JP4079943B2 - 無線ｌａｎのバンド幅の割り当てを管理するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Description

（関連出願）
本願は、２００２年８月２日にオオタニらを発明者とし、「交互トラヒック仕様パラメータのための方法およびシステム」を発明の名称として出願された、米国仮特許出願第６０／４００，５１１号の利点を享受するものである。

（１．発明の分野）
本発明は、一般的にはＩＥＥＥ８０２.１１通信に関し、より詳細には、バンド幅モニタ用のバッテリー駆動式デバイスが送信の間で電力節約サイクルを実現できるようにする、時間をベースとするバンド幅割り当てプロトコルを設定するためのシステムおよび方法に関する。

（２．関連技術の説明）
ロー、ブランケンシップおよびクリッツマンによる「無線ＬＡＮに関するショートチュートリアルおよびＩＥＥＥ８０２.１１」（ｃｏｍｐｕｔｅｒ.ｏｒｇ／ｓｔｕｄｅｎｔｓ／ｌｏｏｋｉｎｇ／ｓｕｍｍｅｒ９７／ｉｅｅｅ８０２）に指摘されているように、ＩＥＥＥ８０２.１１規格は、ネットワークの物理（ＰＨＹ）層およびメディアのアクセス制御（ＭＡＣ）層の双方のパラメータに関する仕様を定めている。実際にノード間のデータの転送を取り扱うＰＨＹ層は、ダイレクトシーケンススペクトル拡散変調、周波数ホッピングスペクトル拡散変調、または赤外線（ＩＲ）パルス位置変調のいずれかを使用できる。ＩＥＥＥ８０２.１１は１Ｍｂｐｓから５４Ｍｂｐｓまでのデータレートのための規定を定めており、（スペクトル拡散送信の場合）２.４〜２.４８３５ＧＨｚの周波数バンドにおける運用を要求しており、このバンドは工業用、科学用および医療用（ＩＳＭ）アプリケーションのためのライセンス不要バンドである。ＩＥＥＥ８０２.１１は６Ｍｂｐｓ〜５４Ｍｂｐｓのデータレートのための規定も定めており、５.２および５.８ＵＮＩＩ（免許不要の情報のインフラストラクチャ）バンドでの運用を要求している。

ＭＡＣ層は、共用媒体を使用する際の順序を維持する役割を果たす一組のプロトコルであり、８０２.１１規格は、衝突防止によるキャリア検出マルチアクセス（ＣＳＭＡ／ＣＡ）プロトコルを指定している。このプロトコルでは、１つのノードが送信すべきパケットを受信すると、このノードはまず他のノードが送信中でないことを保証するために聴取を行う。チャンネルがクリアであれば、このノードはパケットを送信する。クリアでなければ、ノードはそのパケットを送信することが許可されるまで、ノードが待機しなければならない時間長を決定するランダムな「バックオフファクタ」を選択する。チャンネルがクリアとなっている期間中、送信側ノードはそのバックオフカウンタをデクリメントする。チャンネルが使用中であるとき、ノードはそのバックオフカウンタをデクリメントしない。バックオフカウンタが０に達すると、ノードはパケットを送信する。２つのノードが同じバックオフファクタを選択する確率は小さいので、パケット間の衝突は最小とされる。イーサネット（登録商標）で使用されているような衝突検出は、ＩＥＥＥ８０２.１１の無線周波数送信に対しては使用できない。この理由は、ノード自身の信号はそのノードに到達する他の任意の信号をかき消すので、ノードが送信しているときは、送信し得るシステム内の他のノードを聞くことができないからである。

パケットを送信すべきときはいつも、送信側ノードはまずパケットの長さに対する情報を含む短いレディ・トゥ・センド（ＲＴＳ：ｒｅａｄｙ−ｔｏ−ｓｅｎｄ）パケットを送り出す。受信側ノードがＲＴＳを聴取した場合、そのノードは短いクリア・トゥ・センド（ＣＴＳ：ｃｌｅａｒ−ｔｏ−ｓｅｎｄ）パケットにより応答する。このような交換を行った後に、送信側ノードはそのパケットを送る。周期的冗長チェック（ＣＲＣ）によって決定されるように、パケットが成功裏に受信されると、受信側ノードはアクノーリッジメント（ＡＣＫ）パケットを送信する。「隠れたノード」の問題を防止するには、このような前後の交換が必要である。隠れたノードがある状況では、ノードＡはノードＢと通信でき、ノードＢはノードＣと通信できるが、ノードＡはノードＣとは通信できない。したがって、例えばノードＡがクリアにすべきチャンネルを検出できるが、ノードＣは実際にノードＢに送信し得る。上記プロトコルはノードＢが使用中である旨をノードＡに警告するので、ノードＡはそのパケットを送信する前に待機しなければならない。

ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）は一般に、パラメータ化されたクオリティオブサービス（ＱｏＳ）をサポートするために、キャリア検出マルチアクセス（ＣＳＭＡ）方式を使用する。スループット、レイテンシおよびジッタに対する条件を満たすパケット送信をサポートするために、システムはＣＳＭＡに基づく送信との共存が大きな影響を受けないように、チャンネルでの時間の割り当てができなければならない。更に、かかるシステムにおけるパケットエラーレートは、媒体が無線または電力ラインに基づくものである場合、一般に１０％より大である。

パラメータ化されたＱｏＳオブジェクティブを満たすパケットトランスポートの問題を解消するために、いくつかの解決案がこれまで提案されている。しかしながら、これら提案は１つ以上の点が欠如していることが判っている。８０２.１１ｅの元の草稿は（送信仕様のための）ＴＳＰＥＣと称されるオブジェクトを含んでいたが、所定のストリームにおける受け入れに必要なチャンネル占有に関する上限を指定するための規定は定められていなかった。特定のＱｏＳオブジェクティブを満たすパケットのトランスポートのための要求を満たすことができることを客観的に証明するための規定も定められていなかった。

更にこのタイプのＴＳＰＥＣは、チャンネルがエラーを犯すということに無関心であるので、一般にバンド幅の過剰な保留が必要とされる。更に、あるシーケンスのパケットを送らない時間の保証はないので、省電力デバイスによってはこのタイプのＴＳＰＥＣは使用できない。

これまで時間をベースとするポーリング技術が検討された。しかしながら、ポーリングが発生しない時間を保証する、時間をベースとするポーリング技術は示唆されていない。更に、これまでの時間をベースとするポーリング技術は、ハイブリッドなコーディネータ（ＨＣ）またはアクセスポイント（ＡＰ）ネゴシエーションを検討しておらず、ＨＣ／ＡＰは、チャンネルにおける時間の割り当てのためのコーディネータとして作動しなければならない。最後に、時間をベースとするポーリング技術は、バンド幅を保留するための方法は検討していない。

割り当てられたバンド幅を測定するために、ＩＥＥＥ８０２.１１ｅネットワークデバイス間で時間をベースとするポーリング方法を設定できれば有利となる。

通信の間の予測可能なインターバル内でバッテリー駆動式ポータブルユニットの電源供給を削減または停止できるように、ＩＥＥＥ８０２.１１ｅデバイスの間で時間をベースとするバンド幅割り当てプロトコルを設定できれば有利となる。

本発明は、８０２.１１ｅ通信のパラメータ化されたＱｏＳトランスポート機構を簡略化するものである。本発明は、バンド幅をＡＰがローカルに管理できるようにする留保機構を含むものである。より詳細には、ＡＰと並べられたハイブリッドコーディネータ（ＨＣ）がバンド幅を管理するのに必要なポーリングおよびスケジュールサービスを行う。このフォーマットはポーリングシーケンスを予測可能に決定できるようにし、デバイスがポールを送受信していないインターバル内で電力を節約できるようにする。

本発明は、チャンネル条件に基づくパラメータ化されたＱｏＳパケットトランスポートによる送信のためのスケジュールが定められた機会（ＴＸＯＰ）を客観的に決定し、かつＨＣ／ＡＰに対し、それをレポートするための方法を提供するものである。更に、異なるベンダーの実現例の相互運用性を証明するために、前記ＴＸＯＰを観察するための方法が提供される。最後に、本発明の方法は、優先権の定められたクオリティオブサービスのＣＳＭＡに基づくトラヒックと共存し、認められたパラメータ化されたＱｏＳトラヒックへの制限を受けて優先権の区別を維持できるようにする、パラメータ化されたＱｏＳサービスを提供するものである。

したがって、無線ローカルエリアネットワーク（ｗＬＡＮ）、例えばＩＥＥＥ８０２.１１ｅネットワークにおけるバンド幅割り当てを管理するための方法が提供される。この方法は、送信間機会（ＴＸＯＰ）インターバルとＴＸＯＰジッタを含む時間をベースとする、時間ベースで表示されたデバイスのバンド幅割り当てを確定するステップと、時間ベースで示された前記バンド幅割り当ての確定に応答し、ポーリングスケジュールを設定するステップと、時間ベースで示された前記バンド幅割り当ての確定に応答し、ネットワークの通信をモニタするステップと、前記割り当てられたバンド幅を測定するステップと、
前記ポーリングスケジュールに応答してデバイスの電源供給を削減または停止するステップと、を有する。

前記ポーリングスケジュールに応答してデバイスの電源供給を削減または停止するステップは、ポーリングイベント間の最小ＴＸＯＰインターバル内で送受信機能を解除することを含み、ここで最小ＴＸＯＰインターバルは、ＴＸＯＰ間インターバル−（マイナス）ＴＸＯＰジッタに等しくなっている。

次に、バンド幅割り当てを管理するための上記方法およびｗＬＡＮシステムの更なる細部について説明する。

図１は、バンド幅割り当てを管理するための、本発明の無線ローカルエリアネットワーク（ｗＬＡＮ）システムの概略ブロック図である。このシステム１００は、本明細書でステーション（ＳＴＡ）と称す少なくとも１つのＱｏＳステーション（ＱＳＴＡ）を含む。２つのＳＴＡ、すなわち第１ＳＴＡ１０２と第２ＳＴＡ１０４とが示されているが、本システムは特定の数のＳＴＡに限定されるものではない。第１ＳＴＡ１０２によって例示される各ＳＴＡは、時間ベースで表示されるバンド幅割り当てにおける情報を伝送するための無線ポート１０６を有する。この無線伝送リンクは、基準指定器１０８によって確定される。第２ＳＴＡ１０４に関連するハイブリッドコーディネータ１１０（ＨＣ）は、第１ＳＴＡ１０２の伝送をモニタし、割り当てられたＳＴＡバンド幅を測定するための無線通信ポート１１２を有する。このＨＣは第２ＳＴＡ１０４の伝送もモニタし、または第１ＳＴＡ１０２もしくは第２ＳＴＡ１０４のいずれかと通信する他のＳＴＡ（図示せず）もモニタできる。

ＨＣ１１０は、時間をベースとするバンド幅の割り当てに応答して、第１ＳＴＡ１０２またはＨＣ１１０と通信するその他のＳＴＡ（図示せず）に対するポーリングスケジュールを設定し、これらポーリングスケジュールを送信する。第１ＳＴＡ１０２は、受信したポーリングスケジュールに応答してデバイスの電源供給を削減または停止する。より詳細には、第１ＳＴＡ１０２は、送信間機会（ＴＸＯＰ）インターバルおよびＴＸＯＰジッタを有する時間ベースで示された確定されるバンド幅の割り当て内で通信する。すなわち時間をベースとするポーリングスケジュールは、第１ＳＴＡ１０２が、スケジュールされた通信の間でＴＸＯＰ間インターバルおよびＴＸＯＰジッタを決定できるようにする。

図２は、第１ＳＴＡに関連する、時間をベースとするイベントを示すタイミング図である。ここにはＴＸＯＰ間インターバル、または通信の間の平均ＴＸＯＰインターバルおよびＴＸＯＰジッタまたは平均ＴＸＯＰ偏差が示されている。第１ＳＴＡは、ＴＸＯＰ間およびＴＸＯＰジッタフィールドを有する送信仕様（ＴＳＰＥＣ）の受信に応答して、ＴＸＯＰ間インターバルおよびＴＸＯＰジッタを有する時間ベース内で通信を行う。

図３は、本発明のシステムをサポートできるＴＳＰＥＣフォーマットを示す図である。ここにはＴＸＯＰ間およびＴＸＯＰジッタフィールドが示されている。従来、割り当てられたデータレート、ＴＸＯＰ期間およびレイテンシを定める際に使用するよう、最小データレート、平均データレートおよび最大バーストサイズフィールドが提案されてきた。しかしながら、時間をベースとするバンド幅割り当て方法をサポートするために、図３のＴＳＰＥＣ要素は、最小データレートフィールドの代わりとなる最小ＴＸＯＰ期間フィールドと、平均データレートフィールドの代わりとなる公称ＴＸＯＰ期間フィールドと、最大バーストサイズフィールドの代わりとなる最大ＴＸＯＰ期間フィールドとを示している。時間をベースとするフィールドを使用することによって、ＨＣのようなエンティティが実際にＴＸＯＰ期間フィールドを使用して割り当てられたデータレートを測定できるようになっている。省電力機能をサポートするために、ＴＸＯＰインターバルフィールドはＴＸＯＰ期間の間のインターバルを予測できるようにしている。

図４は、ＱｏＳをリクエストするためにＴＲのセットアップ内で使用されるメッセージのシーケンスを示す図である。図１および図４の双方を見ると、第１ＳＴＡ１０２は、第２バンド幅にてトラヒック情報を伝送するための許可をリクエストする。第２バンド幅は、所望する第１バンド幅に余剰バンド幅の許容度を加えた値として定義される。換言すれば、ＱｏＳがリクエストされる。第１ＳＴＡステーション管理エンティティ（ＳＭＥ）１５０は、第１ＳＴＡ ＭＡＣ１５２にＭＬＭＥ−ＡＤＤＴＳ．リクエストを送る。このリクエストは、上記ＴＳＰＥＣを含む。最初のＳＴＡ ＭＡＣ１５２は、ＰＨＹレベルの通信をサポートするためのフレームを発生し、第２ＳＴＡ１０４に関連したＨＣ ＭＡＣ１１０へリクエストを送る。ＨＣ ＭＡＣ１１０は、第１ＳＴＡから第２ステーションＳＭＥへリクエストを中継し、第２ＳＴＡ ＳＭＥ１５４にプリミティブなＭＬＭＥ−ＡＤＤＴＳ．表示を送る。この第２ＳＴＡ ＳＭＥ１５４はリクエストを処理し、第２バンド幅で第２ＳＴＡと通信するための割り当てを含む応答をＨＣ１１０を介して第１ＳＴＡへ送信する。この割り当ては、第１ＳＴＡからのＴＳＰＥＣリクエストのより多いアクノーリッジメントである。より詳細には、第２ＳＴＡ ＳＭＥ１５４は、ＭＬＭＥ−ＡＤＤＴＳ．応答を発生する。ＨＣ ＭＡＣ１１０は、第１ＳＴＡ ＭＡＣ１５２と通信するための適当なフレームを発生し、第１ＳＴＡ ＭＡＣ１５２は、第１ＳＴＡ ＳＭＥ１５０にプリミティブなＭＬＭＥ−ＡＤＤＴＳ．コンファームを送る。ＴＳＰＥＣが一旦確認されると、第２ＳＴＡ ＳＭＥ１５４はポーリングイベントを開始できる。

図２を参照する。ＴＲセットアップが一旦設定されると、第１ＳＴＡは第２バンド幅でトラヒック情報を第２ＳＴＡへ送信する。すなわち第１ＳＴＡは、ポーリングイベントに関して誘導されたＴＸＯＰ期間内で、第２ＳＴＡまたはその他のステーションへダウンリンク送信できる。別の表現をすれば、ＨＣはポーリングスケジュールの設定に応答し、第１ＳＴＡへポールを送り、第１ＳＴＡはＴＳＰＥＣから誘導されたＴＸＯＰ期間内に送信を行う。一般に、ポールと、図には示されていないＴＸＯＰ期間との間には短いフレーム間スペース（ＳＩＦＳ）がある。

ＨＣは、第１ＳＴＡのトラヒックチャンネルのＴＸＯＰ期間、ＴＸＯＰ内のＰＨＹデータレートおよびＴＸＯＰ間のインターバルをモニタし、ＴＸＯＰインターバルに対する送信されたビット（ＴＸＯＰ期間×ＰＨＹデータレート）の比を計算することによって、割り当てられたバンド幅を測定する。第１ＳＴＡはポーリングイベントの間のＴＸＯＰインターバル内で電源供給を削減または停止し、この電源供給の削減または停止に応答して電力を節約する。より詳細には、第１ＳＴＡは最小ＴＸＯＰインターバル内では送信および受信機能に関与せず、ここで、最小ＴＸＯＰインターバルはＴＸＯＰ間インターバル−（マイナス）ＴＸＯＰジッタの値に等しい。

機能の説明
ＩＥＥＥ８０２.１１ｅ規格では、優先権が定められたクオリティオブサービス、すなわち異なる優先権で無接続パケットデータサービスを送ることができるようにするサービスを可能にするクオリティオブサービスの強化がなされている。このサービスによって、パケットが送信側クライアントにいつ到達するかにかかわらず、一部のパケットを他の低い優先権のパケットよりも前に送信することができるようにしている。更に、この規格では、ポーリングサービスはパラメータ化されたＱｏＳトラヒックの送信を可能にするような規定がなされている。すなわち送信しなければならないトラヒックは、スループット、レイテンシおよびジッタに関する制約を受ける。

双方のサービスを提供するには次の条件を満たさなければならない。
１．パラメータ化されたクオリティオブサービスは、チャンネルがエラーを受け生じやすいという事実を考慮しなければならないこと。
２．チャンネルでの送信のスケジュールされた割り当て（ＴＸＯＰ）を測定でき、機器が相互作動可能であることを証明できるように、パラメータ化されたＱｏＳは観測可能かつテスト可能でなければならないこと。
３．優先権の定められたＱｏＳトラヒックを維持するには、チャンネルでのパラメータ化されたＱｏＳトンラスポートの占有を制限するための許可制御機構が存在しなければならないこと。
４．優先権の定められたＱｏＳトラヒックのスケジュールを定める際に、送信が行われないときに移動デバイスがバッテリーの電力を保存できるように、割り当てられた時間が存在しなければならないこと。

図５は、無線ローカルエリアネットワーク（ｗＬＡＮ）におけるバンド幅割り当てを管理するための、本発明の方法を示すフローチャートである。簡潔にするために、この方法はあるシーケンスの番号のついたステップとして表示されるが、特に明示しない限り、ナンバリングから順序を推測すべきではない。これらステップの一部をスキップしたり、並列に実行したり、厳密な順序のシーケンスを維持する条件を課すことなく実行できると理解すべきである。この方法はステップ５００でスタートする。

ステップ５０２は、時間ベースで示されたデバイスのバンド幅（ＢＷ）割り当てを確定する。ステップ５０４は、この時間ベースで示されたバンド幅の割り当ての表示に応答して、ポーリングスケジュールを設定する。ステップ５０６は、時間ベースで示されたバンド幅割り当ての表示に応答して、ネットワークの通信をモニタする。ステップ５０８は、割り当てられたバンド幅を測定する。ステップ５１０は、ポーリングスケジュールに応答してデバイスの電源供給を削減または停止する。

本方法の一部の様相によれば、ステップ５０２における時間ベースで示されたデバイスのバンド幅の割り当てを表示することは、複数のサブステップを含む。ステップ５０２ａは送信間の機会（ＴＸＯＰ）のインターバルを設定し、ステップ５０２ｂはＴＸＯＰジッタを設定する。ＴＸＯＰ間インターバル（ステップ５０２ａ）およびＴＸＯＰジッタ（ステップ５０２ｂ）の設定は、ＴＸＯＰ間インターバルおよびＴＸＯＰジッタフィールドとの送信仕様（ＴＳＰＥＣ）通信を設定することを含む。

別の様相によれば、ステップ５０２における時間ベースで示されたデバイスバンド幅の割り当てを確定することは追加サブステップを含み、このサブステップではＴＳＰＥＣ通信はステップ５０２ｃにおける最小ＴＸＯＰ期間フィールドと、ステップ５０２ｄにおける公称ＴＸＯＰ期間フィールドと、ステップ５０２ｅにおける最大ＴＸＯＰ期間フィールドを設定する。

本発明の別の特徴では、時間ベースで示されたデバイスのバンド幅の割り当ての確定（ステップ５０２）は、別のサブステップを含む。ステップ５２０ｆでは、第１ステーション（ＳＴＡ）が第２ＳＴＡとの、第２バンド幅でのトラヒック情報の通信をする許可をリクエストする。第２バンド幅は、第１の（所望する）バンド幅＋余剰バンド幅の許容度として定義される。システムの説明でこれまで説明したように、リクエストはステップ５０２ａ〜５０２ｅで定義されたようなＴＳＰＥＣの形態となっている。ステップ５０２ｇでは、ハイブリッドコントローラ（ＨＣ）がリクエストを第２ＳＴＡへ中継する。ステップ５０２ｈでは、第２ＳＴＡが応答を送信し、この応答は第２バンド幅での第２ＳＴＡと通信するための第１ＳＴＡ割り当てに対するある割り当てを含む。ステップ５０２ｉでは、ＨＣは第１ＳＴＡへ応答を中継する。次にステップ５０５では、第１ＳＴＡは、第２バンド幅において無線媒体を通して第２ＳＴＡへトラヒック情報を送信する。

別の様相では、ステップ５０４における時間ベースで示されたバンド幅割り当ての表示に応答してポーリングスケジュールを設定することは、サブステップを含む。ステップ５０４ａにおいて、ＨＣはポーリングスケジュールを設定し、ステップ５０４ｂにおいてＨＣはこのポーリングスケジュールに応答して第１ＳＴＡへポールを送る。次に、第１ＳＴＡが第２バンド幅において、無線媒体を通して第２ＳＴＡへトラヒック情報を送信すること（ステップ５０５）は、第１ＳＴＡがＴＳＰＥＣから誘導されたＴＸＯＰ期間における送信を含む。

一部の様相では、時間ベースで示されたバンド幅割り当てを確定することに応答して、ネットワーク通信をモニタすること（ステップ５０６）は、ＨＣが第１ＳＴＡのトラヒックチャンネルのＴＸＯＰの期間、ＴＸＯＰ内のＰＨＹデータレートと、ＴＸＯＰ間のインターバルをモニタすることを含む。次に、ステップ５０８における割り当てられたバンド幅を測定することは、ＨＣが第１ＳＴＡのためのＴＸＯＰインターバルに対する送信されたビット（ＴＸＯＰ期間×ＰＨＹデータレート）を計算することを含む。

別の特徴では、ステップ５１０において、ポーリングスケジュールに応答してデバイスの電源供給を削減または停止することは、ポーリングイベント間のＴＸＯＰインターバルにおけるデバイスの電源供給を削減または停止することを含む。次にこの方法は別のステップを含む。ステップ５１２は、デバイスの電源供給の削減または停止に応答してデバイスの電力を節約する。

一部の様相では、ポーリングイベント間のＴＸＯＰインターバル内でデバイスの電源供給を削減または停止すること（ステップ５１０）は、第１ＳＴＡが最小ＴＸＯＰインターバル内で送受信する機能を解除することを含み、ここでは最小ＴＸＯＰインターバルはＴＸＯＰ間インターバル−（マイナス）ＴＸＯＰジッタに等しい。

図６は、無線ローカルエリアネットワーク（ｗＬＡＮ）においてポータブルデバイスの電力を節約するための本発明の方法を示すフローチャートである。この方法はステップ６００でスタートする。ステップ６０２は、時間ベースで示されたデバイスのバンド幅の割り当てを確定する。ステップ６０４は、時間ベースで示されたバンド幅の割り当ての表示に応答し、ポーリングスケジュールを設定する。ステップ６０６は、ポーリングスケジュールに応答してデバイスの電源供給を削減または停止する。

図７は、ｗＬＡＮにおいてポータブルデバイスの電力を節約するための本発明の方法の別の様相を示すフローチャートである。この方法はステップ７００でスタートする。ステップ７０２は時間ベースで示されたデバイスバンド幅の割り当てを確定する。ステップ７０４は、時間ベースで示されたバンド幅割り当ての表示に応答し、ポーリングスケジュールを設定する。ステップ７０６は、ポーリングスケジュールに応答してＳＴＡをポーリングする。ステップ７０８は、時間ベースで示されたバンド幅割り当ての表示に応答し、ステーション（ＳＴＡ）の送信スケジュールを設定する。すなわち、ポーリングに応答してＳＴＡ送信スケジュールが設定される。ＴＳＰＥＣフィールド（ステップ７０２）およびポーリングイベント（ステップ７０６）からＴＸＯＰ期間を誘導できる。ステップ７１０は送信スケジュールに応答し、ＳＴＡの電源供給を削減または停止する。

時間ベースのＴＳＰＥＣフィールドを使ってｗＬＡＮにおいてバンド幅割り当ておよび省電力を制御するためのシステムおよび方法について説明した。本発明の原理を説明するのに、いくつかの例を用いたが、本発明はこれら例だけに限定されるものではない。８０２.１１無線ＬＡＮシステムに関連し、本発明について説明したが、本発明は他のＣＳＭＡをベースとするシステム、特に電力ライン通信にも同じように適用できる。当業者には、本発明のその他の変形例および実施例を想到できよう。

バンド幅割り当てを管理するための、本発明の無線ローカルエリアネットワーク（ｗＬＡＮ）システムの概略ブロック図である。 第１ＳＴＡに関連した時間ベースイベントを示すタイミング図である。 本発明のシステムをサポートできるＴＳＰＥＣフォーマットを示す図である。 ＱｏＳをリクエストするためにＴＲセットアップで使用されるメッセージのシーケンスを示す図である。 無線ローカルエリアネットワーク（ｗＬＡＮ）において、バンド幅割り当てを管理するための本発明の方法を示すフローチャートである。 無線ローカルエリアネットワーク（ｗＬＡＮ）において、バンド幅割り当てを管理するための本発明の方法を示すフローチャートである。 無線ローカルエリアネットワーク（ｗＬＡＮ）において、ポータブルデバイスの電力を節約するための本発明の方法を示すフローチャートである。 ｗＬＡＮにおいて、ポータブルデバイスの電力を節約するための、本発明の方法の別の様相を示すフローチャートである。

Claims (21)

1. 無線ローカルエリアネットワーク（ｗＬＡＮ）において、
   送信間機会（ＴＸＯＰ）インターバルとＴＸＯＰジッタを含む時間をベースとする、時間ベースで表示されたデバイスのバンド幅割り当てを確定するステップと、
   時間ベースで示された前記バンド幅割り当ての確定に応答し、ポーリングスケジュールを設定するステップと、
   時間ベースで示された前記バンド幅割り当ての確定に応答し、ネットワークの通信をモニタするステップと、
   前記割り当てられたバンド幅を測定するステップと、
   前記ポーリングスケジュールに応答してデバイスの電源供給を削減または停止するステップと、を有することを特徴とするバンド幅の割り当てを管理するための方法。
2. ＴＸＯＰ間インターバルおよびＴＸＯＰジッタを確定することが、ＴＸＯＰ間インターバルおよびＴＸＯＰジッタフィールドを有する送信仕様（ＴＳＰＥＣ）通信を設定することを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
3. ＴＸＯＰ間インターバルを確定することが、
   最小ＴＸＯＰ期間と、
   公称ＴＸＯＰ期間と、
   最大ＴＸＯＰ期間と、を含むフィールドを有するＴＳＰＥＣ通信を設定することを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 時間ベースで示されたデバイスのバンド幅割り当てを確定することが、
   第１ステーション（ＳＴＡ）が第２バンド幅でのトラヒック情報を第２ＳＴＡへ伝送するための許可をリクエストするステップを含み、ここで、前記第２バンド幅が所望する第１バンド幅＋余剰バンド幅の許容度として定義され、
   更にハイブリッドコントローラ（ＨＣ）が前記第２ＳＴＡへリクエストを中継するステップと、
   前記第２バンド幅で前記第２ＳＴＡと通信するための第１ＳＴＡの割り当てを含む応答を前記第２ＳＴＡが送信するステップと、
   前記ＨＣが前記第１ＳＴＡへ前記応答を中継するステップとを有し、
   前記第１ＳＴＡが前記第２バンド幅で無線媒体を通して前記第２ＳＴＡへトラヒック情報を送信することを更に含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
5. 時間ベースで示された前記バンド幅割り当てを確定することに応答して、ポーリングスケジュールを設定するステップが、
   ＨＣがポーリングスケジュールを設定するステップと、
   前記ポーリングスケジュールに応答し、ＨＣが前記第１ＳＴＡへポールを送るステップとを有し、
   前記第１ＳＴＡが前記第２バンド幅で無線媒体を通して前記第２ＳＴＡへトラヒック情報を送信するステップが、ＴＳＰＥＣから誘導されたＴＸＯＰ期間で前記第１ＳＴＡが送信することを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
6. 時間ベースで示された前記バンド幅割り当ての確定することに応答して、ネットワークの通信をモニタするステップが、ＨＣが第１トラヒックチャンネルのＴＸＯＰ期間と、ＴＸＯＰ内のＰＨＹデータレートと、ＴＸＯＰ間のインターバルとをモニタすることを含み、
   前記割り当てられたバンド幅を測定するステップが、ＨＣが前記第１ＳＴＡのためのＴＸＯＰインターバルに対する送信されたビット（ＴＸＯＰ期間×ＰＨＹデータレート）の比を計算することを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
7. ポーリングスケジュールに応答してデバイスの電源供給を削減または停止するステップが、ポーリングイベント間のＴＸＯＰインターバル内でデバイスの電源供給を削減または停止するステップを含み、
   前記デバイスの電源供給を削減または停止に応答してデバイスの電力を節約するステップを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
8. ポーリングイベント間のＴＸＯＰインターバルで前記デバイスの電源供給を削減または停止するステップが、第１ＳＴＡが最小ＴＸＯＰインターバル内で送受信機能を解除することを含み、ここで最小ＴＸＯＰインターバルがＴＸＯＰ間インターバル−（マイナス）ＴＸＯＰジッタに等しいことを特徴とする請求項１記載の方法。
9. バンド幅割り当てを管理するための無線ローカルエリアネットワーク（ｗＬＡＮ）システムにおいて、
   少なくとも１つのステーション（ＳＴＡ）を備え、各ＳＴＡが時間ベースで確定されたバンド幅割り当てで情報を伝送するための無線ポートを有し、
   更に本システムが、
   ＳＴＡ通信をモニタし、割り当てられたＳＴＡバンド幅を測定するための無線通信ポートを有するハイブリッドコーディネータ（ＨＣ）を備えたことを特徴とするシステム。
10. ＨＣが時間ベースのバンド幅割り当てに応答したポーリングスケジュールを使用して通信ＳＴＡを設定すると共に前記通信ＳＴＡをポーリングし、
    前記通信ＳＴＡが前記ポーリングスケジュールに応答してデバイスの電源供給を削減または停止することを特徴とする請求項９記載のシステム。
11. ＳＴＡが送信間機会（ＴＸＯＰ）インターバルおよびＴＸＯＰジッタを有する時間ベースで確定されたバンド幅割り当てで通信を行うことを特徴とする請求項１０記載のシステム。
12. 前記ＳＴＡがＴＸＯＰ間フィールドおよびＴＸＯＰジッタフィールドを有する送信仕様（ＴＳＰＥＣ）通信の受信に応答して、ＴＸＯＰ間インターバルおよびＴＸＯＰジッタを有する時間ベース内で通信することを特徴とする請求項１１記載のシステム。
13. 前記ＳＴＡが最小ＴＸＯＰ期間フィールド、公称ＴＸＯＰ期間フィールドおよび最大ＴＸＯＰ期間フィールドを有するＴＳＰＥＣ通信を受信することを特徴とする請求項１２記載のシステム。
14. 第２バンド幅でトラヒック情報を伝送する許可をリクエストする無線通信ポートを有する第１ステーション（ＳＴＡ）を備え、前記第２バンド幅が所望する第１バンド幅＋余剰バンド幅の許容度として定義され、
    ＨＣがステーション管理エンティティ（ＳＭＥ）を有する第２ＳＴＡを含み、前記ＨＣが第１ＳＴＡから第２ステーションＳＭＥへリクエストを中継し、前記第２ＳＴＡ ＳＭＥが前記第２バンド幅で前記第２ＳＴＡと通信するための割り当てを含む応答を前記ＨＣを介して前記第１ＳＴＡへ送信し、
    前記第１ＳＴＡが前記第２バンド幅で前記第２ＳＴＡへトラヒック情報を送信することを特徴とする請求項１３記載のシステム。
15. 前記ＨＣがポーリングスケジュールの設定に応答し、前記第１ＳＴＡへポールを送り、
    前記第１ＳＴＡがＴＳＰＥＣから誘導されたＴＸＯＰ期間に送信を行うことを特徴とする請求項１４記載のシステム。
16. 前記ＨＣが第１ＳＴＡのトラヒックチャンネルのＴＸＯＰ期間、ＴＸＯＰ内のＰＨＹデータレートおよびＴＸＯＰ間のインターバルをモニタし、ＴＸＯＰインターバルに対する送信されたビット（ＴＸＯＰ期間×ＰＨＹデータレート）の比を計算することにより、割り当てられたバンド幅を測定することを特徴とする請求項１５記載のシステム。
17. 前記第１ＳＴＡがポーリングイベント間のＴＸＯＰインターバル内で電源供給を削減または停止し、この電源供給の削減または停止に応答して電力を節約することを特徴とする請求項１６記載のシステム。
18. 前記第１ＳＴＡが最小ＴＸＯＰインターバル内で送受信機能を解除し、最小ＴＸＯＰインターバルがＴＸＯＰ間インターバル−（マイナス）ＴＸＯＰジッタに等しいことを特徴とする請求項１７記載のシステム。
19. 時間ベースのバンド幅割り当てに応答して設定されるポーリングスケジュールを使ってポーリングするための無線通信ポートを有するハイブリッドコーディネータ（ＨＣ）と、
    少なくとも１つのステーション（ＳＴＡ）とを備え、各ＳＴＡが割り当てられたバンド幅で情報を伝送するための無線ポートを有すると共に、前記ポーリングスケジュールに応答して送受信機能の電源供給を削減または停止することを特徴とするポータブルデバイスの電力を節約するための無線ローカルエリアネットワーク（ｗＬＡＮ）システム。
20. 請求項９乃至１９のいずれかのシステムにおけるハイブリットコーディネータ（ＨＣ）。
21. 請求項９乃至１９のいずれかのシステムにおけるステーション（ＳＴＡ）。

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