JP2015511807A - 無線lanシステムにおいてビーコン送受信方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明を適用できるIEEE 802.11システムの例示的な構造を示す図である。
図5は、一般のリンクセットアップ(link setup)過程を説明するための図である。
無線LANで通信速度の限界を克服するために比較的最近に制定された技術標準としてIEEE 802.11nがある。IEEE 802.11nは、ネットワークの速度と信頼性を増大させ、且つ無線ネットワークの運営距離を拡張することに目的がある。より具体的に、IEEE 802.11nは、データ処理速度が最大540Mbps以上である高処理率(High Throughput;HT)を支援するとともに、送信エラーを最小化し、データ速度を最適化するために送信端と受信端の両方とも多重アンテナを使用するMIMO(Multiple Inputs and Multiple Outputs)技術に基づいている。
IEEE 802.11に基づく無線LANシステムにおいて、MAC(Medium Access Control)の基本アクセスメカニズムは、CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)メカニズムである。CSMA/CAメカニズムは、IEEE 802.11 MACの分配調整機能(Distributed Coordination Function、DCF)とも呼ばれるが、基本的に「listen before talk」アクセスメカニズムを採用している。このような類型のアクセスメカニズムによれば、AP及び/又はSTAは送信を開始するに先立ち、所定の時間区間(例えば、DIFS(DCF Inter−Frame Space)の間に無線チャネル又は媒体(medium)をセンシング(sensing)するCCA(Clear Channel Assessment)を行うことができる。センシングの結果、媒体が遊休状態(idle status)と判断されると、当該媒体を通じてフレーム送信を始める。一方、媒体が占有状態(occupied status)と感知されると、当該AP及び/又はSTAは自分の送信を開始せず、媒体アクセスのための遅延期間(例えば、任意バックオフ周期(random backoff period))を設定して待った後、フレーム送信を試みることができる。任意バックオフ周期の適用から、複数のSTAはそれぞれ異なった時間待った後にフレーム送信を試みることが期待されるため、衝突(collision)を最小化することができる。
前述したように、CSMA/CAメカニズムは、AP及び/又はSTAが媒体を直接センシングする物理的キャリアセンシング(physical carrier sensing)の他、仮想キャリアセンシング(virtual carrier sensing)も含む。仮想キャリアセンシングは、隠れたノード問題(hidden node problem)などのように媒体アクセスで発生しうる問題を補完するためのものである。仮想キャリアセンシングのために、無線LANシステムのMACは、ネットワーク割当ベクトル(Network Allocation Vector;NAV)を用いることができる。NAVは、現在媒体を利用していたり又は利用する権限のあるAP及び/又はSTAが、媒体が利用可能な状態になるまで残っている時間を他のAP及び/又はSTAに知らせる(indicate)値である。したがって、NAVに設定された値は、当該フレームを送信するAP及び/又はSTAによって媒体の利用が予定されている期間に該当し、NAV値を受信するSTAは当該期間ではアクセス(又は、チャネルアクセス)が禁止(prohibit)又は延期(defer)される。NAVは、例えば、フレームのMACヘッダー(header)の「duration」フィールドの値によって設定されてもよい。
前述したように、無線LANシステムではSTAが送受信を行う前にチャネルセンシングを行わなければならないが、チャネルを常にセンシングすることはSTAの持続的な電力消耗を引き起こす。受信状態での電力消耗は送信状態での電力消耗と大差がないため、受信状態を持続することも、電力の制限された(すなわち、バッテリーによって動作する)STAには大きな負担となる。したがって、STAが持続的にチャネルをセンシングするために受信待機状態を維持すると、無線LAN処理率の側面で特別な利点もなく電力を非効率的に消耗することになる。このような問題点を解決するために、無線LANシステムではSTAの電力管理(power management;PM)モードを支援する。
図9乃至図12を参照して上述したTIM(又は、DTIM)プロトコルに基づく節電モード運営方法において、STAは、TIM要素に含まれたSTA識別情報から、自身のために送信されるデータフレームが存在するか否かを確認することができる。STA識別情報は、STAとAPとの連携(association)時にSTAに割り当てられた識別子であるAID(Association Identifier)に関する情報であってよい。
PPDU(Physical Layer Convergence Protocol(PLCP) Packet Data Unit)フレームフォーマットは、STF(Short Training Field)、LTF(Long Training Field)、SIG(SIGNAL)フィールド、及びデータ(Data)フィールドを含んで構成することができる。最も基本的な(例えば、non−HT(High Throughput))PPDUフレームフォーマットは、L−STF(Legacy−STF)、L−LTF(Legacy−LTF)、SIGフィールド及びデータフィールドのみで構成することができる。また、PPDUフレームフォーマットの種類(例えば、HT−mixedフォーマットPPDU、HT−greenfieldフォーマットPPDU、VHT(Very High Throughput)PPDUなど)によって、SIGフィールドとデータフィールドとの間に追加的な(又は、他の種類の)STF、LTF、SIGフィールドが含まれてもよい。
一般ビーコンフレームは、MACヘッダー、フレームボディー及びFCSで構成され、フレームボディーには次のようなフィールドを含むことができる。
上記の能動的スキャニング方式で説明した通り、STAはAPにプローブ要請フレームを送信し、APからプローブ応答フレームを受信することによって、ネットワークを識別/発見することができる。
本実施例は、次のフルビーコン(Next Full Beacon)に関する情報を知らせることによってフルビーコンを受信するようにする方案に関する。
本実施例は、次の短いビーコン(Next Short Beacon)の受信までかかる時間に関する情報、及び短いビーコンからフルビーコンまでかかる時間に関する情報を知らせることによって、フルビーコンを受信するようにする方案に関する。これは、本発明で提案する階層的(hierarchical)ビーコン受信方案の一例に該当する。
本実施例は、次の短いビーコン(Next Short Beacon)の受信までかかる時間に関する情報と、短いビーコン関連情報を知らせることによって、フルビーコンを受信するようにする方案に関する。これは、本発明で提案する階層的(hierarchical)ビーコン受信方案の他の例に該当する。
本実施例は、次の短いビーコン(Next Short Beacon)の受信までかかる時間に関する情報と、短いビーコン設定(configuration)情報を知らせることによって、フルビーコンを受信するようにする方案に関する。これは、本発明で提案する階層的(hierarchical)ビーコン受信方案のさらに他の例に該当する。
例えば、本願発明は以下の項目を提供する。
(項目1)
無線通信システムのステーション(STA)でビーコンを受信する方法であって、
アクセスポイント(AP)からプローブ応答フレームを受信することと、
前記プローブ応答フレームに含まれた前記APの次のビーコン時点情報を用いて前記次のビーコンの受信時点を決定することと、
前記決定された次のビーコンの受信時点で前記次のビーコンを受信することと、
を含む、ビーコン受信方法。
(項目2)
前記次のビーコンの受信時点を決定した以降に前記STAはドーズ(doze)状態に切り替わり、前記決定された次のビーコンの受信時点以前にアウェイク(awake)状態に切り替わる、項目1に記載のビーコン受信方法。
(項目3)
前記次のビーコンはフルビーコン(Full Beacon)であり、
前記次のビーコン時点情報は、次のフルビーコンまでのデュレーション(Duration to Next Full Beacon)又は次のターゲットビーコン送信タイム(Next TBTT)情報である、項目1に記載のビーコン受信方法。
(項目4)
前記次のビーコンは短いビーコン(Short Beacon)であり、
前記次のビーコン時点情報は、次の短いビーコンまでのデュレーション(Duration to Next Short Beacon)である、項目1に記載のビーコン受信方法。
(項目5)
前記受信された短いビーコンに含まれた次のフルビーコンまでのデュレーション(Duration to Next Full Beacon)情報又は次のターゲットビーコン送信時点(Next TBTT)情報を用いて前記次のフルビーコンの受信時点を決定することと、
前記決定された次のフルビーコンの受信時点で前記次のフルビーコンを受信することと、をさらに含む、項目4に記載のビーコン受信方法。
(項目6)
前記次のフルビーコンの受信時点を決定した以降に前記STAはドーズ(doze)状態に切り替わり、前記決定された受信時点以前にアウェイク(awake)状態に切り替わる、項目5に記載のビーコン受信方法。
(項目7)
短いビーコンカウント情報又は短いビーコンインターバル情報のうち一つ以上を用いて、前記次のフルビーコンの受信時点を決定することと、
前記決定された次のフルビーコンの受信時点で前記次のフルビーコンを受信することと、をさらに含む、項目4に記載のビーコン受信方法。
(項目8)
前記短いビーコンカウント情報又は前記短いビーコンインターバル情報のうち一つ以上は、前記プローブ応答フレーム又は前記短いビーコンに含まれる、項目7に記載のビーコン受信方法。
(項目9)
短いビーコン個数情報、短いビーコンインターバル情報、又は短いビーコンインデックス情報のうち一つ以上を用いて、前記次のフルビーコンの受信時点を決定することと、
前記決定された次のフルビーコンの受信時点で前記次のフルビーコンを受信することと、をさらに含む、項目4に記載のビーコン受信方法。
(項目10)
前記短いビーコン個数情報、前記短いビーコンインターバル情報、又は前記短いビーコンインデックス情報のうち一つ以上は、前記プローブ応答フレーム又は前記短いビーコンに含まれる、項目9に記載のビーコン受信方法。
(項目11)
前記短いビーコンは、圧縮されたSSIDフィールド、4バイトタイムスタンプ、又は変更シーケンスフィールドのうち一つ以上をさらに含む、項目4に記載のビーコン受信方法。
(項目12)
前記プローブ応答フレームは、タイムスタンプ又はSSID(service set identifier)のうち一つ以上をさらに含む、項目1に記載のビーコン受信方法。
(項目13)
前記プローブ応答フレームは、前記STAが前記APに送信したプローブ要請フレームに対する応答として受信される、項目1に記載のビーコン受信方法。
(項目14)
無線通信システムにおいてビーコンを受信するステーション(STA)装置であって、
送受信器と、
プロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、アクセスポイント(AP)から前記送受信器を用いてプローブ応答フレームを受信し;前記プローブ応答フレームに含まれた前記APの次のビーコン時点情報を用いて前記次のビーコンの受信時点を決定し;前記決定された次のビーコンの受信時点で前記送受信器を用いて前記次のビーコンを受信するように設定される、ビーコン受信STA装置。
Claims (14)
- 無線通信システムのステーション(STA)でビーコンを受信する方法であって、
アクセスポイント(AP)からプローブ応答フレームを受信することと、
前記プローブ応答フレームに含まれた前記APの次のビーコン時点情報を用いて前記次のビーコンの受信時点を決定することと、
前記決定された次のビーコンの受信時点で前記次のビーコンを受信することと、
を含む、ビーコン受信方法。 - 前記次のビーコンの受信時点を決定した以降に前記STAはドーズ(doze)状態に切り替わり、前記決定された次のビーコンの受信時点以前にアウェイク(awake)状態に切り替わる、請求項1に記載のビーコン受信方法。
- 前記次のビーコンはフルビーコン(Full Beacon)であり、
前記次のビーコン時点情報は、次のフルビーコンまでのデュレーション(Duration to Next Full Beacon)又は次のターゲットビーコン送信タイム(Next TBTT)情報である、請求項1に記載のビーコン受信方法。 - 前記次のビーコンは短いビーコン(Short Beacon)であり、
前記次のビーコン時点情報は、次の短いビーコンまでのデュレーション(Duration to Next Short Beacon)である、請求項1に記載のビーコン受信方法。 - 前記受信された短いビーコンに含まれた次のフルビーコンまでのデュレーション(Duration to Next Full Beacon)情報又は次のターゲットビーコン送信時点(Next TBTT)情報を用いて前記次のフルビーコンの受信時点を決定することと、
前記決定された次のフルビーコンの受信時点で前記次のフルビーコンを受信することと、をさらに含む、請求項4に記載のビーコン受信方法。 - 前記次のフルビーコンの受信時点を決定した以降に前記STAはドーズ(doze)状態に切り替わり、前記決定された受信時点以前にアウェイク(awake)状態に切り替わる、請求項5に記載のビーコン受信方法。
- 短いビーコンカウント情報又は短いビーコンインターバル情報のうち一つ以上を用いて、前記次のフルビーコンの受信時点を決定することと、
前記決定された次のフルビーコンの受信時点で前記次のフルビーコンを受信することと、をさらに含む、請求項4に記載のビーコン受信方法。 - 前記短いビーコンカウント情報又は前記短いビーコンインターバル情報のうち一つ以上は、前記プローブ応答フレーム又は前記短いビーコンに含まれる、請求項7に記載のビーコン受信方法。
- 短いビーコン個数情報、短いビーコンインターバル情報、又は短いビーコンインデックス情報のうち一つ以上を用いて、前記次のフルビーコンの受信時点を決定することと、
前記決定された次のフルビーコンの受信時点で前記次のフルビーコンを受信することと、をさらに含む、請求項4に記載のビーコン受信方法。 - 前記短いビーコン個数情報、前記短いビーコンインターバル情報、又は前記短いビーコンインデックス情報のうち一つ以上は、前記プローブ応答フレーム又は前記短いビーコンに含まれる、請求項9に記載のビーコン受信方法。
- 前記短いビーコンは、圧縮されたSSIDフィールド、4バイトタイムスタンプ、又は変更シーケンスフィールドのうち一つ以上をさらに含む、請求項4に記載のビーコン受信方法。
- 前記プローブ応答フレームは、タイムスタンプ又はSSID(service set identifier)のうち一つ以上をさらに含む、請求項1に記載のビーコン受信方法。
- 前記プローブ応答フレームは、前記STAが前記APに送信したプローブ要請フレームに対する応答として受信される、請求項1に記載のビーコン受信方法。
- 無線通信システムにおいてビーコンを受信するステーション(STA)装置であって、
送受信器と、
プロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、アクセスポイント(AP)から前記送受信器を用いてプローブ応答フレームを受信し;前記プローブ応答フレームに含まれた前記APの次のビーコン時点情報を用いて前記次のビーコンの受信時点を決定し;前記決定された次のビーコンの受信時点で前記送受信器を用いて前記次のビーコンを受信するように設定される、ビーコン受信STA装置。
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