JP4704472B2 - 無線通信システムにおける送信期間を割り当てる方法及び装置、並びにそのシステム - Google Patents

無線通信システムにおける送信期間を割り当てる方法及び装置、並びにそのシステム Download PDF

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Description

本発明は、無線通信システムに関し、特に、無線ネットワークシステムの送信フレーム期間で送信期間を効率的に割り当てる方法及び装置、並びにそのシステムに関する。
最近の無線通信技術の発展に伴い、無線装備等の普及と共に無線リンクを介した高速かつ高信頼性のデータ送信に対する要求が高まっている。このような要求を満足するために開発された無線近距離ネットワーク（Wireless Local Area Network：以下、“ＷＬＡＮ”と称する。）は、基本的に、移動可能なデータ通信装備である端末（station：以下、“ＳＴＡ”と称する。）と、ＳＴＡとデータを交換することができる基地局（Access Point：以下、“ＡＰ”と称する。）と、から構成される。同一の無線サービス領域（coverage）内に位置するＡＰ及びＳＴＡは、基本サービスセット（Base Service Set：以下、“ＢＳＳ”と称する。）と知られている。
ＷＬＡＮシステムにおいて、１つの無線サービス領域内に位置するＳＴＡは、ＡＰから割り当てられた無線リソースを使用してデータを送信するか、または受信する。この際、ＡＰは、位相リソース（Phase Resource）の形態で、上記無線リソースを割り当て、上記“位相リソース”は、ＳＴＡまたはＡＰがデータを送信することができる期間を意味する。
図１は、従来のＷＬＡＮシステムにおける送信フレーム期間の構成を示す図である。
図１を参照すると、システムで決定された固定長さを有する送信フレーム期間１００において、ＡＰは、全送信フレーム期間１００の位相リソース割当を示すＭＡＰ（mapping）フレーム１１０を送信する。ＭＡＰフレーム１１０は、ＡＰがデータを送信することができる期間を示すダウンリンク（DownLink：ＤＬ）ＭＡＰ１２０と、ＳＴＡがデータを送信することができる期間を示すアップリンク（UpLink：ＵＬ）ＭＡＰ１２２と、から構成される。ダウンリンクＭＡＰ１２０は、ＳＴＡ個数フィールド１３０と、ＳＴＡ個数フィールド１３０に基づいて決定された少なくとも１つのＳＴＡ情報フィールド１３２と、から構成される。同様に、アップリンクＭＡＰ１２２は、ＳＴＡ個数フィールド１３４と、ＳＴＡ個数フィールド１３４に基づいて決定された少なくとも１つのＳＴＡ情報フィールド１３６と、から構成される。ＳＴＡ情報フィールド１３２及び１３６は、ダウンリンクまたはアップリンク期間の割当を受けたＳＴＡを示すＳＴＡ ＩＤフィールド１４０及び１４４と、ＳＴＡに割り当てられた時間オフセットを示す時間オフセットフィールド１４２及び１４６と、を含む。
ＭＡＰフレーム１１０において、期間の割当を受けたＳＴＡは、ダウンリンク期間１１２の、対応するＳＴＡ情報により示される期間でデータを受信し、アップリンク期間１１４の、対応するＳＴＡ情報により示される期間でデータを送信する。ＭＡＰフレーム１１０が送信される期間及びＭＡＰフレーム１１０により示される期間以外の他の期間で、ＳＴＡは、スリープモード（sleep mode）を保持する。アップリンク期間１１４の次にくる競合期間１１６は、少なくとも１つのＳＴＡにより競合的にアクセスされることができる。
このように、ＡＰは、１つの送信フレーム期間１００で各ＳＴＡに必要とされるリソースの量を推定し、上記推定された量に従ってダウンリンク及びアップリンク期間を割り当てる。しかしながら、ＡＰがＳＴＡに必要とされるリソースの量を過度に推定する（over-estimate）場合に、無線リソースが浪費され、データスループット特性（throughput performance）が低下する。この場合に、ＳＴＡが上記割り当てられた無線リソースを使用することができず、さらに、上記無線リソースは、特定のＳＴＡに既に割り当てられたため、他のＳＴＡにより再使用されることもできない。一方、ＡＰがＳＴＡに必要とされるリソースの量を少なく推定（under-estimate）する場合には、ＳＴＡは、少なくとも次の送信フレーム期間となるまでは、必要とされる資源の割当を受けることができないので、アップリンクサービスの送信遅延及びジッター（jitter）を発生させる。上記送信遅延及びジッターは、ＳＴＡにより要求されるサービス品質（Quality of Service：以下、“ＱｏＳ”と称する。）に影響を及ぼす。また、割り当てられたリソースの不足のために、ＳＴＡが競合期間にアクセスすると、ＳＴＡは、上記競合期間の間に、スリープモードで動作することができず、これにより、端末の電力消費を引き起こす。
したがって、ＡＰがＳＴＡに必要とされるダウンリンク期間及びアップリンク期間をスケジューリングを介して決定する無線通信システムにおいて、データスループットの低下及びＳＴＡの電力浪費を防止し、ダウンリンク期間及びアップリンク期間を効率的に割り当てるための技術に対する必要性が高まっている。
したがって、本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、無線通信システムにおいて、データスループットを低下させることなく、ＳＴＡの電力浪費を最小にするための送信期間割当方法及び装置、並びにそのシステムを提供することにある。
本発明の他の目的は、無線通信システムにおいて、２つ以上のＭＡＰフレームを使用してＳＴＡに必要とされる送信期間を柔軟に割り当てる方法及び装置、並びにそのシステムを提供することにある。
上記のような目的を達成するために、本発明の一態様によれば、無線ネットワークシステムにおける予め定められたデュレーションを有するフレーム期間での送信期間を割り当てる方法を提案する。上記方法は、少なくとも１つの端末（ＳＴＡ）にダウンリンク期間及びアップリンク期間を示す電力節約マルチポール（ＰＳＭＰ）フレームを送信するステップと、上記ダウンリンク期間で、上記少なくとも１つの端末にデータを送信し、上記アップリンク期間で、上記少なくとも１つの端末からデータを受信するステップと、上記ＰＳＭＰフレームにより示される上記ダウンリンク期間及び上記アップリンク期間が終了した後に、上記少なくとも１つの端末に割り当てられた追加のダウンリンク期間及び追加のアップリンク期間のうちの少なくとも１つを示す少なくとも１つのサブＰＳＭＰフレームを上記フレーム期間で送信するステップと、端末が受信する追加のデータが存在する場合に、上記サブＰＳＭＰフレームにより示される上記追加のダウンリンク期間で、上記少なくとも１つの端末にデータを送信し、上記端末が送信する追加のデータが存在する場合に、上記サブＰＳＭＰフレームにより示される上記追加のアップリンク期間で、上記少なくとも１つの端末からデータを受信するステップと、を含み、上記ＰＳＭＰフレームの上記端末の識別子に対応する端末は、上記開始オフセットと上記デュレーションフィールドに対応して、追加のデータの少なくとも一部を送信または受信するまでスリープ状態になることを特徴とする。
本発明の他の態様によれば、無線ネットワークシステムにおける予め定められたデュレーションを有するフレーム期間内の割り当てられた送信期間での受信を遂行する方法を提案する。上記方法は、基地局（ＡＰ）により割り当てられたダウンリンク期間及びアップリンク期間を示す電力節約マルチポール（ＰＳＭＰ）フレームを受信するステップと、上記ＰＳＭＰフレームにより示される上記ダウンリンク期間で上記基地局からデータを受信し、上記ＰＳＭＰフレームにより示される上記アップリンク期間で上記基地局にデータを送信するステップと、上記ＰＳＭＰフレームにより示される上記ダウンリンク期間及び上記アップリンク期間が終了した後に、追加のダウンリンク期間及び追加のアップリンク期間のうちの少なくとも１つを示す少なくとも１つのサブＰＳＭＰフレームを上記フレーム期間で受信するステップと、上記追加のダウンリンク期間は、受信される追加のデータが存在する場合に、上記フレーム期間で示され、上記追加のアップリンク期間は、送信される追加のデータが存在する場合に、上記フレーム期間で示され、上記受信される追加のデータが存在する場合に、上記サブＰＳＭＰフレームにより示される上記追加のダウンリンク期間でデータを受信し、上記送信される追加のデータが存在する場合に、上記サブＰＳＭＰフレームにより示される上記追加のアップリンク期間でデータを送信するステップと
、を含み、上記ＰＳＭＰフレームの上記端末の識別子に対応する端末は、上記開始オフセットと上記デュレーションフィールドに対応して、追加のデータの少なくとも一部を送信または受信するまでスリープ状態になることを特徴とする。
本発明のさらなる他の態様によれば、無線ネットワークシステムにおける予め定められたデュレーションを有するフレーム期間での送信期間を割り当てる基地局（ＡＰ）装置を提案する。上記基地局装置は、少なくとも１つの端末（ＳＴＡ）に割り当てられたダウンリンク期間及びアップリンク期間を示す電力節約マルチポール（ＰＳＭＰ）フレームを生成し、上記ＰＳＭＰフレームにより示される上記ダウンリンク期間及び上記アップリンク期間が終了した後に、上記少なくとも１つの端末に割り当てられた追加のダウンリンク期間及び追加のアップリンク期間のうちの少なくとも１つを示す少なくとも１つのサブＰＳＭＰフレームを生成するプロセッサと、上記追加のダウンリンク期間は、上記端末が受信する追加のデータが存在する場合に、上記フレーム期間で示され、上記追加のアップリンク期間は、上記端末が送信する追加のデータが存在する場合に、上記フレーム期間で示され、上記ＰＳＭＰフレームにより示される上記ダウンリンク期間で上記少なくとも１つの端末にデータを送信し、上記ＰＳＭＰフレームにより示される上記アップリンク期間で、上記少なくとも１つの端末からデータを受信し、追加のリソース割当を要請する端末に送信されなければならない追加のデータが存在する場合に、上記サブＰＳＭＰフレームにより示される上記追加のダウンリンク期間でデータを上記端末に送信し、追加のリソース割当を要請する端末から受信されなければならない追加のデータが存在する場合に、上記サブＰＳＭＰフレームにより示される上記追加のアップリンク期間で、上記端末からデータを受信する送受信部と、を含み、上記ＰＳＭＰフレームの上記端末の識別子に対応する端末は、上記開始オフセットと上記デュレーションフィールドに対応して、追加のデータの少なくとも一部を送信または受信するまでスリープ状態になることを特徴とする。
本発明のさらなる他の１つの態様によれば、無線ネットワークシステムにおける予め定められたデュレーションを有するフレーム期間内の割り当てられた送信期間での受信を遂行する端末（ＳＴＡ）装置を提案する。上記端末装置は、基地局（ＡＰ）により割り当てられたダウンリンク期間及びアップリンク期間を示す電力節約マルチポール（ＰＳＭＰ）フレームを分析し、上記ＰＳＭＰフレームにより示される上記ダウンリンク期間及び上記アップリンク期間が終了した後に、追加のダウンリンク期間及び追加のアップリンク期間のうちの少なくとも１つを示す少なくとも１つのサブＰＳＭＰフレームを上記フレーム期間で受信するプロセッサと、上記追加のダウンリンク期間は、受信される追加のデータが存在する場合に、上記フレーム期間で示され、上記追加のアップリンク期間は、送信される追加のデータが存在する場合に、上記フレーム期間で示され、上記ＰＳＭＰフレーム及び上記サブＰＳＭＰフレームを上記基地局から受信し、上記受信されたＰＳＭＰフレーム及びサブＰＳＭＰフレームを上記プロセッサに伝達し、上記ＰＳＭＰフレームにより示される上記ダウンリンク期間で上記基地局からデータを受信し、上記ＰＳＭＰフレームにより示されるアップリンク期間で上記基地局にデータを送信し、受信される追加のデータが存在する場合に、上記サブＰＳＭＰフレームにより示される上記追加のダウンリンク期間でデータを受信し、送信される追加のデータが存在する場合に、上記サブＰＳＭＰフレームにより示される上記追加のアップリンク期間でデータを送信する送受信部と、を含み、上記ＰＳＭＰフレームの上記端末の識別子に対応する端末は、上記開始オフセットと上記デュレーションフィールドに対応して、追加のデータの少なくとも一部を送信または受信するまでスリープ状態になることを特徴とする。
本発明のさらに他の態様によれば、無線ネットワークシステムは、少なくとも１つの端末（ＳＴＡ）に割り当てられたダウンリンク期間及びアップリンク期間を示す電力節約マルチポール（ＰＳＭＰ）フレームと、追加のリソース割当を必要とする少なくとも１つの端末のための追加のダウンリンク期間及び追加のアップリンク期間のうちの少なくとも１つを示す少なくとも１つのサブＰＳＭＰフレームとを送信する基地局（ＡＰ）と、上記追加のダウンリンク期間は、上記端末が受信する追加のデータが存在する場合に、上記フレーム期間で示され、上記追加のアップリンク期間は、上記端末が送信する追加のデータが存在する場合に、上記フレーム期間で示され、上記ＰＳＭＰフレーム及び上記サブＰＳＭＰフレームを上記基地局から受信し、上記ＰＳＭＰフレームにより示される上記ダウンリンク期間で、上記基地局からデータを受信し、上記ＰＳＭＰフレームにより示される上記アップリンク期間で上記基地局にデータを送信し、受信される追加のデータが存在する場合に、上記サブＰＳＭＰフレームにより示される上記追加のダウンリンク期間でデータを受信し、送信される追加のデータが存在する場合に、上記サブＰＳＭＰフレームにより示される上記追加のアップリンク期間で、データを送信する端末と、を含み、上記ＰＳＭＰフレームの上記端末の識別子に対応する端末は、上記開始オフセットと上記デュレーションフィールドに対応して、追加のデータの少なくとも一部を送信または受信するまでスリープ状態になることを特徴とする。
本発明は、ＡＰにより推定されたリソース量が正確でない場合にも、リソースの浪費及びデータスループットの低下を最小にし、ＳＴＡがダウンリンクまたはアップリンクを不必要にモニタリングせず、スリープモードを保持する時間を最大にすることにより、ＳＴＡの電力消費を低減させる。また、本発明は、ＳＴＡに必要とされる追加のリソース割当を次の送信フレーム期間まで保留せず、現在の送信フレーム期間で遂行することができるという長所がある。
以下、本発明の好適な一実施形態を、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。下記の説明において、明瞭性と簡潔性の観点から、本発明に関連した公知の機能や構成に関する具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にすると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。
本発明の主な要旨は、無線通信システムにおける送信期間の割当に関連したもので、送信フレーム期間において、基地局（Access Point：以下、“ＡＰ”と称する。）により各端末（station：以下、“ＳＴＡ”と称する。）に割り当てられた期間を示すために、１つ以上のＭＡＰ（mapping）フレームを提供することにある。
上記割り当てられた期間は、対応するＭＡＰフレームが送信された直後に開始され、送信フレーム期間で、１番目のＭＡＰフレームでないＭＡＰフレームをサブシクエント（subsequent）ＭＡＰ（sub MAP）（以下、“サブＭＡＰ”と称する。）と呼ぶ。
以下、本発明については、ＩＥＥＥ８０２．１１標準に基づく無線近距離ネットワーク（ＷＬＡＮ）システムを参照して詳細に説明するが、本発明の基本目的である位相リソースの割当が、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、類似した技術的背景及びチャネル形態を有する他の無線通信システムにも適用されることができることは、当該技術分野における通常の知識を持つ者によって理解されるであろう。
図２Ａは、本発明の望ましい実施形態によるＷＬＡＮシステムの構成を示す図である。
図２Ａを参照すると、各ＡＰ２０２及び２１０は、有線ネットワーク２００に接続され、複数のＳＴＡ２０４，２０６，２０８，２１２，２１４は、ＩＥＥＥ８０２．１１標準の物理（Physical：ＰＨＹ）レイヤー及びメディアアクセス制御（Medium Access Control；以下、“ＭＡＣ”と称する。）プロトコルに基づく無線リンクを介して各ＡＰ２０２及び２１０にアクセスし、複数の無線チャネルを介してデータを送受信する。同一の無線サービス領域２２０内に位置するＳＴＡ２０４乃至２０８及びＡＰ２０２は、１つの基本サービスセット（Base Service Set：ＢＳＳ）を形成する。同様に、無線サービス領域２２２内に位置するＳＴＡ２１２，２１４及びＡＰ２１０は、他のＢＳＳを形成する。各ＢＳＳ内に位置するＳＴＡは、対応するＡＰを介して相互にデータを交換することができる。ＡＰ２０２及び２１０の主な機能は、データトラフィックの送信と、他のネットワーク（例えば、有線ネットワーク２００）へのアクセスと、ローミング支援と、任意のＢＳＳ内での同期化と、電力管理支援と、任意のＢＳＳ内で時間基盤サービス（time-bound service）を支援するためのメディアアクセスの制御などと、を含む。
図２Ｂは、図２Ａに示すＷＬＡＮシステム内のＡＰ及び各ＳＴＡの構成の一例を示すブロック図である。ＡＰ及び各ＳＴＡは、ディスプレー部２３２と、プロセッサ２３４と、送受信部２３６と、入力部２３８と、記憶部２４０と、ランダムアクセスメモリ（Random Access Memory：以下、“ＲＡＭ”と称する。）２４２と、読み出し専用メモリ（Read Only Memory：以下、“ＲＯＭ”と称する。）２４４と、共通バス２３０と、を含むことができる。ここに示された構成の例は、説明の便宜のためのものであるだけ、本明細書では、図２Ｂを参照して、ＡＰまたはＳＴＡとして動作するコンピュータシステムの具体的な構成要素及びその動作を説明するが、このような説明が本発明の要旨を限定してはいけない。
図２Ｂを参照すると、送受信部２３６は、アンテナ（図示せず）に接続され、所望のデータを受信し、上記受信された信号を対応するデジタルデータに変換する。プロセッサ２３４は、ＲＯＭ２４４に含まれているオペレーティングシステム（Operating system：以下、“ＯＳ”と称する。）及び他のプログラムの制御の下で動作する制御部であり、プロセッサ２３４の動作により生成されたデータ及び情報は、ＲＡＭ２４２に記憶される。
ＡＰに含まれているプロセッサ２３４の主な動作は、データの生成／分析と、同一の無線サービス領域内に位置し、ＡＰに接続されたＳＴＡのための期間の割当と、上記割り当てられた期間を示す少なくとも１つのＭＡＰフレームの生成と、上記割り当てられた期間に基づく送受信部２３６の動作モード制御と、を含む。具体的に、ＡＰのプロセッサ２３４は、送信フレームの１番目の部分に位置するＭＡＰフレームを介してＳＴＡに初期リソースＲｉｎｉｔを割り当て、追加のリソース割当が必要な場合には、プロセッサ２３４は、アップリンク送信またはダウンリンク送信のために、上記送信フレーム期間での残りの期間を、上記送信フレームの１番目のＭＡＰフレームに関連したシーケンスデュレーション（Sequence Duration）の直後に送信されるサブＭＡＰフレームを介して、上記追加のリソース割当を必要とする少なくとも１つのＳＴＡに追加的に割り当てる。ここで、“直後（immediately after）”という用語が実質的に予め定められた時間の経過を意味することは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。
このように、１番目のＭＡＰフレームにより示されるダウンリンク（DownLink：ＤＬ）期間／アップリンク（UpLink：ＵＬ）期間が終了した後に、必要であれば、同一の送信フレーム期間で割り当てられたダウンリンク及び／又はアップリンク期間を示す１つ以上のサブＭＡＰフレームが追加的に送信されることができる。上記サブＭＡＰフレームの後には、上記サブＭＡＰフレームにより示されるダウンリンク及び／又はアップリンク期間が続く。
ＳＴＡに含まれているプロセッサ２３４の主な動作は、データの生成／分析と、送信フレームの生成と、送信フレームの開始点から受信されたＭＡＰフレームに基づく送受信部２３６の動作モード制御と、を含む。すなわち、ＡＰのプロセッサ２３４は、送信フレームごとの開始点で、ＡＰからＭＡＰフレームを受信するように送受信部２３６を制御し、上記ＭＡＰフレームを分析して自身のＳＴＡ ＩＤを含んでいるか否かを判定する。自身のＳＴＡ ＩＤが上記ＭＡＰフレームに含まれている場合には、プロセッサ２３４は、上記ＳＴＡ ＩＤに関連したＳＴＡ情報により示される割り当てられたダウンリンク期間及び割り当てられたアップリンク期間に関する情報を記憶部２４０に記憶させた後に、上記ダウンリンク期間及び上記アップリンク期間で、データを送受信するように、送受信部２３６の受信器及び送信器をそれぞれ目覚めさせる（wake up）。上記割り当てられた期間以外の他の期間で、送受信部２３６の受信器及び送信器は、スリープモードに入る。また、ＳＴＡのプロセッサ２３４は、上記ＭＡＰフレームにより示される全期間が終了した後に、追加的に割り当てられたリソースを示すサブＭＡＰフレームがＡＰから受信されるか否かをモニタリングし、上記サブＭＡＰフレームが受信された場合には、上記受信されたサブＭＡＰフレームを分析する。
図３は、本発明の望ましい実施形態による送信フレーム期間の構成を示す図である。ここで、各フレーム及びアップリンク／ダウンリンク期間が隣接するもので図示したが、実際のシステムでは、送受信切替え及び処理などのための間隔（interval）が存在することができる。
図３を参照すると、固定長さを有する送信フレーム期間３００において、まず、ＡＰは、ＭＡＰフレーム３１０ａを、通常のデータ率セットに比べて比較的低速の基本データ率セット（basic rate set）（変調方式、符号化率、及びデータ率を含む）で送信する。これは、サービス領域内の全てのＳＴＡがＭＡＰフレーム３１０ａを受信することができるようにするためである。ＭＡＰフレーム３１０ａは、通信が開始される際に、ＡＰとＳＴＡとの間の交渉を介して決定された一定の期間（例えば、ＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）及びＭＰＥＧ４（Moving Picture Experts Group 4）の場合に、それぞれ約２０ｍｓ、１００ｍｓ）に従って周期的に送信される。送信フレーム期間３００は、ＭＡＰフレーム３１０ａを送信することにより初期化される。
例えば、ＭＡＰフレーム３１０ａは、連続するダウンリンク期間３１２及び第１のアップリンク期間３１４ａの位相リソース割当を示すために、ダウンリンク期間３１２で、ＡＰがデータを送信することができる期間を示すダウンリンクＭＡＰ３２０と、第１のアップリンク期間３１４ａで、ＳＴＡがデータを送信することができる期間を示す第１のアップリンクＭＡＰ３２２ａと、から構成される。ダウンリンクＭＡＰ３２０は、ＳＴＡ個数フィールド３３０と、ＳＴＡ個数フィールド３３０に基づいて決定された少なくとも１つのＳＴＡ情報フィールド３３２と、から構成される。同様に、第１のアップリンクＭＡＰ３２２ａは、ＳＴＡ個数フィールド３３４ａと、ＳＴＡ個数フィールド３３４ａに基づいて決定された少なくとも１つのＳＴＡ情報フィールド３３６ａと、から構成される。
ＳＴＡ情報フィールド３３２及び３３６ａは、ダウンリンク期間３１２及び第１のアップリンク期間３１４ａ内の期間の割当を受けたＳＴＡを示すＳＴＡ ＩＤフィールド３４０，３４４ａと、ＳＴＡに割り当てられた期間の開始を示す時間オフセットフィールド３４２，３４６ａと、上記期間の長さを示すデュレーションフィールド３４３，３４８ａと、をそれぞれ含む。ＳＴＡ ＩＤフィールド３４０，３４４ａは、各ＳＴＡのアソシエーションアイデンティティ（Association IDdentity：ＡＩＤ）の少なくとも一部、または各ＳＴＡに与えられるハードウェアアドレス、すなわち、ＭＡＣアドレスの少なくとも一部を含む。ブロードキャストまたはマルチキャストデータのための期間を示すＳＴＡ ＩＤは、特定の値、例えば、‘０’に設定される。時間オフセットフィールド３４２，３４６ａは、ＭＡＰフレーム３１０ａから対応する期間の開始までの間隔を所定単位の時間（例えば、４μｓ）（microsecond））の整数倍で示す。デュレーションフィールド３４３，３４８ａは、上記期間の開始時点から終了時点までの間隔、すなわち、上記期間の長さを所定単位の時間（例えば、１６μｓ）の整数倍で示す。
ＭＡＰフレーム３１０ａの第１のアップリンクＭＡＰ３２２ａは、ＳＴＡに最初に割り当てられたアップリンク期間を示し、各ＳＴＡが進行しているサービス別要求データ率、またはＡＰが推定したデータ量に従って決定されることができる。ＭＡＰフレーム３１０ａにより期間の割当を受けたＳＴＡは、ダウンリンク期間３１２内の、対応するＳＴＡ情報３３２により示される期間でデータを受信し、第１のアップリンク期間３１４ａ内の、対応するＳＴＡ情報３３６ａにより示される期間でデータを送信する。上記ダウンリンク及びアップリンクデータは、１つまたはそれ以上の集約された（Aggregate）ＭＡＣプロトコルデータユニット（Protocol Data Unit）（以下、“Ａ-ＭＰＤＵ”と称する。）及び／又はペイロードと、アクノリッジメント（Acknowledgement）と、を含むＭＰＤＵを含むことができる。ＳＴＡは、ＭＡＰフレーム３１０ａが送信される期間及びＭＡＰフレーム３１０ａにより示される期間以外の他の期間で、スリープモードを保持する。
第１のアップリンク期間３１４ａの割り当てられた期間でデータを送信した後に、各ＳＴＡは、追加のリソース割当が必要であるか否かを判定する。ここで、追加のリソース割当が必要であるか否かは、追加の送信データが存在するか否か、またはＡＰから受信する情報が存在するか否かに基づいて判定される。その具体的な動作についての説明は、本発明の要旨を曖昧にしないために省略する。追加のリソース割当を必要とするＳＴＡは、第１のアップリンク期間３１４ａが終了した後に、サブＭＡＰフレーム３１０ｂの受信をモニタリングする。サブＭＡＰフレーム３１０ｂは、ＡＰにより追加的に割り当てられたダウンリンク及び／又はアップリンクリソースを示すことができ、図３では、追加のアップリンクリソースの割当を示す場合を一例で示す。
すなわち、サブＭＡＰフレーム３１０ｂは、連続する第２のアップリンク期間３１４ｂに対する位相リソース割当を示す第２のアップリンクＭＡＰ３２２ｂを含む。同様に、サブＭＡＰフレーム３１０ｂは、基本データ率セットで送信されることができる。第２のアップリンクＭＡＰ３２２ｂは、ＳＴＡ個数フィールド３３４ｂと、ＳＴＡ個数フィールド３３４ｂに基づいて決定された少なくとも１つのＳＴＡ情報フィールド３３６ｂと、から構成される。ＳＴＡ情報フィールド３３６ｂは、第２のアップリンク期間３１４ｂ内の期間の割当を受けたＳＴＡを示すＳＴＡ ＩＤフィールド３４４ｂと、ＳＴＡに割り当てられた期間の開始を示す時間オフセットフィールド３４６ｂと、上記期間の長さを示すデュレーションフィールド３４８ｂと、を含む。ＳＴＡ情報フィールド３３６ｂの構成要素に関する詳細な説明は、上述した通りである。サブＭＡＰフレーム３１０ｂにより位相リソースの割当を受けたＳＴＡは、第２のアップリンク期間３１４ｂの、対応するＳＴＡ情報３３６ｂにより示された期間でデータを受信する。
図示していないが、追加のリソース割当がさらに必要な場合に、１つ以上のサブＭＡＰフレーム及び上記サブＭＡＰフレームに基づくアップリンク期間またはダウンリンク期間が送信フレーム期間３００に追加的に含まれることができる。以上のように、１つ以上のサブフレームを伴うことができるＭＡＰフレームを使用する送信方式は、“多重（Multi-Phase）電力節約マルチポール（Power Save Multi-Poll：ＰＳＭＰ）”と呼ばれ、ＭＡＰフレーム３１０ａ及びサブＭＡＰフレーム３１０ｂは、それぞれＰＳＭＰフレーム及びサブＰＳＭＰフレームと呼ばれる。ＰＳＭＰフレーム及びサブＰＳＭＰフレームの後には、対応する（サブ）ＰＳＭＰフレームにより示される少なくとも１つのダウンリンクまたはアップリンク期間が続き、１つの（サブ）ＰＳＭＰフレーム及び対応する期間は、（サブ）ＰＳＭＰシーケンスと呼ばれる。言い換えれば、１つのＰＳＭＰシーケンスは、ＰＳＭＰフレームを送信することにより初期化され、ＳＴＡは、ＰＳＭＰフレームから始まるＰＳＭＰシーケンス内で、上記ＰＳＭＰフレームにより示される期間のみで目覚めることにより、電力消費を最小にする。
最後のシーケンスデュレーションに続く競合期間３１６は、少なくとも１つのＳＴＡにより競合的にアクセスされることができる。
一方、図３に示すＭＡＰフレーム３１０ａ，３１０ｂの構成要素及び配置は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく変更が可能であることに留意しなければならない。例えば、各ＭＡＰフレーム３１０ａ，３１０ｂは、１つのＳＴＡ ＩＤフィールドと、ダウンリンク送信のための時間オフセットフィールド及びデュレーションフィールドと、アップリンク送信のための時間オフセットフィールド及びデュレーションフィールドと、を含む。この場合に、アップリンクまたはダウンリンクに期間が割り当てられない場合に、対応するデュレーションフィールドは、ヌル（０）に設定される。また、各ＭＡＰフレーム３１０ａ，３１０ｂは、他のサブＭＡＰフレームが後続するか否かを示すためのフィールドを含むことができる。ＳＴＡは、上記サブＭＡＰフレームが現在の送信フレーム期間での最後のサブＭＡＰフレームであるか否かを判定するために、上記サブＭＡＰフレーム内のフィールドを分析する。
図４は、本発明の望ましい実施形態による位相リソース割当の電力低減効果を示すタイミング図である。
図４の（ａ）を参照すると、送信フレーム期間４００は、ＭＡＰフレーム４１０ａと、ダウンリンク期間４１２と、第１のアップリンク期間４１４ａと、サブＭＡＰフレーム４１０ｂと、第２のアップリンク期間４１４ｂと、を含む。ＭＡＰフレーム４１０ａは、ダウンリンク期間４１２及び第１のアップリンク期間４１４ａの位相リソース割当を示す。
図４の（ｂ）は、ＭＡＰフレーム４１０ａにより割り当てられた第１のアップリンク期間４１４ａのリソースが、ＳＴＡが希望するデータ及び制御メッセージを送信するのに十分なシナリオを示す。すなわち、期間４２０で、ＳＴＡは、ＭＡＰフレーム４１０ａを受信した後にスリープモードに切り替え、その後に、ＭＡＰフレーム４１０ａにより示されるダウンリンク期間４１２内の割り当てられた期間４２２で目覚め、ＡＰからデータを受信する。期間４２２が終了すると、ＳＴＡは、上記スリープモードにさらに切り換えた後に、ＭＡＰフレーム４１０ａにより示される第１のアップリンク期間４１４ａ内の割り当てられた期間４２４まで、上記スリープモードを保持する。期間４２４において、ＳＴＡは、データ及び／又は制御メッセージをＡＰに送信する。ここで、ＳＴＡは、追加のリソース割当を必要としないので、サブＭＡＰフレーム４１０ｂの受信をモニタリングせず、次の送信フレーム期間のＭＡＰフレームを受信するまでスリープモードを保持する。
図４の（ｃ）は、ＭＡＰフレーム４１０ａにより割り当てられた第１のアップリンク期間４１４ａが終了した後に、ＳＴＡへの追加のリソース割当が必要なシナリオを示す。すなわち、期間４３０で、ＳＴＡは、ＭＡＰフレーム４１０ａを受信した後にスリープモードに切り換え、その後に、ＭＡＰフレーム４１０ａにより示されるダウンリンク期間４１２内の割り当てられた期間４３２で目覚め、ＡＰからデータを受信する。期間４３２が終了すると、ＳＴＡは、スリープモードにさらに切り換えた後に、ＭＡＰフレーム４１０ａにより示される第１のアップリンク期間４１４ａ内の割り当てられた期間４３４まで、上記スリープモードを保持する。期間４３４において、ＳＴＡは、ＡＰにデータを送信する。ここで、ＳＴＡは、追加のリソース割当を必要とするので、期間４３６でさらに目覚め、サブＭＡＰフレーム４１０ｂの受信をモニタリングする。サブＭＡＰフレーム４１０ｂを受信すると、ＳＴＡは、上記スリープモードにさらに切り換え、サブＭＡＰフレーム４１０ｂにより示される第２のアップリンク期間４１４ｂ内の期間４３８に到達するまで待機する。期間４３８において、ＳＴＡは、ＡＰにデータを送信する。図示していないが、送信フレーム期間４００が終了する前に、追加の１つ以上のサブＭＡＰフレームに対応する割り当てられた期間が存在することができる。
以上、本発明を具体的な実施形態を参照して詳細に説明してきたが、本発明の範囲及び精神を逸脱することなく様々な変形が可能であるということは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかであり、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定されるべきではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものの範囲内で定められるべきである。
従来のＷＬＡＮシステムにおける送信フレーム期間の構成を示す図である。 本発明の望ましい実施形態によるＷＬＡＮシステムの構成を示す図である。 図２Ａに示すＷＬＡＮシステム内のＡＰ及び各ＳＴＡの構成の一例を示すブロック図である。 本発明の望ましい実施形態による送信フレーム期間の構成を示す図である。 本発明の望ましい実施形態による位相リソース割当の電力低減効果を示すタイミング図である。
符号の説明
２００ 有線ネットワーク
２０２ ＡＰ
２１０ ＡＰ
２０４〜２１４ ＳＴＡ
２２０ 無線サービス領域
２２２ 無線サービス領域
２３０ 共通バス
２３２ ディスプレー部
２３４ プロセッサ
２３６ 送受信部
２３８ 入力部
２４０ 記憶部
２４２ ランダムアクセスメモリ
２４４ 読み出し専用メモリ

Claims (20)

  1. 無線ネットワークシステムにおけるフレーム期間での送信期間を割り当てる方法であって、
    端末ＳＴＡに前記フレーム期間におけるダウンリンク期間及びアップリンク期間を割り当てる電力節約マルチポールＰＳＭＰフレームを送信するステップと、
    前記ダウンリンク期間中に、前記端末にデータを送信し、前記アップリンク期間中に、前記端末からデータを受信するステップと、
    前記ＰＳＭＰフレームにより示される前記ダウンリンク期間及び前記アップリンク期間が終了した後に、前記端末に追加のダウンリンク期間及び追加のアップリンク期間のうちの少なくとも１つを割り当てる引き続くＰＳＭＰフレームを送信するステップと、
    送信されるべき追加のデータが存在することに応答して、前記追加のダウンリンク期間中に、前記端末にデータを送信し、受信されるべき追加のデータが存在することに応答して、前記追加のアップリンク期間中に、前記端末からデータを受信するステップと、
    を含み、
    前記ＰＳＭＰフレームは、
    前記端末の識別子ＩＤと、
    前記ＰＳＭＰフレームにより示される前記ダウンリンク期間及び前記アップリンク期間の開始点を示す開始オフセットと、
    前記ＰＳＭＰフレームにより示される前記ダウンリンク期間及び前記アップリンク期間の長さを示すデュレーションフィールドと、を含み、
    前記ＰＳＭＰフレームの前記端末の識別子に対応する端末は、前記開始オフセットと前記デュレーションフィールドに対応して、追加のデータの少なくとも一部を送信または受信するまでスリープ状態になることを特徴とする方法。
  2. 前記ＰＳＭＰフレームにより示される前記アップリンク期間は、前記端末の要求データ率に従って割り当てられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記引き続くＰＳＭＰフレームは、
    前記端末のＩＤと、
    前記引き続くＰＳＭＰフレームにより示される各追加の期間の開始点を示す開始オフセットと、
    前記引き続くＰＳＭＰフレームにより示される各追加の期間の長さを示すデュレーションフィールドと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. 前記ＰＳＭＰフレームにより示されるダウンリンク及びアップリンク期間、並びに前記引き続くＰＳＭＰフレームにより示される前記追加のダウンリンク期間及び前記追加のアップリンク期間の少なくとも１つは、固定された長さの周期的期間を有する１つの送信フレーム期間に含まれることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  5. 無線ネットワークシステムにおけるフレーム期間内の割り当てられた送信期間での受信を遂行する方法であって、
    基地局ＡＰにより割り当てられた前記フレーム期間におけるダウンリンク期間及びアップリンク期間を割り当てる電力節約マルチポールＰＳＭＰフレームを受信するステップと、
    前記ダウンリンク期間中に前記基地局からデータを受信し、前記アップリンク期間中に前記基地局にデータを送信するステップと、
    前記ＰＳＭＰフレームにより示される前記ダウンリンク期間及び前記アップリンク期間が終了した後に、前記基地局から前記フレーム期間における追加のダウンリンク期間及び追加のアップリンク期間のうちの少なくとも１つを割り当てる引き続くＰＳＭＰフレームを受信するステップと、
    受信されるべき追加のデータが存在することに応答して、前記追加のダウンリンク期間中に前記基地局からのデータを受信し、送信されるべき追加のデータが存在することに応答して、前記追加のアップリンク期間中に前記基地局にデータを送信するステップと、
    を含み、前記ＰＳＭＰフレームは、
    端末ＳＴＡの識別子ＩＤと、
    前記ＰＳＭＰフレームにより示される前記ダウンリンク期間及び前記アップリンク期間の開始点を示す開始オフセットと、
    前記ＰＳＭＰフレームにより示される前記ダウンリンク期間及び前記アップリンク期間の長さを示すデュレーションフィールドと、を含み、
    前記ＰＳＭＰフレームの前記端末の識別子に対応する端末は、前記開始オフセットと前記デュレーションフィールドに対応して、追加のデータの少なくとも一部を送信または受信するまでスリープ状態になることを特徴とする方法。
  6. 前記ＰＳＭＰフレームにより示される前記ダウンリンク期間は、要求データ率に従って割り当てられることを特徴とする請求項５に記載の方法。
  7. 前記引き続くＰＳＭＰフレームは、
    端末ＳＴＡの識別子ＩＤと、
    前記引き続くＰＳＭＰフレームにより示される各追加の期間の開始点を示す開始オフセットと、
    前記引き続くＰＳＭＰフレームにより示される各追加の期間の長さを示すデュレーションフィールドと、を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
  8. 前記ＰＳＭＰフレームにより示される前記ダウンリンク及びアップリンク期間、並びに前記引き続くＰＳＭＰフレームにより示される前記追加のダウンリンク期間及び前記追加のアップリンク期間の少なくとも１つは、固定された長さの周期的期間を有する１つの送信フレーム期間に含まれることを特徴とする請求項５に記載の方法。
  9. 無線ネットワークシステムにおけるフレーム期間での送信期間を割り当てる基地局ＡＰ装置であって、
    端末ＳＴＡに前記フレーム期間におけるダウンリンク期間及びアップリンク期間を割り当てる電力節約マルチポールＰＳＭＰフレームを生成し、前記ＰＳＭＰフレームにより示される前記ダウンリンク期間及び前記アップリンク期間が終了した後に、追加のリソース割り当てを要請する前記端末に前記フレーム期間における追加のダウンリンク期間及び追加のアップリンク期間のうちの少なくとも１つを割り当てる引き続くＰＳＭＰフレームを生成するプロセッサと、
    前記ダウンリンク期間中に前記端末にデータを送信し、前記アップリンク期間中に前記端末からデータを受信し、送信されなければならない追加のデータが存在することに応答して、前記追加のダウンリンク期間中にデータを前記端末に送信し、受信されなければならない追加のデータが存在することに応答して、前記追加のアップリンク期間中に、前記端末からデータを受信する送受信部と、
    を含み、前記ＰＳＭＰフレームは、
    前記端末の識別子ＩＤと、
    前記ＰＳＭＰフレームにより示される前記ダウンリンク期間及び前記アップリンク期間の開始点を示す開始オフセットと、
    前記ＰＳＭＰフレームにより示される前記ダウンリンク期間及び前記アップリンク期間の長さを示すデュレーションフィールドと、を含み、
    前記ＰＳＭＰフレームの前記端末の識別子に対応する端末は、前記開始オフセットと前記デュレーションフィールドに対応して、追加のデータの少なくとも一部を送信または受信するまでスリープ状態になることを特徴とする基地局装置。
  10. 前記ＰＳＭＰフレームにより示される前記アップリンク期間は、前記端末の要求データ率に従って割り当てられることを特徴とする請求項９に記載の基地局装置。
  11. 前記引き続くＰＳＭＰフレームは、
    前記端末の識別子ＩＤと、
    前記引き続くＰＳＭＰフレームにより示される各期間の開始点を示す開始オフセットと、
    前記引き続くＰＳＭＰフレームにより示される各期間の長さを示すデュレーションフィールドと、を含むことを特徴とする請求項９に記載の基地局装置。
  12. 前記ＰＳＭＰフレームにより示される前記ダウンリンク期間及びアップリンク期間、並びに前記引き続くサブＰＳＭＰフレームにより示される前記追加のダウンリンク期間及び前記追加のアップリンク期間のうちの少なくとも１つは、固定された長さの周期的期間を有する１つの送信フレーム期間に含まれることを特徴とする請求項９に記載の基地局装置。
  13. 無線ネットワークシステムにおけるフレーム期間内の割り当てられた送信期間での受信を遂行する端末ＳＴＡ装置であって、
    基地局ＡＰにより示される前記フレーム期間におけるダウンリンク期間及びアップリンク期間を割り当てる電力節約マルチポールＰＳＭＰフレームを分析し、前記ＰＳＭＰフレームにより示される前記ダウンリンク期間及び前記アップリンク期間が終了した後に、前記フレーム期間における追加のダウンリンク期間及び追加のアップリンク期間のうちの少なくとも１つを割り当てる引き続くＰＳＭＰフレームを分析するプロセッサと、
    前記ＰＳＭＰフレーム及び前記引き続くＰＳＭＰフレームを前記基地局から受信し、前記ダウンリンク期間中に前記基地局からデータを受信し、前記アップリンク期間中に前記基地局にデータを送信し、受信される追加のデータが存在することに応答して、前記追加のダウンリンク期間中に前記基地局からデータを受信し、送信される追加のデータが存在することに応答して、前記追加のアップリンク期間中に前記基地局にデータを送信する送受信部と、
    を含み、
    前記ＰＳＭＰフレームは、
    前記端末装置の識別子ＩＤと、
    前記ＰＳＭＰフレームにより示される前記ダウンリンク期間及び前記アップリンク期間の開始点を示す開始オフセットと、
    前記ＰＳＭＰフレームにより示される前記ダウンリンク期間及び前記アップリンク期間の長さを示すデュレーションフィールドと、を含み、
    前記ＰＳＭＰフレームの前記端末の識別子に対応する端末は、前記開始オフセットと前記デュレーションフィールドに対応して、追加のデータの少なくとも一部を送信または受信するまでスリープ状態になることを特徴とする端末装置。
  14. 前記ＰＳＭＰフレームにより示される前記ダウンリンク期間は、要求データ率に従って割り当てられることを特徴とする請求項１３に記載の端末装置。
  15. 前記引き続くＰＳＭＰフレームは、
    前記端末装置の識別子ＩＤと、
    前記引き続くＰＳＭＰフレームにより示される各期間の開始点を示す開始オフセットと、
    前記引き続くＰＳＭＰフレームにより示される各期間の長さを示すデュレーションフィールドと、を含むことを特徴とする請求項１３に記載の端末装置。
  16. 前記ＰＳＭＰフレームにより示される前記ダウンリンク期間及びアップリンク期間、並びに前記引き続くＰＳＭＰフレームにより示される前記追加のダウンリンク期間及び前記追加のアップリンク期間のうちの少なくとも１つは、固定された長さの周期的期間を有する１つの送信フレーム期間に含まれることを特徴とする請求項１３に記載の端末装置。
  17. 無線ネットワークシステムであって、
    フレーム期間におけるダウンリンク期間及びアップリンク期間を割り当てる電力節約マルチポール（ＰＳＭＰ）フレームを送信し、かつ追加のリソース割当を提供するよう前記フレーム期間における追加のダウンリンク期間及び追加のアップリンク期間のうちの少なくとも１つを割り当てる引き続くＰＳＭＰフレームを送信する基地局ＡＰと、
    前記ＰＳＭＰフレーム及び前記引き続くＰＳＭＰフレームを前記基地局から受信し、前記ダウンリンク期間中に、前記基地局からデータを受信し、前記アップリンク期間中に前記基地局にデータを送信し、受信される追加のデータが存在することに応答して、前記追加のダウンリンク期間中に前記基地局からデータを受信し、送信される追加のデータが存在することに応答して、前記追加のアップリンク期間中に、前記基地局にデータを送信する端末ＳＴＡと、
    を含み、前記ＰＳＭＰフレームは、
    前記端末の識別子ＩＤと、
    前記ＰＳＭＰフレームにより示される前記ダウンリンク期間及び前記アップリンク期間の開始点を示す開始オフセットと、
    前記ＰＳＭＰフレームにより示される前記ダウンリンク期間及び前記アップリンク期間の長さを示すデュレーションフィールドと、を含み、
    前記ＰＳＭＰフレームの前記端末の識別子に対応する端末は、前記開始オフセットと前記デュレーションフィールドに対応して、追加のデータの少なくとも一部を送信または受信するまでスリープ状態になることを特徴とする無線ネットワークシステム。
  18. 前記ＰＳＭＰフレームにより示される前記アップリンク期間は、前記端末の要求データ率に従って割り当てられることを特徴とする請求項１７に記載の無線ネットワークシステム。
  19. 前記引き続くＰＳＭＰフレームは、
    前記端末の識別子ＩＤと、
    前記引き続くＰＳＭＰフレームにより示される各期間の開始点を示す開始オフセットと、
    前記引き続くＰＳＭＰフレームにより示される各期間の長さを示すデュレーションフィールドと、を含むことを特徴とする請求項１７に記載の無線ネットワークシステム。
  20. 前記ＰＳＭＰフレームにより示される前記ダウンリンク及びアップリンク期間、並びに前記引き続くＰＳＭＰフレームにより示される前記追加のダウンリンク期間及び前記追加のアップリンク期間のうちの少なくとも１つは、固定された長さの周期的期間を有する１つの送信フレーム期間に含まれることを特徴とする請求項１７に記載の無線ネットワークシステム。
JP2008536489A 2005-10-18 2006-10-17 無線通信システムにおける送信期間を割り当てる方法及び装置、並びにそのシステム Active JP4704472B2 (ja)

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