JP2008521271A

JP2008521271A - 無線ネットワークで無線局をアソシエーション解除する方法及び装置

Info

Publication number: JP2008521271A
Application number: JP2007540817A
Authority: JP
Inventors: プラドパボン，ハビエルデル
Original assignee: Koninklijke Philips NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2004-11-16
Filing date: 2005-11-14
Publication date: 2008-06-19
Also published as: EP1815644A1; CN101061674A; WO2006054232A1

Abstract

無線通信方法は、無線ネットワーク（100）の複数の無線局（102、103）のそれぞれにアソシエーションタイムアウト（AT）期間（207）を設定することを有する。この方法はまた、ATが終了した後に少なくとも１回、局のそれぞれをプローブし、プローブの後に局の１つ（103）から応答が受信されない場合、この１つの局（103）をネットワークからアソシエーション解除することを有する。無線ネットワークも記載される。

Description

無線通信帯域は、チャネル変調技術の進歩でかなり増加しており、無線媒体を有線及び光ファイバの対策への実行可能な代替案にしている。従って、データ及び音声通信での無線接続の使用は、増加し続ける。これらの装置は、ほんの２〜３例を挙げると、移動電話、無線ネットワーク（例えば無線ローカルエリアネットワーク（WLAN））のポータブルコンピュータ、無線ネットワークの固定型コンピュータ、ポータブルハンドセットを有する。

各無線ネットワークは、複数のレイヤ及びサブレイヤを有する。媒体アクセス制御（MAC）サブレイヤ及び物理（PHY）レイヤはこれらのレイヤのうち２つである。MACレイヤは、OSI（Open System Interconnection）スタックのデータリンクレイヤの２つのサブレイヤのうち下位のものである。MACレイヤは、同じ無線媒体への同時アクセスを要求する多数のユーザ間の調整を提供する。

MACレイヤプロトコルは、ネットワーク内のユーザにより共有されるブロードキャスト媒体へのアクセスを管理する複数の規則を有する。既知のように、複数の異なるマルチプルアクセス技術（しばしばMACプロトコルと呼ばれる）がMACレイヤを管理するプロトコル内で動作するように規定されている。これらは、CSMA（Carrier Sensing Multiple Access）とFDMA（Frequency Division Multiple Access）とTMDA（Time Division Multiple Access）とを含み、これらに限定されない。

標準及びプロトコルは、音声及びデータトラヒックの制御でかなりの改善を提供しているが、サービス品質（QoS：quality-of-service）をサポートする一方で、更なるチャネルレートでのネットワークアクセスの要求の継続する増加は、プロトコル及び標準の継続的な評価とこれらへの変更とを求める。

例示的に、IEEE802.11により管理される無線ネットワークで、集中的MACはアクセスポイントAPにアソシエーションされる。アクセスポイントAPは、そのネットワーク内で無線局（STA）によるトラヒック及び無線局（STA）間のトラヒックの送信及び受信を管理する。理解できるように、このようなネットワークでは、無線局（STA）は、ネットワークを‘離れる’必要があることがある。ほんの数個の可能性を挙げると、この離脱は、ネットワークの通信制限からの物理的な離脱の形式でもよく、電力の不足でもよい。

STAの離脱は、APにより明らかにされない場合に、ネットワークの全体的効率に不利になり得る。例えば、AP及びネットワークの他のSTAから離脱したSTAへの送信が失われる。これらの送信は、送信側のSTA又はAPが応答を待機することをもたらし、更に非効率性を加えることがある。更に、APは、そのネットワークを離脱したSTAに帯域及び他のネットワークリソースを割り当て続ける。従って、残りのSTAに割り当てられ得る重要なネットワークリソースが、ネットワークから離脱したSTAに割り当てられ続ける。更に、更なるSTAがネットワークにアクセスしようとするが、ネットワークリソースの制約のためにアクセスを拒否されることがある。

STAの離脱により提示される問題に対処する１つの試みは、IEEE802.11-04/106r0に含まれている。この提案は、各STAがAPにアソシエーションすることを要求し、STAがネットワークを離れるときに、既存のアソシエーションのアソシエーション解除を通信しなければならない。このことは、STAのアソシエーション解除により提示されるいくつかの問題に対処し得るが、明らかな欠点が存在する。例えば、多くの場合、STAはアソシエーション解除するという情報を事前に有さない。１つの明白な場合は、STAによる電力の不足、又は他の何らかの理由でのAPとの接続の損失である。このことが生じた場合、STAはそのアソシエーション解除をSTAに通知することができない。

従って、必要とされているものは、ネットワークからSTAの離脱に対処し、前述の既知の方法の欠点を少なくとも克服する方法である。

例示的な実施例によれば、無線通信方法は、ネットワークの複数の無線局のそれぞれにアソシエーションタイムアウト（AT：association time-out）期間を設定することを有する。この方法はまた、ATが終了した後に少なくとも１回、局のそれぞれをプローブし、プローブの後に局のうち１つの局から応答が受信されない場合、この１つの局をネットワークからアソシエーション解除することを有する。

他の例示的な実施例によれば、無線通信方法は、無線ネットワークにアソシエーションされた複数の無線局のそれぞれにアソシエーションタイムアウト（AT）期間を設定することを有する。その各AT期間中に局のうち１つの局から応答が受信されない場合、又はその各AT期間中に局のうち１つの局からネットワークの他の局への通信がアクセスポイントにより監視されない場合、この１つの局をネットワークからアソシエーション解除する。

他の例示的な実施例によれば、無線通信ネットワークはアクセスポイントを有する。装置はまた、ネットワークにアソシエーションされた複数の無線局を有し、アクセスポイントは、無線局のそれぞれにアソシエーションタイムアウト（AT）期間を設定し、その各AT期間中に応答が局から受信されない場合、又はその各AT期間中に局からネットワークの他の局への通信がアクセスポイントにより監視されない場合、無線局のうちいずれかをアソシエーション解除するように適合される。

本発明は、添付の図面と共に読まれたときに以下の詳細な説明から最も良く理解される。様々な機能は必ずしも縮尺通りに記載されていないことを強調する。実際に、説明を明瞭にするために、大きさが任意に増大又は縮小されることがある。

以下の詳細な説明では、限定ではなく説明の目的で、例示的な実施例の完全な理解を提供するために、特定の詳細を開示する例示的な実施例が示される。しかし、ここに開示された特定の詳細を逸脱しない他の実施例も、この開示の利益を有する当業者に明らかになる。更に、本発明の説明をあいまいにしないように、周知の装置、方法、システム及びプロトコルの説明は省略されることがある。それにもかかわらず、当業者の範囲内にあるこのような装置、方法、システム及びプロトコルが、例示的な実施例に従って使用されてもよい。最後に、実際に、同様の参照符号は同様の特徴を示す。

簡単には、例示的な実施例によれば、無線ネットワークは複数のSTAを有する。無線ネットワークは、局が無反応になると、局とアソシエーション解除（disassociation）を生成するように適合される。例示的な実施例では、プローブ（probe）がSTAに送信され、応答が受信されない場合に、アソシエーション解除が生成される。例示的な実施例では、ネットワークはAPでもよく、APは、STAからの通信の終了後にSTA毎にアソシエーションタイムアウト（AT：association timeout）を有する。ATの終了後に、STAがAPにより送信されたプローブフレームに無反応である場合、APは、アソシエーション解除フレーム（DF：disassociation frame）を送信する。DFはネットワークに送信され、無反応のSTAがもはやAP（従ってネットワーク）にアソシエーションしていないことを、残りの全てのSTAに通知する。

ここに記載する例示的な実施例では、ネットワークは集中的アーキテクチャを備えた無線ネットワークでもよい点に留意すべきである。例示的には、ネットワークはIEEE802.11標準で機能するものでもよく、何らかのその派生でもよい。更に、ネットワークは集中的アーキテクチャで有用な既知のプロトコルに従って機能してもよい。これらは、セルラネットワークと、無線ローカルエリアネットワーク（WLAN）と、TDMA（time division multiple access）プロトコルと、CSMAと、CSMA/CA（CSMA with collision avoidance）と、FDMA（frequency division multiple access）とを含み、これらに限定されない。これらのプロトコルは単なる例示であり、例示的な実施例を逸脱することなく、特に言及されたもの以外のプロトコルも使用され得ることを強調する。

例示的な実施例のネットワークは、必ずしも集中的である必要はない点に更に留意すべきである。このため、この説明が進むと共に明確になるように、例示的な実施例の無線ネットワークは、まずネットワークのSTAとのアソシエーションを生成することにより、アソシエーション解除を実施する。通常では、アソシエーションは集中的ネットワークのAPにより生成される。しかし、集中的ネットワーク以外のネットワークもこのようなアソシエーションを生成し得ることを強調する。従って、例示的な実施例のネットワークは集中的であることは必須ではない。

図１は、本発明の実施例による無線ネットワーク100の概略図である。無線ネットワーク100は、AP（HOST）101内に集中的MACレイヤを有する。例示的に、AP（HOST）101は、前述の複数の例示的なプロトコルのうち１つに従って動作する。AP101は、選択されたプロトコルに従って複数のSTA（無線装置）102にサービス提供する。例示的に、第１のネットワーク100は、WLAN、広域ネットワーク（WAN）又は移動電話ネットワークであり、STA（装置）102は、コンピュータ、移動電話、携帯情報端末（PDA）又はこのようなネットワークで典型的に動作する同様の装置である。双方向の矢印で示すように、装置102は相互に通信してもよく、ホスト101及び装置102は相互に通信してもよい。

特定のMACレイヤプロトコルに従って、１つの装置102から他の装置102への通信は直接的でない点に留意すべきである。むしろ、このような通信はホスト101を通過し、ホスト101が（既知のスケジューリング方法を使用して）通信を正確な受信装置102に送信する。

数個のSTA102のみが図示されているが、これは単に説明を簡潔にするためのものである点に更に留意すべきである。明らかに、他の多くの装置102が使用されてもよい。最後に、装置102は必ずしも同じである必要はない点に留意すべきである。実際に、選択されたプロトコルで機能する多数の異なる装置が第１のネットワーク100内で使用されてもよい。

図２ａは、例示的な実施例による時系列200であり、図１の例示的な実施例と共に検討されると、最も良く理解される。選択された間隔で、第１の（集中的）ネットワーク100のAP101はビーコン201を送信する。既知のように、ビーコンはサービス間隔の開始を規定する。ビーコン201はネットワーク100の範囲内で受信され、装置102により受信されると、サービスの要求が装置102により行われる。理解できるように、１つ以上の装置がホスト101の範囲内に留まる間、この処理が継続する。第１のサービス間隔の終了時に、他のビーコン201が送信され、第２のサービス間隔の開始を示す。

サービス間隔中に、STA102は相互に若しくはAP101と通信し、又はこれらの双方を行う。例示的な実施例に沿って、AP101が局から送信（例えば音声又はデータ）を受信すると、APはSTA用のATを設定する。更に、AP101は１つの局から他の局への送信を監視し、送信用のATを設定してもよい。ATは、内部クロックを使用して、AP101により内部で管理及び測定される。通常では、ATは、各STAについて均一である固定の期間である。しかし、ATの持続時間は、ネットワーク100の特徴的な期間に関して必然的に定められる。例えば、タイムアウトは一定数のサービス間隔である必要はない。実際に、タイムアウトは比較的長くてもよく（例えば秒又は分のオーダ）、比較的短くてもよく（１つ以上のビーコン期間のオーダ）、又はその間の何らかの期間でもよい。当業者にわかるように、長いタイムアウトは、離脱するSTAに対する不要な送信の試みによってネットワークに非効率性をもたらすことがあるが、短いタイムアウトは、プローブフレームの不要な送信をもたらすことがある。

図１の例示的な実施例では、STA103は、離脱するSTAとして図示されている（点線）。STA103の最後の送信で、AP101はATを設定する。ATの間に、通信がAP101により受信された場合、又はSTA103から他のSTA102への通信が監視された場合、AP101はSTA103用の新しいATを設定／リセットする。しかし、STA103用のATの終了までに送信がSTA103から受信されない場合、AP101は、STA103に少なくとも１つのプローブリクエストフレーム（PRF：Probe Request Frame）202を発行する。

RPF202は、特定の期間で繰り返されてもよく、従って、AP101の設定に従って複数（n）のPRF202が発行されてもよい。PRF202は、ネットワーク100とアソシエーションを維持する要求を示すSTA103からの承認送信を求める。

承認がPRF202の送信後の設定された期間内に受信されない場合、AP101は、STA103がネットワークにもはやアソシエーションしていないことを示すアソシエーション解除フレーム（DF：disassociation frame）203をSTA103及びネットワーク100の全てのSTA102に送信する。これによって、STA102及びAP101は、もはやSTA103と通信しようとしなくなる。DF204はサービス間隔内の設定された時間に送信されてもよく、次のビーコン間隔で送信されてもよい。例えば、承認がSTA103から受信されないことを仮定して、DF204は最後のPRFが送信された後の特定の時間に送信されてもよい。

他の例示的な実施例によれば、AP101によるプローブは任意選択である。すなわち、特定のSTA（例えばSTA103）からの通信がAPにより受信されない場合、又はSTA103及びネットワーク100の他のSTA102からの通信がAP101により監視されない場合、APはDF204を送信してもよい。従って、STA103はAP101又はネットワークの局と通信していないこの例では、APはプローブを行わずにSTA103をアソシエーション解除する。

図２ｂは、例示的な実施例に従って無線ネットワーク205を制御する方法のフローチャートである。方法205は、図１及び２ａに関して説明した例示的な実施例に関して説明した多数の特徴を有する。例示的な方法をあいまいにしないように、これらの特徴の多くは繰り返されない。

ステップ206において、無線ネットワークでSTAとのアソシエーションがAPにより生成される。APのMACレイヤのプロトコルの要件内で、このアソシエーションが生成される。ステップ206のSTAからの送信の受信後に、ステップ207においてAPはATを設定する。ステップ208はこの方法の判定ポイントである。ATの終了までに通信がAPにより受信されない場合、又はSTAとネットワークの他のSTAとの間の通信が監視されない場合、方法205はステップ209に進む。ATの終了前の何らかの時間に通信がAPから受信された場合、又は通信がAPにより監視された場合、新しいATがステップ207で開始する。

ステップ209において、PRFが発行される。前述のように、複数の連続的なPRFがAPにより送信されてもよい。ステップ210は方法205の他の判定ポイントである。ステップ208と同様に、通信がAPにより受信又は監視された場合、ステップ207において新しいATが開始し、方法205の手順が継続する。しかし、STAからの通信が受信又は監視されない場合、APは所定の時間に（例えば次のビーコンフレームで）DFを送信する。

PRFがAPにより発行されない前述の例示的な実施例に沿って、ステップ209及び210が省略される点に留意すべきである。すなわち、ステップ208においてAPがATの間に当該のSTAから通信を受信しない場合、又はAPが対象のSTAから通信を監視しない場合、プローブは見送られ、この方法は直接ステップ211に進む。

理解できるように、方法205は、例示的な実施例の無線ネットワークの各STAについて並列に行われる。有利には、この方法は、ネットワークに現在アソシエーションしているSTAの各STAに通知することにより、ネットワークの効率を改善する。更に、ネットワークリソースは、ネットワークに依然としてアソシエーションしているSTAに従って割り当てられ得る。更に他の利点は、この開示を検討することで無線通信分野の当業者に容易に明らかになる。

この開示を鑑みて、ここに記載された様々な方法及び装置はハードウェア及びソフトウェアで実装され得る点に留意すべきである。更に、決して限定の意味ではなく、単なる一例として様々な方法及びパラメータが含まれている。この開示を鑑みて、当業者は、特許請求の範囲内で、これらの技術を実施するように自分の技術及び必要な装置を決定する際に様々な例示的な装置及び方法を実装することができる。

例示的な実施例に従って無線媒体を共有する無線通信ネットワークを示す図例示的な実施例によるアソシエーションタイムアウトを含む無線ネットワークの時系列例示的な実施例に従って無線ネットワークからSTAをアソシエーション解除する方法のフローチャート

Claims

ネットワークの複数の無線局のそれぞれにアソシエーションタイムアウト（AT）期間を設定し；
前記ATが終了した後に少なくとも１回、前記局のそれぞれをプローブし；
前記プローブの後に前記局のうち１つの局から応答が受信されない場合、前記局を前記ネットワークからアソシエーション解除することを有する無線通信方法。
前記方法は、前記ネットワークにアソシエーションされた前記複数の無線局の全てに並列に行われる請求項１に記載の方法。
前記ネットワークは、集中的ネットワークである請求項２に記載の方法。
前記アソシエーション解除は、前記ネットワークの前記複数の局にアソシエーション解除フレームを送信することを更に有する請求項２に記載の方法。
前記複数の無線局のプローブ中に、前記複数の局のいずれかから通信が受信された場合、通信が受信された局のそれぞれについて他のAT期間が開始される請求項２に記載の方法。
各AT期間中に前記複数の局のうち１つの局から前記複数の局のうち他の局への通信がアクセスポイントにより監視された場合、前記１つの局について他のAT期間が開始される請求項２に記載の方法。
前記複数の無線局のいずれかのプローブ中に、前記局のうち１つの局から前記局のうち他の局への通信がアクセスポイントにより監視された場合、前記１つの局について他のAT期間が開始される請求項２に記載の方法。
前記プローブは、複数回行われる請求項１に記載の方法。
前記AT期間のそれぞれは、少なくとも１つのスーパーフレームに渡る持続時間を有する請求項１に記載の方法。
前記プローブは、アクセスポイントにより行われる請求項１に記載の方法。
各AT期間中に通信が前記複数の局のうち１つの局からアクセスポイントにより受信された場合、又は各AT期間中に前記局のうち１つの局から前記ネットワークの他の局への通信がアクセスポイントにより監視された場合、前記プローブが行われず、前記１つの局について他のAT期間が開始される請求項１に記載の方法。
無線ネットワークにアソシエーションされた複数の無線局のそれぞれにアソシエーションタイムアウト（AT）期間を設定し；
各AT期間中に前記局のうち１つの局から応答が受信されない場合、又は各AT期間中に前記局のうち１つの局から前記ネットワークの他の局への通信がアクセスポイントにより監視されない場合、前記局を前記ネットワークからアソシエーション解除することを有する無線通信方法。
アクセスポイントと；
ネットワークにアソシエーションされた複数の無線局と；
を有する無線通信ネットワークであって、
前記アクセスポイントは、前記無線局のそれぞれにアソシエーションタイムアウト（AT）期間を設定し、各AT期間中に応答が前記局から受信されない場合、又は各AT期間中に前記局から前記ネットワークの他の局への通信がアクセスポイントにより監視されない場合、前記無線局のうちいずれかをアソシエーション解除するように適合される無線通信ネットワーク。
前記アクセスポイントは、前記局から通信を受信した後に、又は前記局と他の無線局との間で通信を監視した後に、前記無線局のそれぞれについて他のAT期間を開始するように適合される請求項１３に記載の無線通信装置。
前記アクセスポイントは、前記無線局から通信を受信した後に、又は前記局と他の無線局との間で通信を監視した後に、前記複数の無線局のそれぞれについて他のAT期間を開始するように適合される請求項１４に記載の無線通信装置。
前記アクセスポイントは、前記複数の無線局のそれぞれにプローブするように適合される請求項１３に記載の無線通信装置。
前記アクセスポイントは、少なくとも１回、前記複数の無線局のそれぞれにプローブし、前記プローブの後に前記局から応答が受信されない場合、前記アクセスポイントは、前記局を前記ネットワークからアソシエーション解除する請求項１６に記載の無線通信装置。
各AT期間中に前記複数の無線局のうち１つの無線局から通信がアクセスポイントにより受信された場合、又は各AT期間中に前記複数の無線局のうち１つの無線局から前記ネットワークの他の無線局への通信がアクセスポイントにより監視された場合、前記プローブが行われず、前記１つの無線局について他のAT期間が開始される請求項１７に記載の無線通信装置。
前記アクセスポイントは、前記局のそれぞれに複数回プローブするように適合される請求項１６に記載の無線通信装置。
前記アクセスポイントは、前記複数の局のそれぞれについてAT期間を並列に設定するように適合される請求項１に記載の無線通信装置。