、ＴＸＯＰ相互間のジッタ限界、最大ＴＸＯＰ継続時間、および最小ＴＸＯＰ継続時間である。ＱｏＳサービス・スケジュールは無線局がトラフィックを送信または受信することができる時間期間を指定するため、それには元々、無線局への帯域幅割当てメッセージが含まれている。したがって、ＱｏＳサービス・スケジュールは、ＱｏＳサービス・スケジュールおよび帯域幅割当てメッセージと呼ぶことができる。
図７に示すように、スケジュール要素６００は、スケジュールＱｏＳ管理アクション・フレーム７００中で無線局に送信される。スケジュールＱｏＳ管理アクション・フレーム７００は、ハイブリッド・コーディネータから無線局に、周期的に、または不規則に送信することができる。スケジュールＱｏＳ管理アクション・フレーム７００はまた、ハイブリッド・コーディネータから無線局に１回だけ送信することも、選択された数の回数で送信することもできる。スケジュールＱｏＳ管理アクション・フレーム７００は、無線局から発信された少なくとも１つの許可されたトラフィック・ストリームがあるとき、または無線局に送達すべき少なくとも１つの許可されたトラフィック・ストリームがあるとき、移動局に送信される。
ハイブリッド・コーディネータは、スケジュールＱｏＳ管理アクション・フレーム７００をそのスケジュールが変更になったときはいつでも無線局に送信することができる。無線局によって受信されたサービス・スケジュールは、より最近受信されたサービス・スケジュールによって上書きされるまで有効のまま残る。
図８は、無線局にＱｏＳサービス・スケジュールおよび帯域幅割当てメッセージを提供するための本発明の方法の有利な実施形態を示す流れ図である。図８に示す諸ステップは総称的に参照番号８００で参照される。一例として、ＷＳＴＡ（無線局）は、ＱＳＴＡ１３０とし、ＨＣ（ハイブリッド・コーディネータ）は、ＱＡＰ（ＱｏＳアクセス・ポイント）１２５中に配置されたハイブリッド・コーディネータ３５５とする。
ＨＣは、単一のＷＳＴＡ（無線局）への許可されたＴＳＰＥＣを集約する（ステップ８１０）。次いで、ＨＣは、ＷＳＴＡ（無線局）のためにサ−ビス・スケジュールを確立する（ステップ８２０）。次いで、ＨＣはＱｏＳアクション・リクエスト・フレーム内のスケジュール要素６００中のサービス・スケジュールをＷＳＴＡ（無線局）に送信する（ステップ８３０）。
ＷＳＴＡ（無線局）は、サービス・スケジュール情報をＨＣから受信し、ＷＳＴＡ（無線局）内の現在のサービス・スケジュールを更新する（ステップ８４０）。次いで、ＷＳＴＡ（無線局）は、サービス・スケジュール情報の受信の確認応答を含むＱｏＳアクション・レスポンス・フレームをＨＣに送信する（ステップ８５０）。ＨＣは、その確認応答をＷＳＴＡ（無線局）から受信し、新しいサービス・スケジュールを有効にする（ステップ８６０）。
図９は、無線局が、ＱｏＳサービス・スケジュールを使用して、適切な時間にオペレーションの“パワー・セーブ”モードに入り、また出るために使用する本発明の方法の有利な実施形態を示す流れ図である。図９で示される諸ステップは、総称的に参照番号９００で参照される。例として、ＷＳＴＡ（無線局）は、ＱＳＴＡ１３０とし、ＨＣは、ＱＡＰ（ＱｏＳアクセス・ポイント）１２５中に配置されたハイブリッド・コーディネータ３５５とする。
ＷＳＴＡ（無線局）は、ハイブリッド・コーディネータＨＣからサービス・スケジュールを受信する（ステップ９１０）。ＷＳＴＡ（無線局）はそのサービス・スケジュールからスケジューリングされたＴＸＯＰの時間を決定する（ステップ９２０）。次いでＷＳＴＡ（無線局）は、バッテリー電力を節約するためにオペレーションの“パワー・セーブ”モードに入る（ステップ９３０）。
次いで、ＷＳＴＡ（無線局）は、次にスケジューリングされたＴＸＯＰの時間前にオペレーションの“パワー・セーブ”モードから出る（ステップ９４０）。スケジューリングされたＴＸＯＰ中は、ＷＳＴＡ（無線局）はデータを送信または受信する（ステップ９５０）。ＷＳＴＡ（無線局）は、オペレーションの“パワー・セーブ”モードに再度入り、次にスケジューリングされたＴＸＯＰを待つ（ステップ９６０）。ＷＳＴＡ（無線局）はこのような方式でそのオペレーションを継続することにより電力を節約する。
本発明の方法の諸ステップは、ＤＶＤやＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読取り可能記録媒体上に記憶されたコンピュータ実行可能命令によって実施することができる。このようなコンピュータ読取り可能記録媒体は、ＣＤ−ＲＯＭディスク３９０として図３に概略が示されている。
本発明を詳細に説明してきたが、当業者であれば、最も広い形態における本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく本明細書記載のものに対して様々な変更、代用、および改変を加えることができることを理解されたい。
ホスト、分散システム、第１のＱＢＳＳ（ＱｏＳ基本サービス・セット）、および第２のＱｏＳ基本サービス・セットを備える無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）の例示的な従来技術の拡張サービス・セットを示す図である。 従来技術の７つのＯＳＩネットワーク層を示す図である。 本発明の原理によるＱｏＳ無線局の例示的アーキテクチャを示す図である。 ＩＥＥＥ８０２．１１ｅＱｏＳデータに関する従来技術のフレーム・フォーマットを示す図である。 ＩＥＥＥ８０２．１１ｅトラフィック仕様要素に関する従来技術のフレーム・フォーマットを示す図である。 本発明の例示的なスケジュール要素を示す図である。 本発明のスケジュールＱｏＳ管理アクションに関する例示的なフレーム・フォーマットを示す図である。 無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）中で無線局にＱｏＳサービス・スケジュールおよび帯域幅割当てメッセージを提供するための本発明の方法の有利な実施形態を示す流れ図である。 無線局が、ＱｏＳサービス・スケジュールを使用して、適切な時間にオペレーションの“パワー・セーブ”モードに入り、また出るために使用する本発明の方法の有利な実施形態を示す流れ図である。

Claims (22)

  1. 無線ネットワーク内の無線局に対して高品質サービスのサービス・スケジュールを提供するための方法であって：
    前記無線ネットワークのハイブリッド・コーディネータ内で、無線局のために高品質サービスのサービス・スケジュールを作成するステップと、
    前記ハイブリッド・コーディネータから前記無線局に対して、前記高品質サービスのサービス・スケジュールを送るステップと
    を備える方法。
  2. 前記無線局内で前記高品質サービスのサービス・スケジュールを受け取るステップと、 前記無線局内の前の高品質サービスのサービス・スケジュールを前記ハイブリッド・コーディネータからの前記高品質サービスのサービス・スケジュールを用いて更新するステップと、をさらに備える請求項１に記載の方法。
  3. 前記無線局から前記ハイブリッド・コーディネータに対して、前記無線局が前記ハイブリッド・コーディネータから前記高品質サービスのサービス・スケジュールを既に受け取ったことの承認を送るステップと、
    前記高品質サービスのサービス・スケジュールを前記ハイブリッド・コーディネータ内で効力のある状態にするステップと、をさらに備える請求項２に記載の方法。
  4. 前記高品質のサービス・スケジュールは、前記無線局に対する帯域幅割当てメッセージを含む請求項１に記載の方法。
  5. 前記高品質サービスのサービス・スケジュールは要素の識別、長さ、通常ＴＸＯＰ（送信・通話の機会）継続時間、内部ＴＸＯＰインターバル、内部ＴＸＯＰインターバル、内部ＴＸＯＰジッタバウンド、最大ＴＸＯＰ継続時間、および最小ＴＸＯＰ継続時間の内の１つの値を含むスケジュール要素である請求項１に記載の方法。
  6. 前記無線局内で前記高品質のサービス・スケジュールを受け取るステップと、
    前記高品質のサービス・スケジュールから、前記無線局のための送信機会のスケジュール時間を決定するステップと、
    前記送信機会の前記スケジュール時間となるまで、前記無線局をオペレーションのパワー・セーブ・モードに置くステップと、
    をさらに備える請求項１に記載の方法。
  7. 前記送信機会の前記スケジュール時間の前にオペレーションのパワー・セーブ・モードから前記無線局を移動させるステップと、
    前記送信機会の間に、前記無線局にデータを送信しまたは受信するように動作させるステップと、
    次の送信機会の発生まで、オペレーションのパワー・セーブ・モードへと前記無線局を戻すステップと、
    をさらに備える請求項６に記載の方法。
  8. 前記ハイブリッド・コーディネータから前記無線局への前記高品質サービスのサービス・スケジュールを、周期的に、および、非周期的に、の何れかにより送るステップをさらに備える請求項１に記載の方法。
  9. 前記ハイブリッド・コーディネータから前記無線局への前記高品質サービスのサービス・スケジュールを、選択した回数で送るステップをさらに備える請求項１に記載の方法。
  10. 前記無線局内で前記高品質サービスのサービス・スケジュールを受信するステップと、
    前記高品質サービスのサービス・スケジュールから、前記無線局内の電力管理を実行させること、および、前記無線局内の内部待機データをスケジュールさせること、の何れかのために情報を用いるステップと、をさらに備える請求項１に記載の方法。
  11. 無線ネットワーク内の無線局に対して高品質サービスのサービス・スケジュールを提供可能な前記無線ネットワークであって、
    前記無線ネットワークのハイブリッド・コーディネータ内に、前記無線局のための高品質サービスのサービス・スケジュールを作成すること、および
    前記ハイブリッド・コーディネータから前記無線局に対して、前記高品質サービスのサービス・スケジュールを送ること、が可能である、該無線ネットワーク。
  12. 前記無線局内で前記前記高品質サービスのサービス・スケジュールを受けること、および
    前記無線局内の前の高品質サービスのサービス・スケジュールを前記ハイブリッド・コーディネータからの前記高品質サービスのサービス・スケジュールにより更新すること、
    をさらに可能にする請求項１１に記載の無線ネットワーク。
  13. 前記無線局から前記ハイブリッド・コーディネータに対して、前記無線局が前記ハイブリッド・コーディネータから前記高品質サービスのサービス・スケジュールを既に受け取ったことの承認を送ること、
    前記ハイブリッド・コーディネータ内で前記承認を受け取ること、および
    前記高品質サービスのサービス・スケジュールを前記ハイブリッド・コーディネータ内で効力のある状態にすること、
    をさらに可能にする請求項１２に記載の無線ネットワーク。
  14. 前記高品質サービスのサービス・スケジュールが前記無線局に対する帯域幅割当てメッセージを含む請求項１１に記載の無線ネットワーク。
  15. 前記高品質サービスのサービス・スケジュールは、要素の識別、長さ、通常ＴＸＯＰ（送信・通話の機会）継続時間、内部ＴＸＯＰインターバル、内部ＴＸＯＰインターバル、内部ＴＸＯＰジッタバウンド、最大ＴＸＯＰ継続時間、および最小ＴＸＯＰ継続時間の内の１つの値を含むスケジュール要素である請求項１１に記載の無線ネットワーク。
  16. 前記無線局内で前記高品質のサービス・スケジュールを受け取ること、
    前記高品質のサービス・スケジュールから、前記無線局のための送信機会のスケジュール時間を決定すること、および
    前記送信機会の前記スケジュール時間となるまで、前記無線局をオペレーションのパワー・セーブ・モードに置くこと、
    をさらに可能にする請求項１１に記載の無線ネットワーク。
  17. 前記送信機会の前記スケジュール時間の前にオペレーションのパワー・セーブ・モードから前記無線局を移動させること、
    前記送信機会の間に、前記無線局にデータを送信しまたは受信するように動作させること、および
    次の送信機会の発生まで、オペレーションのパワー・セーブ・モードへと前記無線局を戻すこと、
    をさらに可能する請求項１６に記載の無線ネットワーク。
  18. 無線ネットワーク内の無線局に対して高品質サービスのサービス・スケジュールを提供するためにコンピュータ読取り可能な記録媒体に格納されたコンピュータ実行可能な命令であって：
    前記無線ネットワークのハイブリッド・コーディネータ内で、無線局のために高品質サービスのサービス・スケジュールを作成するステップと、
    前記ハイブリッド・コーディネータから前記無線局に対して、前記高品質サービスのサービス・スケジュールを送るステップと
    を備える命令。
  19. 前記無線局内で前記前記高品質サービスのサービス・スケジュールを受け取るステップと、
    前記無線局内の前の高品質サービスのサービス・スケジュールを前記ハイブリッド・コーディネータからの前記高品質サービスのサービス・スケジュールにより更新するステップと、
    前記無線局から前記ハイブリッド・コーディネータに対して、前記無線局が前記ハイブリッド・コーディネータから前記高品質サービスのサービス・スケジュールを既に受け取ったことの承認を送るステップと、
    前記ハイブリッド・コーディネータ内で前記承認を受け取るステップと、および
    前記高品質サービスのサービス・スケジュールを前記ハイブリッド・コーディネータ内で効力のある状態にするステップと、
    をさらに備える請求項１８に記載のコンピュータ読取り可能な記録媒体に格納されたコンピュータ実行可能な命令。
  20. 前記高品質サービスのサービス・スケジュールは、前記無線局に対する帯域幅割当てメッセージをさらに備える請求項１８に記載のコンピュータ読取り可能な記録媒体に格納されたコンピュータ実行可能な命令。
  21. 前記高品質サービスのサービス・スケジュールは、要素の識別、長さ、通常のＴＸＯＰ（送信・通話の機会）継続時間、内部ＴＸＯＰインターバル、内部ＴＸＯＰインターバル、内部ＴＸＯＰジッタバウンド、最大ＴＸＯＰ継続時間、および最小ＴＸＯＰ継続時間の内の１つの値を含むスケジュール要素を備える請求項１８に記載のコンピュータ読取り可能な記録媒体に格納されたコンピュータ実行可能な命令。
  22. 前記無線局内で前記高品質のサービス・スケジュールを受け取るステップと、
    前記高品質のサービス・スケジュールから、前記無線局のための送信機会のスケジュール時間を決定するステップと、
    前記送信機会の前記スケジュール時間となるまで、前記無線局をオペレーションのパワー・セーブ・モードに置くステップと、
    前記送信機会の前記スケジュール時間の前にオペレーションのパワー・セーブ・モードから前記無線局を移動させるステップと、
    前記送信機会の間に、前記無線局にデータを送信しまたは受信するように動作させるステップと、および
    次の送信機会の発生まで、オペレーションのパワー・セーブ・モードへと前記無線局を戻すステップと、
    をさらに備える請求項１８に記載のコンピュータ読取り可能な記録媒体に格納されたコンピュータ実行可能な命令。
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