JP2007520106A - リアルタイム通信のための無線ローカルエリアネットワークにおけるアップリンクポール基礎省電力送出方法 - Google Patents

リアルタイム通信のための無線ローカルエリアネットワークにおけるアップリンクポール基礎省電力送出方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2007520106A
JP2007520106A JP2006545508A JP2006545508A JP2007520106A JP 2007520106 A JP2007520106 A JP 2007520106A JP 2006545508 A JP2006545508 A JP 2006545508A JP 2006545508 A JP2006545508 A JP 2006545508A JP 2007520106 A JP2007520106 A JP 2007520106A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mobile station
frame
access point
wlan
power saving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2006545508A
Other languages
English (en)
Inventor
ディ. シンプソン、フロイド
ピー. エメオット、スティーブン
ジェイ. ウィルソン、ティモシー
スマバトクル、ナッタバット
サダト、エメク
シー、シャーマン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Motorola Solutions Inc
Original Assignee
Motorola Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Motorola Inc filed Critical Motorola Inc
Publication of JP2007520106A publication Critical patent/JP2007520106A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/02Power saving arrangements
    • H04W52/0209Power saving arrangements in terminal devices
    • H04W52/0225Power saving arrangements in terminal devices using monitoring of external events, e.g. the presence of a signal
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/10Flow control between communication endpoints
    • H04W28/14Flow control between communication endpoints using intermediate storage
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00Wireless channel access
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00Wireless channel access
    • H04W74/04Scheduled access
    • H04W74/06Scheduled access using polling
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00Network topologies
    • H04W84/02Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/10Small scale networks; Flat hierarchical networks
    • H04W84/12WLAN [Wireless Local Area Networks]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08Access point devices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Power Sources (AREA)

Abstract

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、移動局はアップリンクポール基礎省電力送出モードの使用をアクセスポイントに伝達し、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、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サービスウィンドウ中の不特定時間において応答フレームで応える準備をする。その時間中に移動局はWLANサブシステムの起動状態を維持し、応答フレームの受信を待機する。応答フレーム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。

Description

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。
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。
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。
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。
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。
スリープ手順:立ち上がり手順と同様に、アクティブモードの移動局は、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)システムにおけるアップリンクポール基礎省電力送出(UPPSD)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。移動局が本UPPSD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UPPSD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UPPSD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、状態遷移をアップリンクポール基礎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。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。
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。
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。
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UPPSD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、UPPSDバッファ312にデータを一時保存する。UPPSDバッファは、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予約バッファである。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。
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。
図4A−図4Cのうち、先ず図4Aは、本発明のUPPSD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4A−図4C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−図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。
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UPPSD省電力機構を確立することができる。移動局は、非省電力動作、従来の省電力動作、または本UPPSD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。
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、UPPSD省電力モードを示す。
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、移動局に少なくとも一つの応答フレーム416を送信する。
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。予約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。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アップリンクサービス期間エンド(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、それは予約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UPPSD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、もはやデータがないことを示すようにMORE_DATAビットを設定することができる。しかしながら、たまには、予約バッファに一時保存されたデータのデータフレームが二つ以上あるかも知れず、その場合、第1応答フレームはMORE_DATAビットを設定して更にデータが来ることを示すので、移動局は第1応答フレームを受信した後、アクティブのままとなり、低電力状態へ行かない。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。
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一部としてのフレームを交換しない場合、他の省電力プロトコルを使うなどして、非予約データフローを提供することができる。UPPSDサービス期間の前後およびその間でも、非予約データフローを提供することができるので、予約データフローと非予約データフローの両方を、省電力技術を用いて提供することができる。非予約フローを提供することができる期間は、UPPSDサービス期間中にあり、UPPSDサービス期間中にもあり、424で表される期間によって示される。第1のそのような非予約省電力サービス期間交換を図4Bにしめす。ここでは、UPPSDサービス期間交換におけるように、交換は時刻406においてWLANサブシステムを立ち上げることによって始まる。WLANサブシステムを立ち上げた後ですぐに、移動局はポーリングフレーム426をアクセスポイントに送信する。ポーリングフレームの中の電力管理ビットは「アクティブ」に設定される。移動局がアクセスポイントに送信すべきデータを持たないならば、ポーリングフレームはヌルフレームであり、そうでなければ、それは非予約フローのためのデータを含むデータフレームである。アクセスポイントは肯定応答428で応答し、その後データフレーム430で応答する。アクセスポイントが移動局へ送出すべきデータを持たないならば、肯定応答を使ってEUSPビットによりそのことを示すことができる。アクセスポイントが移動局へ送信すべきデータを持っているならば、アクセスポイントはそのデータを含む後フレーム430を送信する。移動局は肯定応答428か後フレーム430かを肯定応答432する。WLANサブシステムを低電力モードに置く前に、移動局は、それが低電力モードに移ることを、低電力または省電力モードへの遷移を示すのに適切な状態にある電力管理ビットを有する遷移フレーム434によって、アクセスポイントに知らせなければならない。遷移フレームはそれからアクセスポイントによって肯定応答436され、移動局はWLANサブシステムを低電力モードに置く。
省電力モードを用いながらアクセスポイントからの非予約データを取得する第2の方法を図4Cに示す。ここでは、移動局は、時刻406においてWLANサブシステムを立ち上げた後、最初に遷移フレーム438をアクセスポイントに送信する。この遷移フレームは移動局がアクセスポイントに送信しなければならない何らかのデータを含んでいる。遷移フレームは、電力管理ビットの中で、移動局がいまアクティブモードにあることを示す。このフレームはアクセスポイントによって肯定応答440される。移動局はそれからポールフレーム442を送信する。アクセスポイントは、その後、移動局に対するデータを含む応答フレーム444で応答する。更なるデータがアクセスポイントに一時保存されているならば、移動局は各データフレームに関してアクセスポイントにポーリングしなければならない。移動局は各フレームに肯定応答446し、省電力モードへ移る場合、肯定応答フレーム446の中の電力管理ビットを変更してそのことを示す。あるいは、移動局はそれに続くデータまたはヌルフレームを送信して省電力モードに移ることができる。
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。
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。
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。
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。
本発明のUPPSD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UPPSD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UPPSD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UPPSDモードを完全に終了することによって、UPPSD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。
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UPPSD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、UPPSD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。
図7に、本発明に従う、アップリンクポール基礎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UPPSD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UPPSD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。
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)。
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UPPSD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UPPSD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。
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を送信する(806)。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UPPSD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。
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アップリンクポール基礎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UPPSD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UPPSD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UPPSD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、UPPSD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。
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予約バッファを設けることを含んでいる。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応答フレームの受信を開始する。応答フレームはアクセスポイントによって送信され、予約トラフィックストリームを特定する。応答フレームを受信すると、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。応答フレームがポーリングフレームに対応して送られるが、応答フレーム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、応答フレーム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、応答フレーム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。応答フレームの受信は、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。
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。
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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 本発明に従う、アップリンクポール基礎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。 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。 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。 本発明に従う、アップリンクポール基礎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。

Claims (16)

  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、
    前記移動局と前記アクセスポイントの間のWLANサブシステムを取得することと、
    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応答フレームを受信するステップであって、前記応答フレームは前記アクセスポイントによって送信され且つ前記予約トラフィックストリームを特定することと、
    前記応答フレーム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。
  2. 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備えたことを特徴とする方法。
  3. 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備えたことを特徴とする方法。
  4. 請求項1に記載の省電力動作を行う方法であって、
    前記応答フレーム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応答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。
  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。
  6. 請求項5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。
  7. 請求項1に記載の省電力動作を行う方法において、前記WLANチャンネルを取得するステップは、前記WLANチャンネルの取り合いによって行われることを特徴とする方法。
  8. 請求項7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。
  9. 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、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ことであって、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、
    前記予約トラフィックストリームに対応して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予約バッファをチェックすることと、
    前記移動局と前記アクセスポイントの間のWLANサブシステムを、前記アクセスポイントにおいて取得することと、
    前記WLANチャンネルを通じて前記移動局に応答フレームを送信するステップであって、前記応答フレームは前記アクセスポイントによって送信されると共に、前記予約トラフィックストリームを特定することと
    を備えたことを特徴とする方法。
  10. 請求項9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備えたことを特徴とする方法。
  11. 請求項9に記載の省電力動作を行う方法であって、前記応答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アクセスポイントにおいて前記移動局からの肯定応答フレームを受信するステップを更に備えたことを特徴とする方法。
  12. 請求項9に記載の省電力動作を行う方法であって、
    前記応答フレームを送信するステップは、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応答フレームのヘッダを送信することを含み、
    当該方法は更に、前記移動局に第2応答フレームを送信するステップを備え、前記第2応答フレームは前記予約トラフィックストリームに属することを特徴とする方法。
  13. 請求項9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受信するステップは、ヌルフレームを受信することを備えたことを特徴とする方法。
  14. 請求項9に記載の省電力動作を行う方法であって、前記応答フレームの送信は、前記予約バッファの中にデータがない場合にヌルフレームを送信することを含むことを特徴とする方法。
  15. 請求項9に記載の省電力動作を行う方法において、前記WLANチャンネルを取得するステップは、前記WLANチャンネルの取り合いによって行われることを特徴とする方法。
  16. 請求項15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。
JP2006545508A 2003-12-19 2004-12-13 リアルタイム通信のための無線ローカルエリアネットワークにおけるアップリンクポール基礎省電力送出方法 Withdrawn JP2007520106A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/741,654 US20050138451A1 (en) 2003-12-19 2003-12-19 Uplink poll-based power save delivery method in a wireless local area network for real time communication
PCT/US2004/042580 WO2005062808A2 (en) 2003-12-19 2004-12-13 Uplink poll-based power save delivery method in a wireless local area network for real time communication

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007520106A true JP2007520106A (ja) 2007-07-19

Family

ID=34678221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006545508A Withdrawn JP2007520106A (ja) 2003-12-19 2004-12-13 リアルタイム通信のための無線ローカルエリアネットワークにおけるアップリンクポール基礎省電力送出方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20050138451A1 (ja)
JP (1) JP2007520106A (ja)
CN (1) CN1894731A (ja)
BR (1) BRPI0417623A (ja)
CA (1) CA2550371A1 (ja)
WO (1) WO2005062808A2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009510950A (ja) * 2005-09-28 2009-03-12 クゥアルコム・インコーポレイテッド Voipパケットの衝突確率を低減すること
JP2020005156A (ja) * 2018-06-29 2020-01-09 沖電気工業株式会社 無線通信装置、無線通信プログラム、無線通信方法、及び無線通信システム

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7551592B2 (en) * 2003-12-22 2009-06-23 Agere Systems Inc. Power management method for creating deliver opportunities in a wireless communication system
US7433329B2 (en) * 2004-04-07 2008-10-07 Cisco Technology, Inc. Aggregation scheduler
US8098666B2 (en) * 2004-08-12 2012-01-17 Stmicroelectronics, Inc. Method and system for providing a priority-based, low-collision distributed coordination function using a super-frame structure
KR100856248B1 (ko) * 2004-08-17 2008-09-03 삼성전자주식회사 아이피 망을 기반으로 하는 음성 서비스에서 상향링크스케줄링 방법
EP1708424A1 (en) * 2005-03-31 2006-10-04 THOMSON Licensing Prioritising video streams in a wireless LAN (WLAN)
US7577113B2 (en) * 2005-03-31 2009-08-18 Intel Corporation Device, system and method for coordinating power saving with access categories
US20060223593A1 (en) * 2005-04-01 2006-10-05 Ixi Mobile (R&D) Ltd. Content delivery system and method for a mobile communication device
US7702352B2 (en) * 2005-05-13 2010-04-20 Intel Corporation Network node power management methods and apparatus
GB2429871A (en) * 2005-06-30 2007-03-07 Nokia Corp Method of implementing unscheduled automatic power save delivery (APSD) between a terminal and an access point
TWI293842B (en) * 2005-07-25 2008-02-21 Ind Tech Res Inst Method of reducing call establishment delay in wireless network
US8619658B2 (en) * 2005-09-21 2013-12-31 Interdigital Technology Corporation Method and apparatus for transmission management in a wireless communication system
US8345645B2 (en) * 2005-10-31 2013-01-01 Avaya Inc. WLAN access controller packet buffering
US8014323B2 (en) * 2005-11-08 2011-09-06 Xocyst Transfer Ag L.L.C. Systems and methods for facilitating communication between communication devices
US20070165665A1 (en) * 2006-01-13 2007-07-19 Sudhanshu Gaur System and method for access control in wireless networks
JP4951631B2 (ja) * 2006-03-15 2012-06-13 フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド 無線ローカルエリアネットワーク(wlan)半導体チップの向上した転送速度適応と低電力制御のための最適化方法、wlanデバイス、および通信デバイス
US7822405B2 (en) * 2006-03-30 2010-10-26 Intel Corporation Power saving in VoIP transmission apparatus, systems, and methods
US7668129B2 (en) * 2006-03-30 2010-02-23 Intel Corporation Learning mechanism to configure power save parameters for automatic power save delivery
US7756103B2 (en) 2006-03-31 2010-07-13 Intel Corporation Device, system and method of adjustment of a delivery mechanism according to access categories
GB0609426D0 (en) * 2006-05-12 2006-06-21 Univ Edinburgh A low power media access control protocol
WO2007137177A2 (en) * 2006-05-18 2007-11-29 Conexant Systems, Inc. Access point polling systems and methods
US8849297B2 (en) * 2006-07-14 2014-09-30 Qualcomm Incorporated Call establishment and maintenance in a wireless network
US7813296B2 (en) * 2006-12-27 2010-10-12 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Adapting transmission and reception time in packet based cellular systems
CN101222388B (zh) 2007-01-12 2013-01-16 华为技术有限公司 一种确定接入点存在广播/多播缓存帧的方法和系统
US8750116B2 (en) * 2008-04-15 2014-06-10 Qualcomm Incorporated Methods and apparatus for communicating and/or using load information in support of decentralized traffic scheduling decisions
TWI369099B (en) * 2008-05-08 2012-07-21 Inst Information Industry Relay station, access point, transmission method, and tangible machine-readable medium thereof for use in a wireless mesh network
US8369257B2 (en) * 2008-12-31 2013-02-05 Stmicroelectronics, Inc. Reliable and deterministic communication protocol
JP5768938B2 (ja) 2011-08-10 2015-08-26 ▲ホア▼▲ウェイ▼技術有限公司 データストリーム伝送のための方法、装置およびシステム
US9001720B2 (en) 2011-08-31 2015-04-07 Maarten Menzo Wentink Power save with data fetch time, with end of data indication, and with more data acknowledgement
CN104185971B (zh) * 2012-03-16 2018-07-10 英特尔公司 宣布进入相对较低的功率状态的至少一个消息
US20140266625A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Qualcomm Incorporated Assisted energy efficient peer-to-peer (p2p) communications
US9998209B2 (en) * 2013-08-31 2018-06-12 Qualcomm Incorporated Speed frame exchange rules
US9204385B2 (en) * 2013-10-09 2015-12-01 Netgear, Inc. Wireless router or residential gateway capable of distinguishing power-sensitive wireless sensors and providing separate treatment thereto
US9445226B2 (en) * 2014-01-31 2016-09-13 Aruba Networks, Inc. Method for improving location accuracy in multi-channel wireless networks
US9804664B2 (en) 2014-05-27 2017-10-31 Qualcomm Incorporated Adaptive control of RF low power modes in a multi-rate wireless system using MCS value
US9781673B2 (en) 2014-05-27 2017-10-03 Qualcomm Incorporated Adaptive control of RF low power modes in a multi-rate wireless system using device mode
US10595288B2 (en) * 2016-08-21 2020-03-17 Lg Electronics Inc. Method for transmitting frame in wireless LAN system and wireless terminal using same
GB2555142B (en) * 2016-10-21 2019-09-04 Canon Kk Enhanced management of ACs in multi-user EDCA transmission mode in wireless networks
CN108282849B (zh) * 2017-01-06 2022-09-27 中兴通讯股份有限公司 数据发送、数据接收方法及装置、接入点、站点
EP3955804A4 (en) * 2019-04-18 2022-11-23 Abbott Diabetes Care Inc. SYSTEMS, DEVICES AND METHODS FOR HANDLING WIRELESS COMMUNICATIONS IN AN ANALYTICAL MONITORING ENVIRONMENT
US11657655B2 (en) * 2020-11-13 2023-05-23 Ford Global Technologies, Llc Vehicle component fault detection

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6259898B1 (en) * 1998-05-05 2001-07-10 Telxon Corporation Multi-communication access point
US20020132603A1 (en) * 2000-12-08 2002-09-19 Jan Lindskog Method for power save
US20030093526A1 (en) * 2001-11-13 2003-05-15 Koninklijke Philips Electronics N. V. Apparatus and method for providing quality of service signaling for wireless mac layer
US6791962B2 (en) * 2002-06-12 2004-09-14 Globespan Virata, Inc. Direct link protocol in wireless local area networks
US7400912B2 (en) * 2002-10-10 2008-07-15 Symbol Technologies, Inc. Wlan communications system
US7590079B2 (en) * 2002-10-25 2009-09-15 Motorola, Inc. Method of communication device initiated frame exchange
US7372855B2 (en) * 2003-01-08 2008-05-13 Sharp Laboratories Of America, Inc. System and method for synchronizing an IEEE 802.11 power-save interval
US7801092B2 (en) * 2003-03-21 2010-09-21 Cisco Technology, Inc. Method for a simple 802.11e HCF implementation
US7508781B2 (en) * 2003-03-25 2009-03-24 Texas Instruments Incorporated Power saving mechanism for wireless LANs via schedule information vector
US7412265B2 (en) * 2003-06-12 2008-08-12 Industrial Technology Research Institute Method and system for power-saving in a wireless local area network
US20040264396A1 (en) * 2003-06-30 2004-12-30 Boris Ginzburg Method for power saving in a wireless LAN
US7245946B2 (en) * 2003-07-07 2007-07-17 Texas Instruments Incorporated Optimal power saving scheduler for 802.11e APSD

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009510950A (ja) * 2005-09-28 2009-03-12 クゥアルコム・インコーポレイテッド Voipパケットの衝突確率を低減すること
JP2020005156A (ja) * 2018-06-29 2020-01-09 沖電気工業株式会社 無線通信装置、無線通信プログラム、無線通信方法、及び無線通信システム
JP7141185B2 (ja) 2018-06-29 2022-09-22 沖電気工業株式会社 無線通信装置、無線通信プログラム、無線通信方法、及び無線通信システム

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005062808A2 (en) 2005-07-14
CN1894731A (zh) 2007-01-10
WO2005062808A3 (en) 2006-02-09
US20050138451A1 (en) 2005-06-23
CA2550371A1 (en) 2005-07-14
BRPI0417623A (pt) 2007-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4690342B2 (ja) リアルタイム通信のための無線ローカルエリアネットワークにおける不定期省電力送出方法
JP4733052B2 (ja) リアルタイム通信のための無線ローカルエリアネットワークにおけるハイブリッド省電力送出方法
JP2007520106A (ja) リアルタイム通信のための無線ローカルエリアネットワークにおけるアップリンクポール基礎省電力送出方法
US7881322B1 (en) Power-saving mechanism for periodic traffic streams in wireless local-area networks
US7457973B2 (en) System and method for prioritizing data transmission and transmitting scheduled wake-up times to network stations based on downlink transmission duration
US9686720B2 (en) Admission control for QoS-driven wireless LANs
US7245946B2 (en) Optimal power saving scheduler for 802.11e APSD
CA2706062C (en) A uniform power save method for 802.11e stations
US6970422B1 (en) Admission control for QoS-Driven Wireless LANs
US8238925B2 (en) Hybrid QoS access method for power save stations
US7602759B2 (en) Wireless LAN system making quality of communication improve and a communication method therefor
US20050249227A1 (en) Method for indicating buffer status in a WLAN access point
Chen et al. Power management for VoIP over IEEE 802.11 WLAN
JP2006166114A (ja) 無線LAN基地局装置のQoS制御方法
GB2415573A (en) Power saving scheduler for a wireless network
Ni et al. QoS support for IEEE 802.11 Wireless LAN
Ziouva et al. Improved IEEE802. 11 PCF performance using silence detection and cyclic shift on stations polling
MXPA06006977A (es) Metodo de suministro no prgramado de ahorro de energia en una red inalambrica de area local para la comunicacion en tiempo real
Kanjanavapastit et al. A modified point coordination function in IEEE 802.11 wireless LAN.
MXPA06006976A (es) Metodo de suministro de ahorro de energia basado en un escrutinio de enlace ascendente en una red de area local inalambrica para combinaciones en tiempo real
Montazeri et al. An adaptive fair-distributed scheduling algorithm to guarantee QoS for both VBR and CBR video traffics on IEEE 802.11 e WLANs
MXPA06006969A (en) Hybrid power save delivery method in a wireless local area network for real time communication
Takeuchi et al. Quick data-retrieving for U-APSD in IEEE802. 11e WLAN networks
KR101322509B1 (ko) Ieee 802.11 무선랜에서의 분산수락제어방법
KR20080048801A (ko) Hcca 방식의 무선랜에서 txop 할당방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071213

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20080425