JP5789053B2 - 低レートＷｉ−Ｆｉ通信におけるショートビーコンのためのシステム、方法及び装置 - Google Patents

低レートＷｉ−Ｆｉ通信におけるショートビーコンのためのシステム、方法及び装置 Download PDF

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Description

本願は、全体として無線通信システムに関し、特に低レートWi-Fi通信におけるショートビーコンのためのシステム及び方法に関する。
コンピュータにとって無線接続性は今や確立されており、ほぼ全ての新型ラップトップがWi-Fi機能を有している。利用可能な無線ローカルエリアネットワーク(WLAN: wireless local area network)ソリューションのうち、しばしばWi-Fiと呼ばれるIEEE 802.11規格(2007年公表のIEEE規格802.11-2007)は、事実上の業界標準となった。54 Mbps前後の動作速度が当たり前となったので、IEEE 802.11規格を使用するシステムにとって、Wi-Fiは、ケーブル接続の必要なしで有線システムに十分対抗できる。
確立されたIEEE 802.11規格の中には、ラップトップやスマートフォン等の一般的なデバイスの無線接続性を規定するものがあるかもしれない。しかし、高帯域通信プロトコルは、バッテリー容量が限られたり、拡張された無線リンク範囲を必要としたり、又は、高データレートで通信する必要のないバッテリー電源式の小型センサのようなある種のデバイスのインターネット接続性には理想的ではないかもしれない。
Wi-Fiシステムにおけるビーコンフレームは、アクセスポイントの存在の確認や特定のネットワークに関する情報の提供、等の様々な機能を果たす。IEEE 802.11ahタスクグループは、1 GHz以下の帯域で動作する直交周波数分割多重（OFDM: orthogonal frequency-division multiplexing）システムを提供するために組織された。IEEE 802.11ahタスクグループの目標の１つは、長距離低データレートサービス（例えば、長距離センサ用の）等のある基準を満たす新しい機能を付加して、IEEE 802.11n/acシステムを再利用することである。したがって、現在、おおよそ1〜16MHｚの帯域を有するシステムをIEEE 802.11ahに用いることができないか研究がなされている。これらの帯域は、IEEE 802.11n/acシステムのクロック速度を下げることによって実現できる。このようなシステムにおいては、低データレートネットワークに関するある基準を満たすのに役立つようにビーコンを構成することが有利かもしれない。
次に、添付の図面及びフロー図を参照するが、これらは必ずしも同じ縮尺で描かれているとは限らない。
本発明の例示的実施例によるショートビーコンプローブタイミングを示す図である。 本発明の例示的実施例による低レート通信システムを示すブロック図である。 本発明の例示的実施例によるショートビーコンを生成する例示的方法を示すフロー図である。
以下、本発明の実施例を示す添付の図面を参照しつつ、本発明の実施例を詳述する。しかしながら、本発明は多くの異なる形態で実施されても良く、本明細書に記載する実施例に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施例は、本開示を徹底的で完全にし、当業者に本発明の範囲を完全に伝える目的で記載される。
以下の詳細な説明において、非常に多くの具体的な詳細が説明される。しかしながら、本発明の実施例は、これらの具体的な詳細なしで実施されても良いことが理解される。他の例では、詳細な説明の理解を妨げないように、周知の方法、構造、及び技術は詳述されていない。
「一実施例」、「例示的実施例」、「様々な実施例」等の表現は、そのように表現された本発明の実施例は、ある特定の機能、構造、又は特徴を含んでも良いが、必ずしも全ての実施例が機能、構造、又は特徴を含むわけではないことを示す。さらに、「一実施例において」との表現が繰り返して使用された場合、それは同一の実施例に言及しているかもしれないが、必ずしもそうとは限らない。
本明細書においては、他に特別の定めのない限り、ありふれた物を説明する「第１の」、「第２の」、「第３の」等の順序を表す形容詞の使用は、同種の物の異なる例を意味するにすぎず、そのように説明された物が、時間、空間、序列、又は他のいかなる態様においても、特定の順序でなくてはならないことを暗示しない。
無線ローカルエリアネットワークコンピュータ通信を実行するためのIEEE 802.11規格は多数の追加規格を含み、これらの追加規格には、セキュリティ、サービス品質、新しい周波数帯域、等の問題に対処するための、新しい策定中の規格が含まれる。例えば、新たに出現したIEEE 802.11ah仕様は、例えば、バッテリー電源式の小型センサに利用可能な低レートWi-Fi通信に対処することを提案している。無線リンクの範囲は、壁のような物理的対象物との電波の相互作用（及び結果として生じる減衰）を低減することにより拡大できることが知られている。無線周波数を低下させる（すなわち、電波の波長を増大させる）ことにより、この相互作用を低減することができ、よって、デバイス間の無線通信の範囲を拡大できる。さらに、IEEE 802.11ah仕様は、Wi-Fiネットワークにおいて通信可能なステーション(stations)及び無線モデムにおける消費電力の節約要求又は低減要求の必要性に対処することを提案している。
ビーコンフレームは、IEEE 802.11無線ローカルエリアネットワーク(WLANs: wireless local area networks)における管理フレームの1つである。ビーコンフレームは、ビーコン間隔に従って周期的に送信され、WLANネットワークの存在を知らせる。ビーコンフレームは、デバイスの無線ネットワークへのアソシエーションの確立(associating)に利用できる。ビーコンフレームは、サービスセットID (SSID: service set identifier) 等の、ネットワークに関する情報を含むことができ、サービスセットID (SSID) は、存在する複数の無線ネットワークの中から所望のネットワークを特定するために利用できる。ビーコンフレームは、また、タイムスタンプを伝えることもできる。例えば、ビーコンフレームを受信した後、アソシエーションが確立されたステーションは、タイムスタンプを利用して自身のローカルクロックをこの時刻に変更し、同期を行うことができる。ビーコンフレームは、また、デバイス又はネットワークに関するケーパビリティ情報を含んでも良い。例えば、ケーパビリティ情報は、ポーリング及び暗号化の詳細を含んでも良い。ビーコンはまた、トラフィック通知マップ(TIM: traffic indicator map)内にトラフィック情報を含むこともできる。
送信されたビーコンフレームのうち典型的なものは、100乃至500バイトの平均長と、約100ミリ秒のビーコン間隔とを有し、通信チャネル時間（又は通信チャネル帯域幅）の0.5%乃至約2.5%を占有するかもしれない。しかしながら、複数のステーションが存在するかもしれず、通信チャネルが重複するかもしれない。この場合、ビーコンフレーム占有時間(又は対応する占有帯域幅)は、存在するステーションの数に対して線形的に増加する。通信チャネル占有時間が長くなると、チャネル効率が低下するだけでなく、極低電力デバイスのバッテリー寿命に重大な影響を与える可能性がある。なぜなら、ステーション(STA: a station) はアウェイク状態のまま、ビーコンフレームを受信するために、より長い期間待たなくてはならないからである。例えば、無線通信データレートの低下に伴い、IEEE 802.11ah仕様の目標のいくつかに対処するために、典型的なビーコンフレームが、チャネル帯域幅の20％までも使用してしまうこともあり得る。
一の例示的実施例によれば、低データレートチャネルのチャネル効率の向上ために、ショートビーコンフレームを利用できる。一の例示的実施例によれば、さらに、低データレートデバイスの発見のために、ショートビーコンフレームを利用できる。バッテリー電源式の小型無線デバイス（例えば、センサ）は、例示的実施例を利用して、より広い範囲で及び/又はより低いバッテリーの消費電力で、Wi-Fiを経由してアクセスポイントに接続できる。
一の例示的実施例によれば、アクセスポイントを通知するため及びステーションとのアソシエーションを確立するために、（オーバーヘッドが最小であるか低い）ショートビーコンを利用できる。一の例示的実施例によれば、アソシエーションが確立された後、追加の情報を伝えるために、トラフィック通知マップ(TIM)フレームが利用できる。例示的実施例によれば、ショートビーコン及びTIMフレームは、異なる間隔で独立して送信されても良い。例示的実施例によれば、ショートビーコン間隔及びTIM間隔は、独立していても良く、選択的でも良く、又は動的に設定されても良い。一の例示的実施例によれば、ショートビーコン間隔及び／又はTIM間隔は、トラフィック、クライアントの数、アクセスポイントの数、等に基づいて、動的に決定されても良い。
例示的実施例は、本明細書に記載するシステム及び方法に、物理層デバイス（PHY: a physical layer device）を利用できる。PHYとは、例えば、物理符号化副層（PCS: a physical coding sublayer）と、物理媒体依存（PMD: physical medium dependent）層とを含むデバイスである。一の例示的実施例によれば、PCSは、送信されPHYによって受信されたデータを、エンコード及び／又はデコードできる。本発明のある実施例は、1 GHz未満の周波数での無線通信を行うために、 PHYを利用できる。
例示的実施例によれば、IEEEのある規格に基づく通信は、ある変調・符号化方式（MCS: modulation coding schemes）を用いて行われても良い。例えば、IEEE 802.11n規格は、77のMCSを定義している。各MCSは、ある変調（例えば、２位相偏移変調（BPSK: binary phase-shift keying）、４位相偏移変調（QPSK: quadrature phase shift keying）、直交振幅変調（QAM: quadrature amplitude modulation）、等）、符号化速度（例えば、1/2、3/4）、ガードインターバル（800又は400 ns）、及び空間ストリームの数を規定している。
一の例示的実施例では、PHYは0.813ミリオンビット/秒（Mbps）に相当するビットレートで動作可能である。これは、6.5 Mbpsから１／８にダウンコンバートされた速度に相当するかもしれない（例えば、0.813=6.5 Mbps/8）。一の例示的実施例によれば、PHYはBPSKをMCSとして利用できる。一の例示的実施例では、その結果得られるデータレートは、約0.813 Mbpsになるかもしれない。一の例示的実施例によれば、上記のダウンクロックされたレートは、IEEE 802.11ac規格に記載された動作周波数の1/8に相当するかもしれない。
一の例示的実施例によれば、MCS-0符号化方式に２倍レペティション(2x repetition)を施した方式（MCS0-R2）が利用可能である。一の例示的実施例では、MCS0-R2の利用によって、データレートはさらに0.813 Mbpsから0.406 Mbpsへ低下するかもしれないが、MCS−0符号化方式と比較して、約3 dBだけ受信機の感度が向上できる。一の例示的実施例によれば、MCS-0符号化方式に４倍レペティション(4x repetition)を施した方式（MCS0-R4）が利用可能であり、データレートは0.203 Mbpsに低下するかもしれない。このレペティションの例示的実施例によって、MCS-0符号化方式と比較して、約6 dBだけ受信機の感度が向上できる。
図１は、一の例示的実施例による、ショートビーコンプローブタイミング図であり、アクセスポイント102と、１以上のアソシエーションが確立されたデバイス又はステーション104と、１以上のアソシエーションが確立されていないデバイス又はステーション106との間の通信プロセス100を示す図である。例えば、デバイス104、106はステーション（STA）、すなわちクライアントでも良い。一の例示的実施例によれば、アクセスポイント102は、ショートビーコンフレーム108を送信できる。ショートビーコンフレームは、タイムスタンプと、SSIDと、ケーパビリティフィールドとを含むことができる。SSIDは、アクセスポイント102の存在を通知するために使用することができる。タイムスタンプは、例えば、アソシエーションが確立されたステーション104と同期をとるために使用できる。ケーパビリティ情報は、例えば、ステーション104、106が、アクセスポイント102との通信に利用できるという情報を提供できる。一の例示的実施例によれば、ショートビーコンは、アクセスポイント102が従来のビーコンフレームを送信するのを妨げるために利用されても良い。一の例示的実施例によれば、従来のビーコンの機能のうちのあるものは、このショートビーコンの実施例によって実行されても良い。
例示的実施例によれば、アソシエーションが確立されていないデバイス（又はステーション）106は、アクセスポイント102へプローブ要求110を送信できる。例示的実施例によれば、アクセスポイント102は、プローブ要求110に応じて、アソシエーションが確立されていないステーション106へプローブ応答112を送信できる。
一の例示的実施例によれば、アソシエーションが確立されていないステーション106が、ショートビーコン108を受信してアクセスポイント102とのアソシエーションを確立すると、アクセスポイント102は、次にTIMフレーム114を用いて追加の情報を提供できる。例えば、TIMフレーム114は、アソシエーションが確立されたステーション104のためにケーパビリティ情報の変更を伝えることができる。一の例示的実施例によれば、TIMフレーム114は、また、アソシエーションが確立されたステーション104のためにバッファリングされたトラフィックが存在するという表示を含むことができる。
例示的実施例によれば、アソシエーションが確立されたステーション104は、アクセスポイント102にプローブ要求116を送信できる。例示的実施例によれば、アクセスポイント102は、プローブ要求116に応じて、アソシエーションが確立されたステーション104へプローブ応答118を送信できる。
一の例示的実施例によれば、アクセスポイント102は、低データレート用のPHYを用いてショートビーコンフレーム108をビーコン間隔で周期的に送信できる。一の例示的実施例によれば、ショートビーコンフレーム108は、アクセスポイント102の発見のために、アソシエーションが確立されていないステーション106に利用されても良い。一の例示的実施例によれば、すでに述べたように、ショートビーコンフレーム108は、タイムスタンプと、SSIDと、ケーパビリティフィールドとを含むことができる。一の例示的実施例では、ショートビーコンフレーム108は、拡張ケーパビリティフィールドを含むことができる。
一の例示的実施例によれば、ショートビーコンフレーム108内のタイムスタンプは、８バイトを含むことができる。他の例示的実施例によれば、タイムスタンプは、２乃至１０バイトでも良い。一の例示的実施例では、ビーコン間隔は、２バイトを含むことができる。他の例示的実施例では、ビーコン間隔は、１乃至８バイトを含んでも良い。一の例示的実施例によれば、SSIDは、２乃至３４バイトを含むことができる。一の例示的実施例によれば、ケーパビリティフィールドは、２バイトを含むことができる。別の例示的実施例では、ケーパビリティフィールドは、０乃至３４バイトを含んでも良い。一の例示的実施例では、拡張ケーパビリティフィールドが、ショートビーコンフレーム108内に設けられて、２バイトを含んでも良い。
一の例示的実施例によれば、アソシエーションが確立されたデバイス又はステーション104、及び／又はアソシエーションが確立されていないデバイス又はステーション106は、ひとまとめにしてステーション（STA）と呼ばれても良い。一の例示的実施例によれば、STAは、要求される閾値を超える受信信号強度インジケータ（RSSI: a received signal strength indicator）レベルのショートビーコンを受信するまで、チャネルをリスニングモードでスキャンできる。一の例示的実施例によれば、もし、SSIDと、アクセスポイント102のケーパビリティフィールドとが、STAの特定の要件を満たすならば、次に、追加の通信手続を実行することができる。例えば、STAは、追加の情報を取得するために、ユニキャストプローブ要求110フレームをアクセスポイント102に送信できる。一の例示的実施例では、アクセスポイント102は、プローブ要求110に応じて、プローブ応答112を与えることができる。
一の例示的実施例によれば、低PHYデータレートアクセスポイント102は、低PHYデータレートで、TIM間隔で、周期的にTIMフレーム114を送信できる。例示的実施例によれば、アソシエーションが確立されたデバイス又はステーション104がバッファリングされたデータを取得できるように、IEEE 802.11v規格（これは802.11規格の正式な修正文書として2011年2月2日に承認された）に従って、TIMフレーム114がブロードキャストされても良い。一の例示的実施例によれば、TIMフレーム114は、チェックビーコンフィールドと、タイムスタンプフィールドと、TIMエレメントとを含むことができる。一の例示的実施例によれば、チェックビーコンフィールドは、いつ新しい情報が取得できるかを検出するために、STAによって使用されることができる。例えば、STAが、これまでに受信したチェックビーコンフィールドとは異なる値を含むチェックビーコンフィールドを受信した場合、STAは、追加の情報を取得するために、アクセスポイント102に対してプローブ要求116フレームを送信できる。一の例示的実施例では、アクセスポイント102は、プローブ要求116に応じて、プローブ応答118を送信できる。
一の例示的実施例によれば、ビーコン間隔（例えば、ショートビーコン108に用いられるような）と、TIM間隔（例えば、TIMフレーム114に用いられるような）とは、異なる値であっても良い。一の例示的実施例によれば、TIM間隔は、ビーコン間隔よりも大なる値に設定されても良い。例えば、TIM間隔とビーコン間隔との比は、約10：1に設定されても良い。別の例示的実施例によれば、TIM間隔は、ビーコン間隔よりもはるかに大なる値に設定されても良い。例えば、TIM間隔とビーコン間隔との比は、約10：1乃至約1000：1の範囲内に設定されても良い。一の例示的実施例によれば、TIM間隔の値は、ダウンリンクトラフィックの配信の遅延耐性に応じて設定されても良い。
例示的実施例は、従来のビーコンフレームよりも短いビーコンフレームを含んでも良い。例示的実施例は、時刻同期及びアソシエーションが確立されていないデバイスの発見に使用可能なショートビーコンフレームを含んでも良い。例示的実施例は、アソシエーションが確立されたステーション104のためにバッファリングされたトラフィックがあること示すために使用可能なTIMフレームを含んでも良い。
一の例示的実施例によれば、受信したビーコン情報とショートビーコン108からのRSSIとがSTAの要件に合致するならば、STAは、追加の情報を取得するために、プローブ要求110、116フレームを送信できる。一の例示的実施例によれば、TIMフレーム114は、バッファリングされたトラフィックがあるか否か、及び／又は低PHYデータレートデバイスのビーコン情報に変更があったか否かを示すために用いられることができる。一の例示的実施例によれば、従来のビーコンは全く送信されない。別の例示的実施例によれば、ショートビーコン又は従来のビーコンの使用は、メディアアクセス制御（MAC：media access control）ヘッダーに関するフレーム内の１以上のビットによって示されても良い。一の例示的実施例によれば、もしビーコン情報に変更があったならば、アソシエーションが確立されたSTA（例えば、図1中の104）は、追加の情報を取得するために、プローブ要求110フレームを送信できる。一の例示的実施例によれば、アソシエーションが確立されたSTA 104は、TIMフレームを受信するためにだけアウェイク状態に移行しても良い。
図２は、本発明の一の例示的実施例による低レート通信システム200のブロック図を示す。一の例示的実施例では、システム200は、ステーション202がアクセスポイント230と無線通信を行う際に、直接、無線ネットワーク222を経由して、又は、無線ネットワーク222とアソシエーションが確立された他のステーション224、226の間で利用されることができる。一の例示的実施例によれば、ステーション202は、入力を受け取り（例えば、センサデバイス又は情報デバイスから）、出力情報を入出力ポート208又は無線周波数トランシーバ210から出力できる。一の例示的実施例によれば、センサデバイス又は情報デバイスは、コンピュータ、ラップトップ、スイッチ、検出器、及び無数の種類のセンサ、等を含むことができる。一の例示的実施例によれば、無線周波数トランシーバ210は、１以上の内部アンテナに接続できる。一の例示的実施例によれば、無線周波数トランシーバ210は、１以上の外部アンテナに接続しても良く、例示的実施例によれば、外部アンテナは、ステーション202の一体的な構成要素と考えられても良いし、考えられなくても良い。
例示的実施例によれば、ステーション202は、センサデバイス又は情報デバイスから、アクセスポイント230又は無線ネットワーク222内の他のステーション224、226へ情報の通信に関する基本的な機能を実行できる。一の例示的実施例によれば、ステーション202は、メモリ204と、１以上のプロセッサ206と、入出力ポート208と、無線周波数トランシーバ210とを含むことができる。一の例示的実施例によれば、メモリ204は、オペレーティング・システム212、又はマイクロプロセッサ読取可能な命令を含むことができる。一の例示的実施例によれば、メモリ204は、データ214を記憶し、処理することができる。一の例示的実施例によれば、メモリは、バッファ218を含むことができる。ある例示的実施例によれば、少なくともメモリ204の一部は、サンプラ216と合わせて利用されることができる。一の例示的実施例によれば、サンプラ216は、ハードウェアにより実現されても良く、プロセッサ206によって処理されると考えられても良い。一の例示的実施例によれば、メモリ204は、ショートビーコン220を生成するための専用のセクションを含むことができる。一の例示的実施例によれば、ショートビーコン220は、プロセッサ206によって生成又は処理されても良い。
図３のフロー図を参照しながら、ショートビーコンを生成するための例示的方法300を説明する。例示的方法300は、ブロック302から始まり、本発明の一の例示的実施例によれば、選択可能なビーコン間隔での送信用のショートビーコンフレームを生成するステップを含む。ショートビーコンフレームは、ビーコンタイムスタンプフィールドと、サービスセットID (SSID: service set identifier) フィールドと、１以上のケーパビリティフィールドとを含む。ブロック304において、例示的方法300は、選択可能なトラフィック通知マップ (TIM: traffic indicator map) 間隔での送信用のTIMフレームを生成するステップを含む。TIMフレームは、TIMタイムスタンプフィールドと、チェックビーコンフィールドと、TIMとを含む。ブロック306において、例示的方法300は、ショートビーコンフレームと、TIMフレームとを、ハードウェア伝送媒体を用いた無線伝送用に変換するステップとを含む。例示的方法306は、ブロック306の後、終了する。
本明細書に記載された１以上の実施例のどの実施例も、単独で使用されても良いし、残りのどの実施例と組み合わせて使用されても良い。
一の例示的実施例によれば、TIM間隔とビーコン間隔との比は、約10：1乃至約1000：1の範囲内に設定される。一の例示的実施例によれば、TIM間隔は、ダウンリンクトラフィックの配信の遅延耐性に応じて設定される。一の例示的実施例によれば、ショートビーコンフレームと、TIMフレームとを変換するステップは、１以上のMACヘッダーフレームを設定することによって、ショートビーコンモードを示すことを含む。一の例示的実施例によれば、ショートビーコンフレームを生成するステップは、８バイトのビーコンタイムスタンプフィールドと、２バイトのビーコン間隔と、２乃至３４バイトのSSIDフィールドと、２バイトのケーパビリティフィールドとを生成することを含む。一の例示的実施例によれば、ショートビーコンフレームを生成するステップは、２バイトの拡張ケーパビリティフィールドを生成することを含んでも良い。一の例示的実施例によれば、TIMフレームを生成するステップは、８バイトのTIMタイムスタンプフィールドと、２バイトのTIM間隔と、２乃至３４バイトのTIMとを生成することを含む。一の例示的実施例によれば、ショートビーコンフレームと、TIMフレームとは、ハードウェア伝送媒体によって送信されることができる。
例示的実施例は、少なくとも１のアクセスポイントデバイスを含むシステムを含むことができる。少なくとも１のアクセスポイント又はステーションは、データと、コンピュータ実行可能な命令とを記憶するための少なくとも１のメモリと、少なくとも１のメモリにアクセスするように構成され、さらに、ショートビーコンフレームを生成するステップのためのコンピュータ実行可能な命令を実行するように構成された１以上のプロセッサとを含むことができる。一の例示的実施例によれば、アクセスポイントは、選択可能なビーコン間隔での送信用のショートビーコンを生成できる。一の例示的実施例によれば、ショートビーコンフレームは、ビーコンタイムスタンプフィールドと、サービスセットID (SSID) フィールドと、１以上のケーパビリティフィールドとを含むことができる。一の例示的実施例によれば、１以上のプロセッサは、さらに、選択可能なTIM間隔での送信用のトラフィック通知マップ (TIM) フレームを生成するよう構成されることができる。一の例示的実施例によれば、TIMフレームは、TIMタイムスタンプフィールドと、チェックビーコンフィールドと、TIMとを含むことができる。
一の例示的実施例によれば、上記の１以上のプロセッサは、さらに、ショートビーコンフレームと、TIMフレームとを、少なくとも１のアクセスポイントデバイスが無線伝送するために変換するように構成されることができる。一の例示的実施例によれば、TIM間隔は、ビーコン間隔に対して、約10：1乃至約1000：1の範囲内に設定される。一の例示的実施例によれば、TIM間隔は、ダウンリンクトラフィックの配信の遅延耐性に応じて設定される。一の例示的実施例によれば、ショートビーコンフレームと、TIMフレームとを変換するステップは、１以上のMACヘッダーフレームを設定することによって、ショートビーコンモードを示すことを含む。一の例示的実施例によれば、ショートビーコンフレームを生成するステップは、８バイトのビーコンスタンプフィールドと、２バイトのビーコン間隔と、２乃至３４バイトのSSIDフィールドと、２バイトのケーパビリティフィールドとを生成することを含む。一の例示的実施例によれば、ショートビーコンフレームを生成するステップは、２バイトの拡張ケーパビリティフィールドを生成することを含む。一の例示的実施例によれば、TIMフレームを生成するステップは、８バイトのTIMタイムスタンプフィールドと、２バイトのTIM間隔と、２乃至３４バイトのTIMとを生成することを含む。一の例示的実施例によれば、ショートビーコンフレームと、TIMフレームとは、少なくとも１のアクセスポイントデバイスによって送信される。
例示的実施例は、少なくとも１のステーションを含むことができるシステムを含むことができる。少なくとも１のステーションは、データと、コンピュータ実行可能な命令とを記憶するための少なくとも１のメモリを含むことができる。少なくとも１のステーションは、この少なくとも１のメモリにアクセスするように構成され、さらに、アクセスポイントデバイスから選択可能なビーコン間隔でショートビーコンフレームを受信するステップのためのコンピュータ実行可能な命令を実行するように構成された１以上のプロセッサを含むことができる。一の例示的実施例によれば、ショートビーコンフレームは、ビーコンタイムスタンプフィールドと、サービスセットID (SSID) フィールドと、１以上のケーパビリティフィールドとを含むことができる。一の例示的実施例によれば、少なくとも１のステーションは、選択可能なTIM間隔でトラフィック通知マップ (TIM) フレームを受信するように構成されることができる。一の例示的実施例によれば、TIMフレームは、TIMタイムスタンプフィールドと、チェックビーコンフィールドと、TIMとを含むことができる。
一の例示的実施例によれば、１以上のプロセッサは、さらに、受信されたショートビーコンフレームと、受信されたTIMフレームとを処理するように構成されている。一の例示的実施例によれば、TIM間隔とビーコン間隔との比は、約10：1乃至約1000：1の範囲内にある。一の例示的実施例によれば、TIM間隔は、トラフィックの配信の遅延耐性に対応する。一の例示的実施例によれば、ショートビーコンフレームを受信するステップと、TIMフレームを受信するステップとは、１以上のMACヘッダーフレームを受信することを含む。一の例示的実施例によれば、ショートビーコンフレームを受信するステップは、８バイトのビーコンタイムスタンプフィールドと、２バイトのビーコン間隔と、２乃至３４バイトのSSIDフィールドと、２バイトのケーパビリティフィールドとを受信することを含む。一の例示的実施例によれば、ショートビーコンフレームを受信するステップは、２バイトの拡張ケーパビリティフィールドを受信することを含む。一の例示的実施例によれば、TIMフレームを受信するステップは、８バイトのTIMタイムスタンプフィールドと、２バイトのTIM間隔と、２乃至３４バイトのTIMとを受信することを含む。
例示的実施例は、コンピュータプログラムを含む。コンピュータプログラムは、ショートビーコンを生成する方法を実行するべく実行されるように構成されることができる。この方法は、選択可能なビーコン間隔での送信用のショートビーコンフレームを生成するステップを含むことができる。ショートビーコンフレームは、ビーコンタイムスタンプフィールドと、サービスセットID (SSID) フィールドと、１以上のケーパビリティフィールドとを含むことができる。この方法は、選択可能なトラフィック通知マップ (TIM: traffic indicator map)間隔での送信用のTIMフレームを生成するステップを含むことができる。TIMフレームは、TIMタイムスタンプフィールドと、チェックビーコンフィールドと、TIMとを含むことができる。この方法は、ショートビーコンフレームと、TIMフレームとを、ハードウェア伝送媒体を用いた無線伝送用に変換するステップを含むことができる。
一の例示的実施例によれば、TIM間隔とビーコン間隔との比は、約10：1乃至約1000：1の範囲内に設定される。一の例示的実施例によれば、TIM間隔は、ダウンリンクトラフィックの配信の遅延耐性に応じて設定される。一の例示的実施例によれば、ショートビーコンフレームと、TIMフレームとを変換するステップは、１以上のMACヘッダーフレームを設定することによって、ショートビーコンモードを示すステップを含む。一の例示的実施例によれば、ショートビーコンフレームを生成するステップは、８バイトのビーコンタイムスタンプフィールドと、２バイトのビーコン間隔と、２乃至３４バイトのSSIDフィールドと、２バイトのケーパビリティフィールドとを生成するステップを含む。一の例示的実施例によれば、TIMフレームを生成するステップは、８バイトのTIMタイムスタンプフィールドと、２バイトのTIM間隔と、２乃至３４バイトのTIMとを生成することを含む。
例示的実施例によれば、例えば、バッテリー電源式の小型無線デバイス（例えば、センサ）が、極めて低い電力消費量でWi-Fiを利用してインターネットに接続することを可能にするシステム及び方法、等の技術的効果が得られる。本発明の例示的実施例は、チャネル効率の向上及びセンサデバイスのバッテリー寿命の向上という、さらなる技術的効果を生み出すことができる。
本発明の例示的実施例は、上述の動作を容易にするために実行される、いかなる数のハードウェア及び／又はソフトウェアアプリケーションをも含むことができる。例示的実施例では、１以上の入出力インターフェースが、アクセスポイントと、Wi-Fi端末と、ステーションと、１以上の入出力デバイスとの間の通信を容易にすることができる。例えば、USBポート、シリアルポート、ディスクドライブ、CD-ROMドライブ、及び／又は、ディスプレイ、キーボード、キーパッド、マウス、コントロールパネル、タッチスクリーンディスプレイ、マイクロフォン等の１以上のユーザインターフェースデバイスは、アクセスポイントと、Wi−Fi端末と、ステーションと、１以上の入出力デバイスとユーザとの対話を容易にできる。１以上の入出力インターフェースは、様々な入力デバイスからのデータ及び／又はユーザ命令を受信又は収集するために利用されることができる。受信されたデータは、本発明の様々な実施例で所望の通り、１以上のコンピュータプロセッサによって処理される、及び／又は、１以上のメモリデバイスに記憶されることができる。
１以上のネットワークインターフェースは、１以上の適切なネットワークへの入力及び出力の接続、及び／又は、例えば、システムと関係付けられたいかなる数のセンサとの通信をも容易にする接続等の接続、を容易にできる。１以上のネットワークインターフェースは、さらに、１以上の適切なネットワークへの接続を容易にできる。適切なネットワークとは、例えば、外部デバイス及び/又は外部システムとの通信用の、ローカルエリアネットワーク、広域ネットワーク、インターネット、セルラーネットワーク、無線周波数ネットワーク、ブルートゥース（エリクソン（Telefonaktiebolaget LM Ericsson）所有の登録商標）が使用可能なネットワーク、Wi−Fi（ワイファイ アライアンス（Wi-Fi Alliance）所有の登録商標）が使用可能なネットワーク、衛星を利用したネットワーク、あらゆる有線ネットワーク、あらゆる無線ネットワーク、等である。
所望により、本発明の実施例は、図１又は図２に記載のコンポーネントとほぼ同じコンポーネントを有するコンポーネント間の通信を含んでも良い。
本発明の例示的実施例による、システム及び方法及び／又はコンピュータプログラム製品、のブロック図及びフロー図を参照しつつ、本発明の実施例が上記において説明されている。ブロック図及びフロー図のうちの１以上のブロック、及びブロック図及びフロー図中のブロックの組合せは、それぞれコンピュータ実行可能なプログラムの命令によって実行できることが理解されるだろう。同様に、本発明のある実施例では、ブロック図及びフロー図のうちのあるブロックは、必ずしも示された順序で実行される必要はないか、全く実行される必要はないかもしれない。
これらのコンピュータ実行可能なプログラム命令は、汎用コンピュータ、特殊用途用コンピュータ、プロセッサ、又は他のプログラム可能なデータ処理装置に読み込まれて、ある機械を生み出しても良い。コンピュータ、プロセッサ、又は他のプログラム可能なデータ処理装置で実行される命令は、フロー図中のブロックに記載された１以上の機能を実行する手段を生み出す。これらのコンピュータプログラム命令は、また、コンピュータ読取可能メモリに記憶された命令が、フロー図中のブロックに記載された１以上の機能を実行する命令手段を含む製品を製造するように、コンピュータ又は他のプログラム可能なデータ処理装置にある特定の方法で機能するよう命令を与える、コンピュータ読取可能メモリに記憶されても良い。例えば、本発明の実施例は、コンピュータ読取可能プログラムコード、又はコンピュータ読取可能プログラム命令が実現されたコンピュータ使用可能媒体を含むコンピュータプログラム製品を提供することができる。コンピュータ読取可能プログラムコードは、フロー図中のブロックに記載された１以上の機能の実行のために実行されるように構成されている。コンピュータプログラム命令は、また、コンピュータ又は他のプログラム可能なデータ処理装置で実行される命令が、フロー図中のブロックに記載された機能を実行するための演算要素又は演算ステップを規定するように、コンピュータ又は他のプログラム可能なデータ処理装置に記憶され、コンピュータ又は他のプログラム可能なデータ処理装置において一連の演算要素又は演算ステップを実行せしめ、コンピュータにより実現されるプロセスを生成することができる。
したがって、ブロック図及びフロー図中のブロックは、特定された機能を実行する手段の組み合せと、された機能を実行する演算要素又は演算ステップと特定された機能を実行するプログラム命令手段との組み合せとを裏付ける。ブロック図及びフロー図中の各ブロック、及び、ブロック図及びフロー図中の各ブロックの組み合せは、特定された機能、演算要素又は演算ステップ、又は特殊用途用のハードウェアとコンピュータ命令の組み合せを実行する、特殊用途用のハードウェアベースのコンピュータシステムによって実行できることも、また、理解されるであろう。
現在最も実用的かつ最も多様であると考えられる実施例に関して、本発明の実施例が説明されたが、本発明は開示された実施例に限定されず、むしろ、様々な変形例及び均等な装置が、特許請求の範囲に示された範囲に含まれることが理解されるべきである。本願明細書では具体的な用語が使用されたが、これらの用語は、一般的意味及び記述的意味でのみ使用されたのであって、限定の目的のために使用されたのではない。
本明細書は、本発明のある実施例を開示する目的で、また、本発明に係わる、いかなるデバイス又はシステムの生産及び使用、及び方法の実施を含む、当業者による本発明の実施例の実施を可能にする目的で、ベストモードを含めた例を用いている。本発明の実施例の特許可能な範囲は、特許請求の範囲に定義されており、また、当業者に想到される他の例を含むことができる。特許請求の範囲での表現と全く同じ構成要素を有するか、又は、特許請求の範囲での表現とわずかに異なる均等な構成要素を含む場合は、そのような他の例は、特許請求の範囲に示された範囲に含まれるものである。
上述した技術は、コンピュータシステムに上記の方法を実行せしめるように構成されたコンピュータ読取可能な媒体によって実現できる。コンピュータ読取可能媒体は、例えば、以下のものをいくつでも含むことができるが、これに限定されない。いくつか例を挙げると、磁気式記憶媒体（ディスク記憶媒体及びテープ記憶媒体を含む）、光学式記憶媒体（コンパクトディスク媒体（例えば、CD-ROM、CD-R、等）及びディジタルビデオディスク媒体のような）、ホログラムメモリ、不揮発性メモリ記憶媒体（フラッシュメモリ、EEPROM、EPROM、ROM等の半導体ベースの記憶装置を含む）、強磁性ディジタルメモリ、揮発性記憶媒体（レジスタ、バッファ、キャッシュ、メインメモリ、RAM、等を含む）、データ伝送媒体（常設コンピュータネットワーク及び一時的コンピュータネットワーク、ポイント・ツー・ポイント通信機器、搬送波伝送媒体、及びインターネット、等を含む）、等である。他の種々の新型コンピュータ読取可能媒体が、本明細書において検討したソフトウェアモジュールの記憶及び／又は送信に使用可能である。コンピュータ・システムは、種々の形態をとることが可能であり、例を挙げると、メインフレーム、ミニコンピュータ、サーバ、ワークステーション、パソコン、ノートブックパソコン、携帯情報端末、種々のワイヤレス機器、ネットワーク、クラウド・コンピューティング、埋め込みシステム等があるが、これに限定されない。典型的なコンピュータ・システムは、少なくとも１の処理装置と、付属のメモリと、多数の入出力(I/O)装置とを含む。コンピュータ・システムは、プログラムに従って情報を処理し、結果として得られた出力情報を入出力装置によって生み出す。
本発明による実現が、特定の実施例に照らして説明された。これらの実施例は例示目的であり、限定目的ではない。多数の変形例、追加、及び改良が可能である。従って、本明細書に記載された構成要素には、１の例として、複数の例が挙げられる。種々の構成要素、動作、データ蓄積の間の境界は、やや恣意的であり、特定の動作が具体的な例示的構成に照らして説明されている。機能の別の割り当てが想定され、これは、以下の特許請求の範囲に含まれる。最後に、種々の構成において、個別の構成要素として示された構造及び機能は、組合せられた構造及び機能として実現されても良い。これら及び他の変形例、追加、及び改良は、以下の特許請求の範囲に定義された本発明の範囲に含まれる。
本願は、2011年8月11日に出願された「802.11ah低レートPHY用のショートビーコンのための方法及び技術」という名称の仮出願番号61/522,561の出願に関し、その開示内容全体を本願に引用して援用する。

Claims (20)

  1. ショートビーコンを生成するために、コンピュータ実行可能な命令を１以上のプロセッサによって実行することを含む方法であって、
    選択可能なビーコン間隔での送信用のショートビーコンフレームを生成するステップと、
    選択可能なトラフィック通知マップ(TIM)間隔での送信用のTIMフレームを生成するステップと、
    前記ショートビーコンフレームと、前記TIMフレームとを、ハードウェア伝送媒体を用いた無線伝送用に変換するステップと、を含み、
    前記ショートビーコンフレームは、
    ビーコンタイムスタンプフィールドと、
    サービスセットID (SSID)フィールドと、
    １以上のケーパビリティフィールドとを有し、
    前記TIMフレームは、
    TIMタイムスタンプフィールドと、
    チェックビーコンフィールドと、
    TIMとを有し、
    前記TIM間隔は、前記ビーコン間隔よりも大なる値に設定される、方法。
  2. 前記TIM間隔と前記ビーコン間隔との比は、約10：1乃至約1000：1の範囲内に設定される、請求項１に記載の方法。
  3. 前記TIM間隔は、ダウンリンクトラフィックの配信の遅延耐性に応じて設定される、請求項１に記載の方法。
  4. 前記ショートビーコンフレームと、前記TIMフレームとを変換するステップは、１以上のメディアアクセス制御（MAC）ヘッダーフレームを設定することにより、ショートビーコンモードを示すステップを含む、請求項１に記載の方法。
  5. 前記ショートビーコンフレームを生成するステップは、８バイトのビーコンタイムスタンプフィールドと、２バイトのビーコン間隔と、２乃至３４バイトのSSIDフィールドと、２バイトのケーパビリティフィールドとを生成するステップを含む、請求項１に記載の方法。
  6. 前記ショートビーコンフレームを生成するステップは、２バイトの拡張ケーパビリティフィールドを生成するステップを含む、請求項１に記載の方法。
  7. 前記TIMフレームを生成するステップは、８バイトのTIMタイムスタンプフィールドと、２バイトのTIM間隔と、２乃至３４バイトのTIMとを生成するステップを含む、請求項１に記載の方法。
  8. 前記ショートビーコンフレームと、前記TIMフレームとを、前記ハードウェア伝送媒体によって送信するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  9. 少なくとも１のアクセスポイントデバイスを含むシステムであって、
    前記アクセスポイントデバイスは、
    データと、コンピュータ実行可能な命令とを記憶するための少なくとも１のメモリと、
    前記少なくとも１のメモリにアクセスするよう構成された１以上のプロセッサと、を有し、
    前記プロセッサは、
    前記少なくとも１のアクセスポイントデバイスが、選択可能なビーコン間隔での送信用のショートビーコンフレームを生成するステップと、
    選択可能なトラフィック通知マップ(TIM)間隔での送信用のTIMフレームを生成するステップと、
    前記ショートビーコンフレームと、前記TIMフレームとを、前記少なくとも１のアクセスポイントデバイスが無線伝送するために変換するステップと、
    のためのコンピュータ実行可能な命令を実行するように構成されており、
    前記ショートビーコンフレームは、
    ビーコンタイムスタンプフィールドと、
    サービスセットID (SSID)フィールドと、
    1以上のケーパビリティフィールドと、有し、
    前記TIMフレームは、
    TIMタイムスタンプフィールドと、
    チェックビーコンフィールドと、
    TIMと、を有し、
    前記TIM間隔は、前記ビーコン間隔よりも大なる値に設定される、システム。
  10. 前記TIM間隔と前記ビーコン間隔との比は、約10：1乃至約1000：1の範囲内に設定される、請求項９に記載のシステム。
  11. 前記TIM間隔は、ダウンリンクトラフィックの配信の遅延耐性に応じて設定される、請求項９に記載のシステム。
  12. 前記ショートビーコンフレームと、前記TIMフレームとを変換するステップは、１以上のメディアアクセス制御（MAC）ヘッダーフレームを設定することによってショートビーコンモードを示すことを含む、請求項９に記載のシステム。
  13. 前記ショートビーコンフレームを生成するステップは、８バイトのビーコンタイムスタンプフィールドと、２バイトのビーコン間隔と、２乃至３４バイトのSSIDフィールドと、２バイトのケーパビリティフィールドとを生成することを含む、請求項９に記載のシステム。
  14. 前記ショートビーコンフレームを生成するステップは、２バイトの拡張ケーパビリティフィールドを生成することを含む、請求項９に記載のシステム。
  15. 前記TIMフレームを生成するステップは、８バイトのTIMタイムスタンプフィールドと、２バイトのTIM間隔と、２乃至３４バイトのTIMとを生成することを含む、請求項９に記載のシステム。
  16. 前記ショートビーコンフレームと、前記TIMフレームとは、前記少なくとも１のアクセスポイントデバイスによって送信される、請求項９に記載のシステム。
  17. 少なくとも１のステーションを含むシステムであって、
    前記ステーションは、
    データと、コンピュータ実行可能な命令とを記憶するための少なくとも１のメモリと、
    前記少なくとも１のメモリにアクセスするよう構成された１以上のプロセッサと、を有し、
    前記プロセッサは、
    アクセスポイントデバイスから選択可能なビーコン間隔でショートビーコンフレームを受信するステップと、
    選択可能なトラフィック通知マップ(TIM)間隔でTIMフレームを受信するステップと、
    のためのコンピュータ実行可能な命令を実行するように構成されており、
    前記ショートビーコンフレームは、
    ビーコンタイムスタンプフィールドと、
    サービスセットID (SSID)フィールドと、
    1以上のケーパビリティフィールドと、有し、
    前記TIMフレームは、
    TIMタイムスタンプフィールドと、
    チェックビーコンフィールドと、
    TIMと、を有し、
    前記TIM間隔は、前記ビーコン間隔よりも大なる値に設定される、システム。
  18. 前記１以上のプロセッサは、さらに、前記受信されたショートビーコンフレームと、前記受信されたTIMフレームとを処理するように構成されている、請求項１７に記載のシステム。
  19. 前記TIM間隔と前記ビーコン間隔との比は、約10：1乃至約1000：1の範囲内にある、請求項１７に記載のシステム。
  20. 前記TIM間隔は、トラフィックの配信の遅延耐性に対応する、請求項１７に記載のシステム。
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