JP2011120257A - メッシュネットワークにおいてメッシュポイント(meshpoints)のバッテリ電力を節約する方法およびシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】メッシュネットワークにおいてバッテリ駆動式のメッシュポイント(MP)の電力を節約する方法およびシステムが開示される。
【解決手段】一実施形態においては、メッシュネットワーク内に中央集約型コントローラが提供される。中央集約型コントローラは、MPのバッテリ電力を節約することに関する信号送信された情報、およびバッテリ電力レベルの指示に基づいてメッシュネットワークの構成を最適化する。代替実施形態においては、MPのそれぞれは、それぞれのMPを通って流れるトラフィック、およびそれぞれのMPに関連するバッテリ電力のレベルを個々に監視する。MPのそれぞれは、それぞれのMPに関連する省電力機能をアクティブ化するかどうかを決定し、MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報をメッシュネットワーク内の近接するMPに信号送信する。
【選択図】図1
【解決手段】一実施形態においては、メッシュネットワーク内に中央集約型コントローラが提供される。中央集約型コントローラは、MPのバッテリ電力を節約することに関する信号送信された情報、およびバッテリ電力レベルの指示に基づいてメッシュネットワークの構成を最適化する。代替実施形態においては、MPのそれぞれは、それぞれのMPを通って流れるトラフィック、およびそれぞれのMPに関連するバッテリ電力のレベルを個々に監視する。MPのそれぞれは、それぞれのMPに関連する省電力機能をアクティブ化するかどうかを決定し、MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報をメッシュネットワーク内の近接するMPに信号送信する。
【選択図】図1
Description
本発明は、複数のバッテリ駆動式のメッシュポイント(MP)を含む無線メッシュネットワークに関する。より詳細には、本発明は、省電力機能を提供することによって(MP)のバッテリ電力を節約する方法およびシステムに関する。
セルラ無線通信システムの構成要素においてバッテリ電力を節約するために多くの方式が開発されてきた。例えば、バッテリ電力を節約する典型的な方法は、一斉呼び出しチャネルの低サイクルのバックグラウンドでの監視を行う休止モードを使用する。しかし、IEEE802.11に基づく無線ローカルエリアネットワーク(WLAM)装置は、効果的にバッテリ電力を節約していない。これは、特に受信モードの動作に関して、WLANに対して選択された無線多元接続方式の基本的な設計原理に原因がある。
概して、瞬時的な電力消費は、受信モードにおけるよりも送信モードにおいての方が高い。しかし、分散協調機能(distributed coordination function)(DCF)または拡張型分散チャネルアクセス(enhanced distributed channel access)(EDCA)に基づくWLAN装置は、受信パケットの送信先に関係なく全ての受信パケットをリスニングする必要があるため、受信モードがWLAN装置における長期的な電力消費に対する全体的な決定要因である。受信モード動作中、WLAN装置は、チャネル上で信号の存在を監視する。信号が検出された場合、WLAN装置は、受信データパケットのプリアンブルおよびヘッダを復号化しようとする。パケットの送信先アドレスが当該装置のアドレスと一致する場合、当該装置はパケットを復号化する。一致しない場合、パケットは破棄される。
場合によっては、WLANは、バッテリ駆動式のMPおよびメッシュアクセスポイント(MAP)を軍事的および/または非常の事態などのために展開する必要がある。そのような状況においては、バッテリ駆動式の装置に対して長いバッテリ寿命および電力効率の良い動作を保証する方法およびシステムを提供することが望ましい。
本発明は、メッシュネットワークにおいてバッテリ駆動式のMPの電力を節約する方法およびシステムである。一実施形態においては、メッシュネットワーク内に中央集約型コントローラが提供される。MPのそれぞれは、中央集約型コントローラに対して、MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報を信号送信し、それぞれのMPに関連するバッテリ電力レベルの指示を提供する。中央集約型コントローラは、MPのバッテリ電力を節約することに関する信号送信された情報、およびバッテリ電力レベルの指示に基づいてメッシュネットワークの構成を最適化する。代替実施形態においては、MPのそれぞれは、それぞれのMPを通って流れるトラフィック、およびそれぞれのMPに関連するバッテリ電力のレベルを個々に監視する。MPのそれぞれは、それぞれのMPに関連する省電力機能をアクティブ化するかどうかを決定し、MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報をメッシュネットワーク内の近接するMPに信号送信する。
本発明のより詳細な理解は、例として与えられる、添付の図面と併せて理解されるべき以下の説明から得られるであろう。
以後、用語「無線送受信ユニット(wireless transmit/receive unit)」(WTRU)は、ユーザ端末(user equipment)(UE)、移動局、固定もしくは移動加入者ユニット(fixed or mobile subscriber unit)、ページャ、または無線環境内で動作可能な任意の他の種類の装置を含むがこれらに限定されない。
本発明は、IEEE802.11x、IEEE802.15、Bluetooth(商標)、HIPERLAN/2などを含むがこれらに限定されない任意の種類の無線メッシュネットワークに適用可能である。
本発明の特徴は、集積回路(IC)に組み込まれることができるか、または多数の相互接続された構成要素を含む回路で構成されることができる。
図1は、本発明による無線メッシュネットワーク100を示す。メッシュネットワーク100は、複数のMP102と、複数のメッシュアクセスポイント(AP)104と、メッシュポータル(mesh portal)106と、複数のWTRU108とを含む。MP102は、メッシュネットワーク100において基本的な転送および中継ノードとして動作する。MP102は、受信リンク上のトラフィックを受信し、送信リンク上にそのトラフィックを転送する。メッシュAP104も、ある地理的地域でWLANサービスを提供するためにWTRU108に無線アクセスを提供するインターフェースを備えたMPである。WTRU108は、メッシュAP104およびメッシュポータル106を介してメッシュネットワーク内の別のWTRU、または基幹ネットワーク110(インターネットなど)と通信する。
概して、WTRU108は、メッシュネットワーク100の存在を意識しない。メッシュAP104は、WTRU108によって生成されたトラフィックを、間欠的なMP102を介して当該トラフィックを中継することによって別のメッシュAP104またはメッシュポータル106に転送する。メッシュポータル106は、メッシュネットワーク100に基幹ネットワーク110への相互通信能力を提供する。したがって、メッシュポータル106は、基幹ネットワーク110への特別なインターフェースを備えたMPとして動作する。
MP102、メッシュAP104、およびメッシュポータル106は、バッテリ駆動式の装置である。本発明は、これらのバッテリ駆動式の装置のバッテリ電力を節約する方法およびシステムを提供する。以後、用語「メッシュポイント」(MP)および参照番号102は、MP102と、MAP104と、メッシュポータル106とを総称するために使用される。
図2は、本発明の一実施形態による、メッシュネットワークにおいてMPのバッテリ電力を節約するプロセス200の流れ図である。この実施形態によれば、メッシュネットワーク100内に中央集約型コントローラ120が提供される。中央集約型コントローラ120は、メッシュネットワーク内のどこにあってもよい。例えば、中央集約型コントローラ120は、図1に示されるようにメッシュポータル106内にあってよい。中央集約型コントローラ120は、全てのMP102に対する省電力に関わる全ての設定(例えば、ルーティング経路、周波数など)を制御し、割り当てる。MP102は、中央集約型コントローラ120の完全で排他的な制御の下にある。
ステップ202において、メッシュネットワーク100の複数のMP102のうちの少なくとも1つが、省電力機能に関する情報を中央集約型コントローラ120に信号送信する。省電力機能に関する情報は、電源、省電力性能、省電力の要求、MP102によって実装される省電力の特徴、および意図される省電力動作のうちの少なくとも1つを含む。ステップ204において、MP102は、周期的に、または中央集約型コントローラ120によってポーリングされたときにバッテリ電力レベルの指示を中央集約型コントローラ120に提供する。省電力機能に関する情報、およびバッテリ電力レベルの指示は、中央集約型コントローラ120がバッテリ電力の節約に関するMP102の要求を認識するように、レイヤ2(L2)またはレイヤ3(L3)の信号送信メッセージを用いて送信されることが好ましい。
情報は、接続、認証、またはプローブ要求メッセージなどのメディアアクセス制御(MAC)レイヤメッセージのケイパビリティフィールド(capability field)に含まれることが好ましい。代替として、情報は、要求に応じてまたは周期的に交換される任意のデータ、制御メッセージ、または管理メッセージに含まれることができるL2またはL3の信号送信メッセージの情報要素(IE)に含まれることができる。
図2および4を参照すると、中央集約型コントローラ120は、監視ユニット122および省電力コントローラ124を含む。中央集約型コントローラ120の監視ユニット122は、無線環境、メッシュネットワーク100内のトラフィックの流れ、およびMP102の残っているバッテリ電力のレベルのうちの少なくとも1つを監視する(ステップ206)。中央集約型コントローラの省電力コントローラ124は、無線環境、トラフィックの流れ、およびMP102の残っているバッテリ電力のレベルのうちの少なくとも1つに関して、特定のMP102に関連する所定の閾値が達せられたかどうかを判定する(ステップ208)。所定の閾値が達せられた場合、中央集約型コントローラ120の省電力コントローラ124は、特定のMP102に省電力モードに入るように命令し、その一方で残りのMP102に対する省電力パラメータを設定する(ステップ210)。省電力モードのMP102は休止状態に移行し、中央集約型コントローラ120がMP102の省電力モードを非アクティブ化するための呼び出しを発行したかどうかをチェックするために、特定の設定された起動時間に周期的に起動してビーコンをリスニングする。
中央集約型コントローラ120の省電力コントローラ124は、MP102の省電力状態に影響を与えるパラメータを割り当て、省電力モード中のMP102の動作は当該パラメータによって制御される。
省電力パラメータは、MPがそのチャネル上で動作する周波数チャネルを制御するように構成されることができる。MP102は、複数の無線通信を用いて動作することができる。そのような場合、MP102は、複数の周波数チャネル上で送信と受信を同時に行うことができる。例えば、MP102は、IEEE802.11g無線通信および迂回中継用の追加的なIEEE802.11a無線通信を用いたデュアル無線通信を使用することができるか、またはMP102は、基本サービスセット(BSS)用の1つのIEEE802.11g無線通信、および迂回中継用の2つの追加的なIEEE802.11a無線通信を使用することができる。
省電力機能は、省電力モード中に少なくとも1つの周波数チャネルを選択的にオンまたはオフすることよって実現される。MP102は各周波数チャネル用に別個のモデムを持つことができるか、またはモデムの一部は複数の周波数チャネルに対して共有されることができる。どちらの場合も、モデムの全体または一部をオフにすることによってバッテリ電力が節約されることができる。非省電力モードにおいてMP102は全てのチャネル上で送信および受信することができる一方、省電力モードではMP102は周波数チャネルの一部(すなわち、MP102の無線周波数(RF)ハードウェアが実際に可能にするよりも少ない周波数チャネル)上でのみ送信および受信する。中央集約型コントローラ120は、オフにされるべき特定の周波数チャネルを指定することができる。
代替として、省電力機能は、MP102間の時間調整によって実現されることができる。中央集約型コントローラ120の省電力コントローラ124は、特定のリンク上でメッシュネットワークを介してデータを受信すべきおよびデータを送信すべきスケジューリングされたサービス期間の間隔を設定する(中央集約型コントローラ120は、MP102に対してアクティブな期間および休止状態の期間を設定する)。スケジューリングされた休止状態の期間中、全てのMP102は出力が落ち、データトラフィックは送信されない。中央集約型コントローラ120は、メッシュネットワーク100上の容量と、トラフィックの遅延の間のトレードオフを考慮することによって、アクティブな期間に対する休止状態の期間の割合を柔軟な方法で調整することができる。
好ましい実施形態において、MP102のそれぞれは、個別のサービス期間を割り当てられる。したがって、中央集約型コントローラ120は、メッシュネットワーク100内の全ての省電力MP102の間でサービス期間を調整しながら個々のMP102にサービス期間を割り当てる。例えば、これらの個々のサービス期間の「調整」は、3つのMP102のうちの第1のMPが0〜100msの間のみ送信することができ、100msから1000msまでスリープし、3つのMP102のうちの第2のMPが0から100msまでは受信することのみができ、100msから200msまでは送信することのみができ、200から1000msまではスリープすることのみができ、最後に、3つのMP102のうちの第3のMPが100msから200msまで受信し、0から100msまでおよび200msから1000msまでスリープするデイジーチェーンの形態の3つのMP102によって実現されることができる。このプロセスが毎秒(つまり1000ms)繰り返される。
中央集約型コントローラ120は、MPの省電力の要求に応じて、メッシュネットワークを介したルーティング経路および相互通信能力を決定するためのアルゴリズムを設定することができる。中央集約型コントローラ120は、ルーティング経路に含まれる省電力モードのMPの数が最小化されるような方法で、メッシュネットワーク100を介したルーティング経路およびデータパケット転送パターンを割り当てる。ルーティング経路に含まれないMPは休止状態に入ることができ、その休止状態の間、MPは設定されたルーティング経路の変更をチェックするためにのみ起動する。中央集約型コントローラ120は、MP102からのバッテリ電力レベルの指示を考慮してルーティング経路を決定することができる。
中央集約型コントローラ120は、MP102に、省電力モード中はデータパケットを集約し、それらを同じ送信機会に送信するように命令することができる。この方式は、受信および送信データストリームの有効受信期間および有効送信期間を削減し、したがってバッテリ電力を節約する。特定の割り当てられた送信機会を最大限に利用するために、MP102は、当該MP102がデータパケットを受信する毎に必ずそれらを転送する代わりに、受信データパケットを一時的にバッファに格納し、それらを同時にまとめて送信する。この方式は、メディアアクセスに関する競合の回数を最小化し、RF受信および送信時間を短く保つ。中央集約型コントローラ120は、遅延および必要とされるメモリを考慮してパラメータを設定する。この方式は、実時間トラフィックおよび非実時間トラフィックの両方に適用されることができる。
代替実施形態において、本発明は分散モードで実施されることができる。図3は、本発明による、中央集約型コントローラ120を使用せずにMP102のバッテリ電力を節約するプロセス300の流れ図である。MP102は、無線環境の観測、感知されたトラフィックの流れ、予測される要求、バッテリ電力レベルなどに基づいて自律的に全ての省電力パラメータ(これらに限定されないが、使用すべき周波数チャネル、サービス期間の間隔、ルーティング経路、およびデータパケットの集約など)に対する決定を行う。MP102は完全に自律的であり、省電力モードへの移行はそれぞれの個別のMP102の決定の下にある。
図3および5を参照すると、MP102は、監視ユニット502および省電力コントローラ504を含む。各MP102の監視ユニット502は、無線環境、当該MP102を通って流れるトラフィック(つまり、トラフィックの量および/または性質(例えば、実時間対非実時間))、および当該MP102の残っているバッテリ電力のレベルのうちの少なくとも1つを監視し、トラフィックの経過を追跡し、短期的なトラフィックの流れを予測する(ステップ302)。
MP102の省電力コントローラ504は、省電力モード中のMP102の動作を制御する。MP102の省電力コントローラ504は、無線環境、トラフィック、および残っているバッテリ電力のレベルのうちの少なくとも1つに関して、特定のMP102に関連する所定の閾値が達せられたかどうかを判定する(ステップ304)。
所定の閾値が達せられた場合(例えば、トラフィックがあるレベルを下回った、またはバッテリ電力レベルがあるレベルに達した場合)、特定のMP102の省電力コントローラ504は、近接するMPに省電力モードの開始を通知した後で省電力モードを開始する(ステップ306)。
省電力モード中、MP102は、第1の実施形態に関して上述したように省電力のための1つまたは複数の方式を実行する。MP102は、バッテリ電力を節約するために少なくとも1つの周波数チャネルを選択的にオンおよびオフすることができる。MP102は、休止状態に入るタイミングおよび起動するタイミングを指定する、それらのMP102によって合意されたサービス期間の間隔に従って休止状態に入ることができる。MP102は、ルーティング経路に含まれる省電力モードのMPの数が最小化されるような方法でルーティング経路を決定することができる。所与の送信機会を最大限に利用するために、MP102は、受信データパケットを一時的にバッファに格納することができ、集約されたデータパケットを同時に送信することができる。
MP102は、動作上の変更(機能している周波数チャネル、スケジューリングされたサービス期間の間隔、ルーティング経路、およびトラフィックデータの集約など)のために近接するMPと折衝することができるか、または単に動作上の変更を通知することができる。
本発明がL2および/またはL3の信号送信に関して説明されているが、本発明は任意のISOレイヤの信号送信を用いて実施されることができることに留意されたい。例えば、CAPWAP RFCなどのプロトコルはUDP/IP上で(すなわちL5において)信号送信されるであろう。さらに、資産管理ソフトウェアまたはファームウェアを使用したSNMP上の、つまりアプリケーションレイヤにおける信号送信が実行されることができる。
実施形態
1.複数のバッテリ駆動式のメッシュポイント(MP)と、中央集約型コントローラとを含むメッシュネットワークにおける、MPのバッテリ電力を節約する方法であって、
(a)MPが、MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報を中央集約型コントローラに、またはピアMPに信号送信するステップと、
(b)MPが、それぞれのMPに関連するバッテリ電力レベルの指示を中央集約型コントローラに、またはピアMPに提供するステップと、
(c)中央集約型コントローラまたはMPが、MPのバッテリ電力を節約することに関する信号送信(signaling)された情報、およびバッテリ電力レベルの指示に基づいて、メッシュネットワークの構成を最適化するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
2.(d)中央集約型コントローラが、MPのうちの少なくとも1つにおいて省電力機能をアクティブ化するステップ
をさらに備えたことを特徴とする実施形態1に記載の方法。
3.(d)中央集約型コントローラが、所定の期間中省電力モードで動作するようにMPを調整するステップ
をさらに備えたことを特徴とする実施形態1に記載の方法。
4.中央集約型コントローラは、使用されていないMPに省電力機能をアクティブ化するように命令することを特徴とする実施形態1に記載の方法。
5.中央集約型コントローラは、基幹ネットワークに接続されたメッシュポータル内にあることを特徴とする実施形態1に記載の方法。
6.基幹ネットワークはインターネットであることを特徴とする実施形態5に記載の方法。
7.中央集約型コントローラは、アクティブ化させた省電力機能を有さないMPの数を最小化するようにメッシュネットワークを構成することを特徴とする実施形態1に記載の方法。
8.MPが、中央集約型コントローラまたはピアMPがMPをルーティング経路に割り当てたいのかどうか判定するためにメッシュビーコンをリスニングすることができるように、アクティブ化された省電力機能は周期的に非アクティブ化されることを特徴とする実施形態2に記載の方法。
9.(d)MPのうちの少なくとも1つが、MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報をメッシュネットワーク内の別のMPに信号送信するステップ
をさらに備えたことを特徴とする実施形態1に記載の方法。
10.別のMPに信号送信された情報は、意図される省電力動作を示すことを特徴とする実施形態9に記載の方法。
11.別のMPに信号送信された情報は、MPの休止(doze)/起動(awake)サイクルのタイミング情報を含むことを特徴とする実施形態9に記載の方法。
12.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、電源、省電力性能、省電力の要求、MPによって実装される省電力の特徴、および意図される省電力動作のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする実施形態1に記載の方法。
13.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、レイヤ2(L2)またはレイヤ3(L3)の信号送信を介して送信されることを特徴とする実施形態1に記載の方法。
14.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、メディアアクセス制御(MAC)ヘッダ内のケイパビリティフィールド(capability field)に含まれることを特徴とする実施形態1に記載の方法。
15.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、中央集約型コントローラからの要求に応答して送信されることを特徴とする実施形態1に記載の方法。
16.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、MPから中央集約型コントローラに対して周期的に送信されることを特徴とする実施形態1に記載の方法。
17.MPのうちの少なくとも1つは、2つの周波数チャネル上で動作するように構成されているが、バッテリ電力の節電のために少なくとも1つの周波数チャネルをオフにすることによってバッテリ電力を節約することを特徴とする実施形態1に記載の方法。
18.MPのうちの少なくとも1つは、サービス期間の間隔に従って、バッテリ電力を節約するために休止状態に入ることを特徴とする実施形態1に記載の方法。
19.サービス期間の間隔は、MPと中央集約型コントローラの間で折衝(negotiate)されることを特徴とする実施形態18に記載の方法。
20.複数のバッテリ駆動式のメッシュポイント(MP)を含むメッシュネットワークにおける、MPのバッテリ電力を節約する方法であって、
(a)MPのそれぞれが、それぞれのMPを通って流れるトラフィック、およびそれぞれのMPに関連するバッテリ電力のレベルを個々に監視するステップと、
(b)MPのそれぞれが、それぞれのMPに関連する省電力機能をアクティブ化するかどうかを決定するステップと、
(c)MPが、MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報をメッシュネットワーク内の近接するMPに信号送信するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
21.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、レイヤ2(L2)またはレイヤ3(L3)の信号送信によって送信されることを特徴とする実施形態20に記載の方法。
22.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、メディアアクセス制御(MAC)ヘッダ内のケイパビリティフィールドに含まれることを特徴とする実施形態20に記載の方法。
23.(a)複数のバッテリ駆動式のメッシュポイント(MP)と、
(b)MPのバッテリ電力を節約するための中央集約型コントローラであって、MPは中央集約型コントローラに対して、MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報を信号送信し、それぞれのMPに関連するバッテリ電力レベルの指示を提供し、中央集約型コントローラは、MPのバッテリ電力を節約することに関する信号送信された情報、およびバッテリ電力レベルの指示に基づいてメッシュネットワークの構成を最適化する中央集約型コントローラと
を備えたことを特徴とする電力効率の良いメッシュネットワーク。
24.中央集約型コントローラは、MPのうちの少なくとも1つにおいて省電力機能をアクティブ化することを特徴とする実施形態23に記載のメッシュネットワーク。
25.中央集約型コントローラは、所定の期間中省電力モードで動作するようにMPを調整することを特徴とする実施形態23に記載のメッシュネットワーク。
26.中央集約型コントローラは、使用されていないMPに省電力機能をアクティブ化するように命令することを特徴とする実施形態23に記載のメッシュネットワーク。
27.中央集約型コントローラがそこへ組み込まれたメッシュポータルであって、無線送受信ユニット(WTRU)にメッシュポータルを介した基幹ネットワークへのアクセスを提供するメッシュポータル
をさらに備えたことを特徴とする実施形態23に記載のメッシュネットワーク。
28.基幹ネットワークはインターネットであることを特徴とする実施形態27に記載のメッシュネットワーク。
29.中央集約型コントローラは、アクティブ化させた省電力機能を有さないMPの数を最小化するようにメッシュネットワークを構成することを特徴とする実施形態23に記載のメッシュネットワーク。
30.MPが、中央集約型コントローラがMPをルーティング経路に割り当てたいのかどうか判定するためにメッシュビーコンをリスニングすることができるように、アクティブ化された省電力機能は周期的に非アクティブ化されることを特徴とする実施形態24に記載のメッシュネットワーク。
31.MPのうちの少なくとも1つは、MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報をメッシュネットワーク内の別のMPに信号送信することを特徴とする実施形態23に記載のメッシュネットワーク。
32.別のMPに信号送信された情報は、意図される省電力動作を示すことを特徴とする実施形態31に記載のメッシュネットワーク。
33.別のMPに信号送信された情報は、MPの休止/起動サイクルのタイミング情報を含むことを特徴とする実施形態31に記載のメッシュネットワーク。
34.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、電源、省電力性能、省電力の要求、MPによって実装される省電力の特徴、および意図される省電力動作のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする実施形態23に記載のメッシュネットワーク。
35.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、レイヤ2(L2)またはレイヤ3(L3)の信号送信によって送信されることを特徴とする実施形態23に記載のメッシュネットワーク。
36.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、メディアアクセス制御(MAC)ヘッダ内のケイパビリティフィールドに含まれることを特徴とする実施形態23に記載のメッシュネットワーク。
37.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、中央集約型コントローラからの要求に応答して送信されることを特徴とする実施形態23に記載のメッシュネットワーク。
38.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、MPから中央集約型コントローラに対して周期的に送信されることを特徴とする実施形態23に記載のメッシュネットワーク。
39.MPのうちの少なくとも1つは、2つの周波数チャネル上で動作するように構成されているが、バッテリ電力の節電のために少なくとも1つの周波数チャネルをオフにすることによってバッテリ電力を節約することを特徴とする実施形態23に記載のメッシュネットワーク。
40.MPのうちの少なくとも1つは、サービス期間の間隔に従って、バッテリ電力を節約するために休止状態に入ることを特徴とする実施形態23に記載のメッシュネットワーク。
41.サービス期間の間隔は、MPと中央集約型コントローラの間で折衝されることを特徴とする実施形態40に記載のメッシュネットワーク。
42.電力効率の良いメッシュネットワークにおける、トラフィックをルーティングする複数のバッテリ駆動式のメッシュポイント(MP)であって、各MPは、
(a)それぞれのMPを通って流れるトラフィック、およびそれぞれのMPに関連するバッテリ電力のレベルを監視するように構成された監視ユニットと、
(b)省電力コントローラであって、それぞれのMPは、省電力コントローラによって制御される省電力機能をアクティブ化するかどうかを決定し、MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報をメッシュネットワーク内の近接するMPに信号送信する省電力コントローラと
を備えたことを特徴とするMP。
43.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、レイヤ2(L2)またはレイヤ3(L3)の信号送信によって送信されることを特徴とする実施形態42に記載のMP。
44.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、メディアアクセス制御(MAC)ヘッダ内のケイパビリティフィールドに含まれることを特徴とする実施形態42に記載のMP。
45.電力効率の良いメッシュネットワークにおける、トラフィックをルーティングする複数のバッテリ駆動式のメッシュポイント(MP)であって、集積回路(IC)を含む各MPは、
(a)それぞれのMPを通って流れるトラフィック、およびそれぞれのMPに関連するバッテリ電力のレベルを監視するように構成された監視ユニットと、
(b)省電力コントローラであって、それぞれのMPは、省電力コントローラによって制御される省電力機能をアクティブ化するかどうかを決定し、MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報をメッシュネットワーク内の近接するMPに信号送信する省電力コントローラと
を備えたことを特徴とするMP。
46.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、レイヤ2(L2)またはレイヤ3(L3)の信号送信によって送信されることを特徴とする実施形態45に記載のIC。
47.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、メディアアクセス制御(MAC)ヘッダ内のケイパビリティフィールドに含まれることを特徴とする実施形態45に記載のIC。
48.複数のバッテリ駆動式のメッシュポイント(MP)を含むメッシュネットワークにおける、バッテリ電力を節約するように構成されたMPであって、
MPの電力要求および残っているバッテリ電力を監視するように構成された監視ユニットと、
電力要求が所定の閾値を超える場合に省電力モードを開始するように構成された省電力コントローラと
を備えたことを特徴とするMP。
49.所定の閾値は残っているバッテリ電力に基づくことを特徴とする実施形態48に記載のMP。
50.電力要求は、無線環境、およびMPを通って流れるトラフィックのうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする実施形態48に記載のMP。
51.監視ユニットは、トラフィックの経過を格納し、短期的なトラフィックの流れを予測するようにさらに構成されていることを特徴とする実施形態48に記載のMP。
52.電力要求は、予測された短期的なトラフィックの流れを含むことを特徴とする実施形態51に記載のMP。
53.省電力モードを開始することは、近接するMPに省電力モードの開始を通知することを含むことを特徴とする実施形態48に記載のMP。
54.MPは、データが空のフレームを送信することによって近接するMPに省電力モードの開始を通知することを特徴とする実施形態53に記載のMP。
55.省電力コントローラは、ビーコンをリスニングするために所定の時間にMPをアクティブ化するようにさらに構成されていることを特徴とする実施形態48に記載のMP。
56.MPはサービス期間の終了時に非アクティブになることを特徴とする実施形態55に記載のMP。
57.省電力コントローラは、MPが送信すべきトラフィックを有するときにMPをアクティブ化するようにさらに構成されていることを特徴とする実施形態48に記載のMP。
1.複数のバッテリ駆動式のメッシュポイント(MP)と、中央集約型コントローラとを含むメッシュネットワークにおける、MPのバッテリ電力を節約する方法であって、
(a)MPが、MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報を中央集約型コントローラに、またはピアMPに信号送信するステップと、
(b)MPが、それぞれのMPに関連するバッテリ電力レベルの指示を中央集約型コントローラに、またはピアMPに提供するステップと、
(c)中央集約型コントローラまたはMPが、MPのバッテリ電力を節約することに関する信号送信(signaling)された情報、およびバッテリ電力レベルの指示に基づいて、メッシュネットワークの構成を最適化するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
2.(d)中央集約型コントローラが、MPのうちの少なくとも1つにおいて省電力機能をアクティブ化するステップ
をさらに備えたことを特徴とする実施形態1に記載の方法。
3.(d)中央集約型コントローラが、所定の期間中省電力モードで動作するようにMPを調整するステップ
をさらに備えたことを特徴とする実施形態1に記載の方法。
4.中央集約型コントローラは、使用されていないMPに省電力機能をアクティブ化するように命令することを特徴とする実施形態1に記載の方法。
5.中央集約型コントローラは、基幹ネットワークに接続されたメッシュポータル内にあることを特徴とする実施形態1に記載の方法。
6.基幹ネットワークはインターネットであることを特徴とする実施形態5に記載の方法。
7.中央集約型コントローラは、アクティブ化させた省電力機能を有さないMPの数を最小化するようにメッシュネットワークを構成することを特徴とする実施形態1に記載の方法。
8.MPが、中央集約型コントローラまたはピアMPがMPをルーティング経路に割り当てたいのかどうか判定するためにメッシュビーコンをリスニングすることができるように、アクティブ化された省電力機能は周期的に非アクティブ化されることを特徴とする実施形態2に記載の方法。
9.(d)MPのうちの少なくとも1つが、MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報をメッシュネットワーク内の別のMPに信号送信するステップ
をさらに備えたことを特徴とする実施形態1に記載の方法。
10.別のMPに信号送信された情報は、意図される省電力動作を示すことを特徴とする実施形態9に記載の方法。
11.別のMPに信号送信された情報は、MPの休止(doze)/起動(awake)サイクルのタイミング情報を含むことを特徴とする実施形態9に記載の方法。
12.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、電源、省電力性能、省電力の要求、MPによって実装される省電力の特徴、および意図される省電力動作のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする実施形態1に記載の方法。
13.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、レイヤ2(L2)またはレイヤ3(L3)の信号送信を介して送信されることを特徴とする実施形態1に記載の方法。
14.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、メディアアクセス制御(MAC)ヘッダ内のケイパビリティフィールド(capability field)に含まれることを特徴とする実施形態1に記載の方法。
15.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、中央集約型コントローラからの要求に応答して送信されることを特徴とする実施形態1に記載の方法。
16.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、MPから中央集約型コントローラに対して周期的に送信されることを特徴とする実施形態1に記載の方法。
17.MPのうちの少なくとも1つは、2つの周波数チャネル上で動作するように構成されているが、バッテリ電力の節電のために少なくとも1つの周波数チャネルをオフにすることによってバッテリ電力を節約することを特徴とする実施形態1に記載の方法。
18.MPのうちの少なくとも1つは、サービス期間の間隔に従って、バッテリ電力を節約するために休止状態に入ることを特徴とする実施形態1に記載の方法。
19.サービス期間の間隔は、MPと中央集約型コントローラの間で折衝(negotiate)されることを特徴とする実施形態18に記載の方法。
20.複数のバッテリ駆動式のメッシュポイント(MP)を含むメッシュネットワークにおける、MPのバッテリ電力を節約する方法であって、
(a)MPのそれぞれが、それぞれのMPを通って流れるトラフィック、およびそれぞれのMPに関連するバッテリ電力のレベルを個々に監視するステップと、
(b)MPのそれぞれが、それぞれのMPに関連する省電力機能をアクティブ化するかどうかを決定するステップと、
(c)MPが、MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報をメッシュネットワーク内の近接するMPに信号送信するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
21.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、レイヤ2(L2)またはレイヤ3(L3)の信号送信によって送信されることを特徴とする実施形態20に記載の方法。
22.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、メディアアクセス制御(MAC)ヘッダ内のケイパビリティフィールドに含まれることを特徴とする実施形態20に記載の方法。
23.(a)複数のバッテリ駆動式のメッシュポイント(MP)と、
(b)MPのバッテリ電力を節約するための中央集約型コントローラであって、MPは中央集約型コントローラに対して、MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報を信号送信し、それぞれのMPに関連するバッテリ電力レベルの指示を提供し、中央集約型コントローラは、MPのバッテリ電力を節約することに関する信号送信された情報、およびバッテリ電力レベルの指示に基づいてメッシュネットワークの構成を最適化する中央集約型コントローラと
を備えたことを特徴とする電力効率の良いメッシュネットワーク。
24.中央集約型コントローラは、MPのうちの少なくとも1つにおいて省電力機能をアクティブ化することを特徴とする実施形態23に記載のメッシュネットワーク。
25.中央集約型コントローラは、所定の期間中省電力モードで動作するようにMPを調整することを特徴とする実施形態23に記載のメッシュネットワーク。
26.中央集約型コントローラは、使用されていないMPに省電力機能をアクティブ化するように命令することを特徴とする実施形態23に記載のメッシュネットワーク。
27.中央集約型コントローラがそこへ組み込まれたメッシュポータルであって、無線送受信ユニット(WTRU)にメッシュポータルを介した基幹ネットワークへのアクセスを提供するメッシュポータル
をさらに備えたことを特徴とする実施形態23に記載のメッシュネットワーク。
28.基幹ネットワークはインターネットであることを特徴とする実施形態27に記載のメッシュネットワーク。
29.中央集約型コントローラは、アクティブ化させた省電力機能を有さないMPの数を最小化するようにメッシュネットワークを構成することを特徴とする実施形態23に記載のメッシュネットワーク。
30.MPが、中央集約型コントローラがMPをルーティング経路に割り当てたいのかどうか判定するためにメッシュビーコンをリスニングすることができるように、アクティブ化された省電力機能は周期的に非アクティブ化されることを特徴とする実施形態24に記載のメッシュネットワーク。
31.MPのうちの少なくとも1つは、MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報をメッシュネットワーク内の別のMPに信号送信することを特徴とする実施形態23に記載のメッシュネットワーク。
32.別のMPに信号送信された情報は、意図される省電力動作を示すことを特徴とする実施形態31に記載のメッシュネットワーク。
33.別のMPに信号送信された情報は、MPの休止/起動サイクルのタイミング情報を含むことを特徴とする実施形態31に記載のメッシュネットワーク。
34.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、電源、省電力性能、省電力の要求、MPによって実装される省電力の特徴、および意図される省電力動作のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする実施形態23に記載のメッシュネットワーク。
35.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、レイヤ2(L2)またはレイヤ3(L3)の信号送信によって送信されることを特徴とする実施形態23に記載のメッシュネットワーク。
36.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、メディアアクセス制御(MAC)ヘッダ内のケイパビリティフィールドに含まれることを特徴とする実施形態23に記載のメッシュネットワーク。
37.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、中央集約型コントローラからの要求に応答して送信されることを特徴とする実施形態23に記載のメッシュネットワーク。
38.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、MPから中央集約型コントローラに対して周期的に送信されることを特徴とする実施形態23に記載のメッシュネットワーク。
39.MPのうちの少なくとも1つは、2つの周波数チャネル上で動作するように構成されているが、バッテリ電力の節電のために少なくとも1つの周波数チャネルをオフにすることによってバッテリ電力を節約することを特徴とする実施形態23に記載のメッシュネットワーク。
40.MPのうちの少なくとも1つは、サービス期間の間隔に従って、バッテリ電力を節約するために休止状態に入ることを特徴とする実施形態23に記載のメッシュネットワーク。
41.サービス期間の間隔は、MPと中央集約型コントローラの間で折衝されることを特徴とする実施形態40に記載のメッシュネットワーク。
42.電力効率の良いメッシュネットワークにおける、トラフィックをルーティングする複数のバッテリ駆動式のメッシュポイント(MP)であって、各MPは、
(a)それぞれのMPを通って流れるトラフィック、およびそれぞれのMPに関連するバッテリ電力のレベルを監視するように構成された監視ユニットと、
(b)省電力コントローラであって、それぞれのMPは、省電力コントローラによって制御される省電力機能をアクティブ化するかどうかを決定し、MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報をメッシュネットワーク内の近接するMPに信号送信する省電力コントローラと
を備えたことを特徴とするMP。
43.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、レイヤ2(L2)またはレイヤ3(L3)の信号送信によって送信されることを特徴とする実施形態42に記載のMP。
44.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、メディアアクセス制御(MAC)ヘッダ内のケイパビリティフィールドに含まれることを特徴とする実施形態42に記載のMP。
45.電力効率の良いメッシュネットワークにおける、トラフィックをルーティングする複数のバッテリ駆動式のメッシュポイント(MP)であって、集積回路(IC)を含む各MPは、
(a)それぞれのMPを通って流れるトラフィック、およびそれぞれのMPに関連するバッテリ電力のレベルを監視するように構成された監視ユニットと、
(b)省電力コントローラであって、それぞれのMPは、省電力コントローラによって制御される省電力機能をアクティブ化するかどうかを決定し、MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報をメッシュネットワーク内の近接するMPに信号送信する省電力コントローラと
を備えたことを特徴とするMP。
46.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、レイヤ2(L2)またはレイヤ3(L3)の信号送信によって送信されることを特徴とする実施形態45に記載のIC。
47.MPのバッテリ電力を節約することに関連する情報は、メディアアクセス制御(MAC)ヘッダ内のケイパビリティフィールドに含まれることを特徴とする実施形態45に記載のIC。
48.複数のバッテリ駆動式のメッシュポイント(MP)を含むメッシュネットワークにおける、バッテリ電力を節約するように構成されたMPであって、
MPの電力要求および残っているバッテリ電力を監視するように構成された監視ユニットと、
電力要求が所定の閾値を超える場合に省電力モードを開始するように構成された省電力コントローラと
を備えたことを特徴とするMP。
49.所定の閾値は残っているバッテリ電力に基づくことを特徴とする実施形態48に記載のMP。
50.電力要求は、無線環境、およびMPを通って流れるトラフィックのうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする実施形態48に記載のMP。
51.監視ユニットは、トラフィックの経過を格納し、短期的なトラフィックの流れを予測するようにさらに構成されていることを特徴とする実施形態48に記載のMP。
52.電力要求は、予測された短期的なトラフィックの流れを含むことを特徴とする実施形態51に記載のMP。
53.省電力モードを開始することは、近接するMPに省電力モードの開始を通知することを含むことを特徴とする実施形態48に記載のMP。
54.MPは、データが空のフレームを送信することによって近接するMPに省電力モードの開始を通知することを特徴とする実施形態53に記載のMP。
55.省電力コントローラは、ビーコンをリスニングするために所定の時間にMPをアクティブ化するようにさらに構成されていることを特徴とする実施形態48に記載のMP。
56.MPはサービス期間の終了時に非アクティブになることを特徴とする実施形態55に記載のMP。
57.省電力コントローラは、MPが送信すべきトラフィックを有するときにMPをアクティブ化するようにさらに構成されていることを特徴とする実施形態48に記載のMP。
本発明の特徴および要素が好ましい実施形態において特定の組み合わせで説明されているが、それぞれの特徴または要素は好ましい実施形態の他の特徴および要素なしに単独で、または本発明の他の特徴および要素と様々に組み合わせて、もしくは組み合わせずに用いられることができる。
Claims (12)
- メッシュポイント(MP)であって、
無線環境、該メッシュを通るトラフィックの流れ、及び該メッシュの残存バッテリー電力のレベルのうちの少なくとも1つを監視するように構成された監視ユニットと、
前記無線環境、前記MPを通るトラフィックの流れ、及び前記MPの残存バッテリー電力のレベルのうちの少なくとも1つに基づいてMPに関連する閾値に到達したかを判定するように構成された省電力コントローラとを備え、
前記閾値に到達したという条件において、前記MPの前記省電力コントローラは、省電力モードを開始するように構成された
ことを特徴とするMP。 - 前記省電力コントローラは、少なくとも1つの周波数チャネルの電力ON及び電力OFFを選択的に行うように構成されたことを特徴とする請求項1に記載のMP。
- 前記MPは、ルーティング経路に含まれる省電力モード中のMPの数が最小化されるルーティング経路を決定するように構成されたことを特徴とする請求項1に記載のMP。
- データパケットを受信するように構成された受信器と、
バッファ内にデータパケットを格納するように構成されたメモリと、
集約されたデータパケットを同時に送信するように構成された送信器と
をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載のMP。 - 該MPは、近接するメッシュポイント(MP)と動作変更について交渉することを特徴とする請求項1に記載のMP。
- 前記動作変更は、動作周波数チャネル、スケジューリングされたサービス期間の間隔、ルーティング経路、及びトラフィックデータの集約の少なくとも1つであることを特徴とする請求項5に記載のMP。
- メッシュポイント(MP)において実装される方法であって、
無線環境、該メッシュを通るトラフィックの流れ、及び該メッシュの残存バッテリー電力のレベルのうちの少なくとも1つを監視するステップ、
前記無線環境、前記MPを通るトラフィックの流れ、及び前記MPの残存バッテリー電力のレベルのうちの少なくとも1つに基づいてMPに関連する閾値に到達したかを判定するステップと、
前記閾値に到達したという条件において、省電力モードを開始するステップと
を備えたことを特徴とする方法。 - 少なくとも1つの周波数チャネルの電力ON及び電力OFFを選択的に行うように構成されたことを特徴とする請求項7に記載の方法。
- ルーティング経路に含まれる省電力モード中のMPの数が最小化されるルーティング経路を決定するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項7に記載の方法。
- データパケットを受信するステップと、
バッファ内にデータパケットを格納するステップと、
集約されたデータパケットを同時に送信するステップと
をさらに備えたことを特徴とする請求項7に記載の方法。 - 近接するメッシュポイント(MP)と動作変更について交渉するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 前記動作変更は、動作周波数チャネル、スケジューリングされたサービス期間の間隔、ルーティング経路、及びトラフィックデータの集約の少なくとも1つであることを特徴とする請求項11に記載の方法。
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