JP2010519875A - Wlanのパワーマネジメントのための方法と装置 - Google Patents
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Abstract
タイムスライシング方式を採用した無線アダプタのパワーパフォーマンスを高めるための方法と装置を開示する。
【解決手段】
本発明は、ビーコンインターバルを複数のスライスに分け、これらのスライスをビーコンフレームによってステーションに割り当てることを採用している。ステーションは、予定されたスライスの時にウエイクアップし、アクセスポイントからそれらのバッファリングされたフレームを受け取る。一旦処理が終わればスリープ状態を始めることができる。更なる実施例においては、データをコントロールフレームにフォーマットし、無線ローカル・エリア・ネットワークに利用される。このフレームは、無線ローカル・エリア・ネットワークのステーションごとに情報を有する。たとえば、それぞれ対応するステーションに伝送されるべきバッファリングされたフレームがあるかどうか、コントロールフレーム間のタイムインターバルの数、および、バッファリングされて待機しているフレームに関して、とのタイムインターバルで、各々のステーションに対して転送が開始されるかが含まれる。
Description
例えば:
1)ステーションはビーコンフレーム内のTIMによって、APにおけるそのステーションのためのバッファリングされたユニキャスト・フレームの存在を知らされる。しかしながら、現在のメカニズムから示唆されるように、ステーションにとって、バッファリングされたフレームの転送の開始および終了のタイミングを制御することは不可能である。したがって、ステーションは、手順が終わるまで、予測不可能な期間の間アウェイクの状態を維持しなければならない。ビーコンインターバルにおけるアウェイク期間の長さは、APにおいてステーションのバッファリングされたフレームの数およびサイズに依存するとともに、他のステーションのバッファリングされたフレームの取り出しに依存する。1つのステーションにおけるバッファリングされたフレームの伝送の進捗は他のステーションの動作によって、長期間延期することがあり得る。この結果、このステーションにおいて相当な電源消費を引き起こすこととなる。
スライシング制御フィールドは、図2(a)に示すように、1バイトのデータを含む。このフィールドは、スライシングマップフィールドのスライシング・インデックス(SI)ごとに、使用するビットの数を調整する。例えば、スライシングコントロールのデータのバイトが数nを定める場合、各SIはnビットを有する。スライシング・インデックス(SI)は、特定のMACアドレスに対応する目的位置に割り当てられるタイムスライスの相対的な開始位置を定める。この開示において、目的位置(宛先)という用語はクライアントまたはステーションの代わりに使われる。なぜなら、資源割当ての手順において、例えばAIDまたはタイムスライス、グループMACアドレスは、ユニキャストMACアドレスと同じであると扱われるからである。
スライシングマップフィールドは、図2(a)に示すように各目的位置のために割り当てられたタイムスライスの正確な開始位置を与える。この位置はスライシング・インデックス(SI)(値が1から2n−1まで)として表される。そして、nがスライシング制御フィールドにセットされる値である。最初のSIは、常にAID0に対応する。最初のSIが0にセットされた場合、これはブロードキャストフレームがAPでバッファリングされていないことを示す。それ以外は、その値は現在のビーコンインターバルの中でブロードキャストフレームの伝送のための相対的タイムスライス開始時刻を与える。
最初のTIMにおいて、各ビットは、AIDによって識別される1台のクライアントに対応する。図5において、AIDはアソシエーション手順の間、BSS(50)の中ですべてのクライアント(32−1〜32―n)に割り当てられる。そして、これはAP(31)でバッファリングされたユニキャスト・フレームを扱うために用いられる。本願明細書において開示されるTIMの例示的実施形態において、AIDは、ユニキャストの用途に加え、マルチキャストのためにも用いられる。クライアントがマルチキャストグループに加わるときに、各マルチキャストグループはネゴシエーションフェーズにおいて、AIDを割り当てられる。以下これらの詳細を説明する。
タイムスライシング方式は、主にPSMモーバイルステーションのために、バッファリングされたフレームの処理を取扱う。他の場合、例えば、クライアントがアクティブモードにとどまるときには、それに対するすべてのユニキャスト・フレームは、APで通常に取り扱われてもよい。
パワーセービングモードの各ステーションはAIDリストを維持する。そして、これには、マルチキャストグループに加わる際にアソシエーションフェーズの間にAPによって割り当てられた1つのユニキャストAID、およびAPによって割り当てられた幾つかの他のマルチキャストAIDが含まれる。AID0は、ブロードキャストのために使われる、すべてのステーションによって知られているため、各ステーションにおいて保持されるリストから省略されてもよい点に留意すべきである。ステーションが持っているAIDリストは、ビーコンフレームが受け取られたあと、TIMの部分仮想ビットマップを点検するために用いる。ステーションのリストのAIDに対応するビットがビットマップでセットされている場合、ステーションは更にスライシングマップフィールドをチェックして、ビットと一致するSIの位置を割り出す。SIの値は、それがフレームを受信するためにウエイクアップする時刻を算出するために用いられる。その後、ステーションは、スリープ状態に入ることができ、算出された時刻にウエイクアップすることができる。ステーションのリストのAIDに対応する複数のビットがビットマップでセットされている場合、ステーションは、ビーコンインターバルの中で数回ウエイクアップし、スリープしなければならないことになる。なお、ステーションのビーコン期間の開始時刻は、APのそれよりも少し後であるため(ビーコンフレームの遅延によって生じる)、ステーションは、予測される時刻よりも少し前に、ウエイクアップし、APで待機しているフレームの転送を逃さないようにすることが合理的である。一旦このAIDのための待機中のフレームの伝送が終わると、ステーションはスリープ状態に戻ることができるが、すぐ後にウエイクアップしなければならない場合には、アクティブ状態を維持してもよい。
すでに説明したように、各マルチキャストグループがMACアドレスを有するマルチキャストグループに、新たなクライアントが参加する場合、各マルチキャストグループはネゴシエーションフェーズの間にAIDを割り当てられる。APは、TIM構造の範囲内で仮想ビットマップを管理するために、AIDとMACアドレスの間にマッピング・テーブルを維持する。AID0はブロードキャストのために予約されている。一方、他の正の整数はマルチキャスティングおよびユニキャストのために使われる。ユニキャストAIDは、APとの(再)アソシエーション手順の際に割り当てられる。そして、マルチキャストAIDは、マルチキャストアソシエーション手順の際に、グループに割り当てられる。以下、この点について説明する。
タイムスライシング方式の実施例としてのサービス期間の概念を、図4に示す。サービス期間(SP)は、ビーコンフレームのスライシングマップフィールドを介してAPによって割り当てられる一つ以上の連続的なタイムスライスから成る。1つのサービス期間(SP)は、一つ以上のAIDに対応する。すなわち一つ以上の宛先であり、スライシングマップの同一のSIの数に依存する。同一のSIを有する2つのAIDは、同じSPを共有する。SPは、現在のビーコンインターバル中のi番目のタイムスライスで始まる。ここでiは、このSPのためのSIの値である。そしてSPは、直後のSIによって定まるタイムスライスの前で終了する。従って、開始および継続時間は、スライシングマップのSIで決定される。
本発明の実施例において、ステーションのアウェイクおよびスリープ状態間のパワーセービングモードの移行は以下の規則に従う:
1)ステーションは、ビーコンフレームを受信するために、各TBTT(Target Beacon Transmission Time)の前に、アウェイク状態に入る。
2)このステーションのために、または、このステーションが帰属するマルチキャストグループのために割り当てられたSPがビーコンの後直ちに伝送されない場合、ステーションはスリープ状態を始めることができ、次のターゲットSPの前にウエイクアップさせることができる。それ以外としては、現在のSPが終わるまで、ステーションはアウェイクままとする。
3)SPの間すべてのバッファリングされたフレームが配信されたと判断される場合、ステーションはこのSPの範囲内でスリープを選択することができる。しかしながら、それは、次のターゲットSPの前にウエイクアップさせることを必要とする。
Claims (30)
- 無線ローカル・エリア・ネットワークでデータを伝送する方法であって;
アクセスポイントにおいて、パワーセービング状態において作動することができるステーションに発信されるデータを含むフレームをバッファリングするステップ;
ビーコンフレームを送る前に、前記アクセスポイントが、ビーコンフレームのインターバルをタイムスライスの数に分割するステップ;および
前記アクセスポイントによって、特定のステーション宛のバッファリングされたフレームがいつ送られるかのタイムスライスの前記数の中に含まれるタイムスライスに関する情報を含む前記ビーコンフレームを伝送するステップ;
を有する方法。 - 待機中のフレームをタイムスライスに割り当てるステップ、および前記バッファリングされたフレームの宛先に基づいて前記タイムスライスをステーションに割り当てるステップ、を更に有する請求項1記載の方法。
- 前記タイムスライスの割り当は、前記ビーコンフレームのフィールドに含まれ、前記割り当てられたタイムスライスの開始点を含む、請求項2記載の方法。
- ステーションにおいて、前記割り当てられたタイムスライスの前記開始点に基づき、前記パワーセービング状態からアクティブ状態に切替えるステップ、を更に有する請求項3記載の方法。
- ステーションまたはステーションのグループに割り当てられる、連続するタイムスライスの数を算出するステップ、を更に有する請求項2記載の方法。
- 前記アクセスポイントと関連した各ステーションおよび各マルチキャストグループにアソシエーションIDを割り当てるステップ;および
前記伝送するステップにおいて、前記アソシエーションIDを用いて、バッファリングされたフレームが、ステーション毎に、および各マルチキャストグループにあるかどうかを指し示すステップ、を更に有する請求項1記載の方法。 - マルチキャストグループは、MACアドレスを割り当てられる、請求項6記載の方法。
- アソシエーションIDとMACアドレスとの間のマッピングを維持するステップ、を更に有する請求項7記載の方法。
- 前記伝送するステップは、特定のMACアドレスに対応する宛先に割り当てられる前記タイムスライスの相対的な開始位置、および各スライシング・インデックスのビットの前記数を示すスライシング制御フィールドを提供するスライシング・インデックスを伝送するステップを有する、請求項8記載の方法。
- 前記伝送するステップは、前記アクセスポイントでバッファリングされたデータを持つ各マルチキャストグループをユニークに識別する表示を有する、請求項1記載の方法。
- アクセスポイントおよび少なくとも一つのステーションを含む802.11の無線ローカル・エリア・ネットワークのノードに用いられる方法であって、
前記無線ローカル・エリア・ネットワークに用いられる制御フレームへ、データをフォーマットするステップであって、前記フレームは、前記無線ローカル・エリア・ネットワークと関連したステーションごとに、フレームが各それぞれのステーションにバッファリングされ伝送を待っているか否か、制御フレーム間のタイムインターバルの数、および、伝送を待っているバッファリングされたフレームを持つステーションに、バッファリングされたフレームの伝送をどのタイムインターバルで開始するか、の表示を含むところのステップ;および
前記フレームを伝送するステップ。
を有する方法。 - 前記アクセスポイントと関連した各ステーションにアソシエーションIDを割り当て、各マルチキャストグループにアソシエーションIDを割り当てるステップ;および
各マルチキャストグループのためにバッファリングされたフレームがあるかを前記フレームで指示するステップ、を更に有する請求項11記載の方法。 - 定期的にビーコンフレームを伝送する無線ローカル・エリア・ネットワークのアクセスポイントであって、
複数のステーションに対して前記無線ローカル・エリア・ネットワークを介して前記ビーコンフレームを含むデータを伝送するための送信器;
前記複数のステーションに伝送を待っているフレームをバッファリングするための、パワーセービング状態において作動することができるメモリ;および
ビーコンフレームの間のインターバルを、タイムスライスの数に分割し、かつ、それぞれのステーションのためのバッファリングされたフレームがいつ送られるかタイムスライスの前記数の中に含まれるタイムスライスに関する情報を伝送するプロセッサ、
を有するアクセスポイント。 - 前記プロセッサは、更に伝送を待っている前記バッファリングされたフレームを前記タイムスライスに割り当て、かつ、前記バッファリングされたフレームの宛先に基づいて、前記タイムスライスをステーションに割り当てる、請求項13記載のアクセスポイント。
- 前記プロセッサは、前記タイムスライス割り当てを前記ビーコンフレームのフィールドに更に含め、前記割り当てられたタイムスライスの開始点を含める、請求項13記載のアクセスポイント。
- 前記プロセッサは、ステーション宛てのるバッファリングされたフレームがあるどうか、およびビーコンフレーム間の前記インターバルの中の数を示すタイムスライス制御フィールドを更に含む、請求項13記載のアクセスポイント。
- 前記ビーコンフレームの間のタイムスライスの前記数は、2n−1であり、ここにおいてnは前記スライス制御フィールドにおいて示される整数である、請求項16記載のアクセスポイント。
- 前記プロセッサは、各ステーションおよび前記アクセスポイントと関連した各マルチキャストグループにアソシエーションIDを割り当て、かつ、更に前記アソシエーションIDを使用して、各ステーションのためのおよび各マルチキャストグループのためのバッファリングされたフレームがあるか否かの情報をステーションに伝送し、かつ、前記情報は前記ビーコンフレームによって伝送される、請求項13記載のアクセスポイント。
- 無線ローカル・エリア・ネットワークでデータを受信する方法であって;
特定のステーションに関連したデータがいつ伝送されるかについて指し示しているタイムスライスに関する情報を有するビーコンフレームを受信するステップ;および
現在のビーコンフレームと次のビーコンフレームの間のインターバルに、特定のステーションによって受け取られるデータを含むかどうか決定するステップであって、もしそうである場合は、受け取られる前記データを含む前記インターバルの中のタイムスライスを決定するところのステップ;
を有する方法。 - 受け取られる前記データを含む前記タイムスライスの間に、前記特定のステーションによって受け取られる前記データを受信するための第1の状態から第2の状態に変化するステップ;および
前記特定のステーションによって受け取られる前記データを受信することが完了したときに、前記第2の状態から前記第1の状態に変化するステップ;
を有する請求項19記載の方法。 - 1つのユニキャストアソシエーションIDを含むアソシエーションIDリストおよびマルチキャストグループに加わるときに割り当てられるアソシエーションIDを維持するステップ;
ビーコンフレームの部分的仮想ビットマップフィールドと前記アソシエーションIDリストとを比較するステップであって、かつ、前記アソシエーションIDリストと対応する前記部分的仮想ビットマップフィールドのビットがセットされている場合、受け取られる前記データを含む前記インターバルの中で前記タイムスライスを決定するところのステップ;
を有する請求項19記載の方法。 - 前記受け取られる前記データを含む前記インターバルの中で前記タイムスライスを決定することは:
ビーコンインターバル間の、スライシング制御フィールドからタイムスライスの前記数、および各スライシング・インデックス・フィールドのビットの数を決定するステップ;および
前記特定のステーションに割り当てられたスライシング・インデックス・フィールドから、前記特定のステーションによって受け取られる前記データを含む前記インターバルの中で、前記タイムスライスの開始点を決定するステップ
を有する請求項21記載の方法。 - ステーションによって、マルチキャストアソシエーションリクエストをアクセスポイントに伝送することにより、マルチキャストグループに参加するステップを更に有し、前記マルチキャストアソシエーションリクエストは、対応するマルチキャストIPアドレスから算出されるMACアドレスを含む、請求項19記載の方法。
- ステーションによって、前記マルチキャストアソシエーションリクエストに応答して、受信するステップであって、マルチキャストアソシエーションレスポンスは、前記マルチキャストMACアドレスに割り当てられたアソシエーションIDを含むところのステップ;および
前記ステーションによって、前記ステーションが加わった各マルチキャストグループのアソシエーションIDのリスト、およびユニキャストアソシエーションIDを保持するステップ、をさらに有する請求項23記載の方法。 - 無線ローカル・エリア・ネットワークのステーションであって;
前記ステーションに関連したデータがいつ伝送されるかについて指し示しているタイムスライスに関する情報を有するビーコンフレームを受信するレシーバ;および
現在のビーコンフレームと次のビーコンフレームの間のインターバルが前記ステーションによって受け取られるデータを含むかどうかを決定するプロセッサであって、もしそうであるなら、受け取られる前記データを含むインターバル中のタイムスライスを決定するところのプロセッサ;
を有するステーション。 - 前記プロセッサは、受け取られる前記データを含む前記タイムスライスの間、前記データを受信するために第1の状態から第2の状態に前記ステーションを変更し、かつ前記ステーションによって受け取られる前記データを受信することが完了したときに、前記第2の状態から前記第1の状態に前記ステーションを変更する、請求項25記載のステーション。
- 前記プロセッサは、マルチキャストグループに加わるときに、1つのユニキャストアソシエーションIDを含むアソシエーションIDリスト、および割り当てられたアソシエーションIDを保持し、かつ、ビーコンフレームの部分的仮想ビットマップをアソシエーションIDリストとし、かつ、もし、アソシエーションIDリストに対応するビットがセットされている場合、受け取られる前記データを含む前記インターバルの中の前記タイムスライスを決定する、請求項25記載のステーション。
- 前記プロセッサは、スライシング制御フィールドから、ビーコンインターバル中のタイムスライスの数および前記ビーコンフレームの各スライシング・インデックス・フィールドのビットの数を決定することによって、受け取られる前記データを含む前記インターバルの中で、前記タイムスライスを決定し、かつ、前記ステーションに割り当てられたスライシング・インデックス・フィールドから、前記ステーションによって受け取られる前記データを含む前記インターバルの中で前記タイムスライスの開始点を決定する、請求項27記載のステーション。
- 前記ステーションはマルチキャストアソシエーションリクエストをアクセスポイントに伝送することによってマルチキャストグループに加わり、かつ、前記マルチキャストアソシエーションリクエストは対応するマルチキャストIPアドレスから算出されるMACアドレスを含む、請求項25記載のステーション。
- 前記ステーションは、前記マルチキャストアソシエーションリクエストに応答して、前記マルチキャストMACアドレスに指定されるアソシエーションIDを含むマルチキャストアソシエーションレスポンスを受信し、かつ、前記ステーションは前記ステーションが加わった各マルチキャストグループのアソシエーションIDのリスト、およびユニキャストアソシエーションIDを保持する、請求項29記載のステーション。
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