JP5961323B2 - 無線lanシステムにおいて聴取間隔アップデート方法及び装置 - Google Patents
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Description
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(Station、STA)で聴取間隔をアップデートする方法であって、
前記ステーションの動作モード(operation mode)が変更された場合、前記ステーションの動作モードが変更されたことを示す情報を含む要請フレームをアクセスポイント(Access Point、AP)に送信するステップと、
前記APから前記要請フレームに対する応答フレームを受信するステップと、
を含み、
前記ステーションの動作モードが変更されながら、前記ステーションの聴取間隔値も変更された場合、前記要請フレームには、前記ステーションの新しい聴取間隔値がさらに含まれることを特徴とする、聴取間隔アップデート方法。
(項目2)
前記ステーションは、TIM(Traffic Indication Map)モード及びNon−TIMモードのいずれか一つに設定されることを特徴とする、項目1に記載の聴取間隔アップデート方法。
(項目3)
前記要請フレームは、前記ステーションがTIMモードからNon−TIMモードに変更されたかどうかを示す第1インジケータ及び前記ステーションがNon−TIMモードからTIMモードに変更されたかどうかを示す第2インジケータのうち少なくとも一つを含むことを特徴とする、項目2に記載の聴取間隔アップデート方法。
(項目4)
第1インジケータが、前記ステーションがTIMモードからNon−TIMモードに変更されたことを示す場合、前記要請フレームには、前記ステーションの前記新しい聴取間隔値を示す聴取間隔フィールドが含まれることを特徴とする、項目3に記載の聴取間隔アップデート方法。
(項目5)
前記要請フレームは、前記新しい聴取間隔値を示す聴取間隔フィールドを含み、
前記聴取間隔フィールドは、ウェークアップ間隔フィールドに代えて前記要請フレームに含まれることを特徴とする、項目1に記載の聴取間隔アップデート方法。
(項目6)
前記要請フレームは、前記ウェークアップ間隔フィールドが前記要請フレームに含まれているかどうかを示す第1インジケータ、及び前記聴取間隔フィールドが前記要請フレームに含まれているか否かを示す第2インジケータを含むことを特徴とする、項目5に記載の聴取間隔アップデート方法。
(項目7)
前記要請フレームは、前記ステーションの動作モードが変更されるとき、前記ステーションのAID(Association IDentify)も変更されるか否かを示すインジケータを含むことを特徴とする、項目1に記載の聴取間隔アップデート方法。
(項目8)
前記ステーションのAIDの変更が要請される場合、前記応答フレームは、前記ステーションの新しいAIDを示すAIDフィールド及びAIDスイッチカウントフィールドを含み、
前記ステーションのAIDの変更が要請されない場合、前記応答フレームは、前記AIDフィールド及び前記AIDスイッチカウントフィールドを含まないことを特徴とする、項目7に記載の聴取間隔アップデート方法。
(項目9)
前記聴取間隔値は、換算係数(scaling factor)及び実際値(actual value)の演算に基づいて決定されることを特徴とする、項目1に記載の聴取間隔アップデート方法。
(項目10)
前記要請フレームは、AIDスイッチ要請フレームであり、前記応答フレームは、AIDスイッチ応答フレームであることを特徴とする、項目1に記載の聴取間隔アップデート方法。
(項目11)
無線通信システムのアクセスポイント(Access Point、AP)で聴取間隔をアップデートする方法であって、
ステーション(Station、STA)の動作モードが変更されたことを示す情報を含む要請フレームを前記ステーションから受信するステップと、
前記要請フレームに対する応答フレームを前記ステーションに送信するステップと、
を含み、
前記ステーションの動作モードが変更されながら、前記ステーションの聴取間隔値も変更された場合、前記要請フレームには前記ステーションの新しい聴取間隔値がさらに含まれることを特徴とする、聴取間隔アップデート方法。
(項目12)
前記応答フレームは、前記新しい聴取間隔値を示す聴取間隔フィールドを含み、
前記聴取間隔フィールドは、ウェークアップ間隔フィールドに代えて前記応答フレームに含まれることを特徴とする、項目11に記載の聴取間隔アップデート方法。
(項目13)
前記要請フレームに含まれた前記新しい聴取間隔値が受け入れ可能な(acceptable)場合、前記応答フレームの前記聴取間隔フィールドには、前記新しい聴取間隔値がそのまま含まれることを特徴とする、項目12に記載の聴取間隔アップデート方法。
(項目14)
前記要請フレームに含まれた前記新しい聴取間隔値が受け入れ不可能な(unacceptable)場合、前記応答フレームの前記聴取間隔フィールドには、前記新しい聴取間隔値と異なる聴取間隔値が含まれたり、又は前記聴取間隔値を受け入れ可能でないことを示す情報が含まれることを特徴とする、項目12に記載の聴取間隔アップデート方法。
(項目15)
無線通信システムにおいて聴取間隔をアップデートするステーション(Station、STA)装置であって、
アクセスポイント(Access Point、AP)と無線信号を送受信するための送受信器と、
プロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、前記ステーションの動作モード(operation mode)が変更された場合、前記送受信器が前記ステーションの動作モードが変更されたことを示す情報を含む要請フレームをアクセスポイント(Access Point、AP)に送信し、前記APから前記要請フレームに対する応答フレームを受信するように制御することを特徴とし、
前記ステーションの動作モードが変更されながら、前記ステーションの聴取間隔値も変更された場合、前記要請フレームは、前記ステーションの新しい聴取間隔値をさらに含むことを特徴とする、装置。
(項目16)
無線通信システムにおいて聴取間隔をアップデートするアクセスポイント(Access Point、AP)装置であって、
ステーション(Station,STA)と無線信号を送受信するための送受信器と、
プロセッサと、
を備え、
前記プロセッサは、前記送受信器が、前記ステーション(Station、STA)の動作モードが変更されたことを示す情報を含む要請フレームを前記ステーションから受信し、前記要請フレームに対する応答フレームを前記ステーションに送信するように制御することを特徴とし、
前記ステーションの動作モードが変更されながら、前記ステーションの聴取間隔値も変更された場合、前記要請フレームには前記ステーションの新しい聴取間隔値がさらに含まれることを特徴とする、装置。
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、当該媒体を介し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得る問題を補完するために用いられる。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、媒体を使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に指示(indicate)する値である。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、当該期間において媒体アクセス(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(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)フィールドを含むことができる。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の(又は、他の種類の)STF、LTF、SIGフィールドが含まれてもよい。
聴取間隔は、節電モード(Power save mode)にあるSTAがAPにどれくらい頻繁にウェークアップしてビーコンフレーム(又は、ビーコン管理フレーム)を聴取するかを示すために用いることができる。聴取間隔は、STAのトラフィックパターン、サービスタイプ及び能力などに基づいて、STAが自分で決定するものであるため、APがそれを知らせるよりは、STAが自身の状況に応じて適宜の値に設定した後、それをAPに知らせることが好ましい。しかし、場合によって、APが聴取間隔を決定し、それをSTAに知らせることもできる。
STAは、トラフィックパターン(traffic pattern)及びサービスタイプ(service type)によって、TIMモードで動作することもでき、Non−TIMモードで動作することもできる。TIMモードで動作するSTAは、APから送信されるビーコンフレームを用いてTIM項目(entry)を確認し、チャネルアクセスを行うことができ、Non−TIMモードで動作するSTAは、ビーコンフレームを用いてTIM項目を確認しないでチャネルアクセスを行うことができる。具体的に、Non−TIMモードSTAは、聴取間隔ごとにビーコンフレームを受信する必要がなく、毎ビーコンフレームごとに少なくとも1回起床してPS−Pollフレーム(又は、トリガー(trigger)フレーム)をAPに送信することによって、APにバッファされたデータがあるか否かを確認することができる。
STAの動作モードが変更されると(例えば、Non−TIMモードからTIMモードに変更されたり、TIMモードからNon−TIMモードに変更される場合)、STAのAIDは再割当されてもよい。
B1ビット:ピアSTAアドレスフィールドが含まれているか否かを示す(例えば、B1ビットの値が1であれば、ピアSTAアドレスフィールドがAID要請情報要素に含まれていることを示し、0であれば、ピアSTAアドレスフィールドがAID要請情報要素に含まれていないことを示すことができる)
B2ビット:サービスタイプフィールドが含まれているか否かを示す(例えば、B2ビットの値が1であれば、サービスタイプフィールドがAID要請情報要素に含まれていることを示し、0であれば、サービスタイプフィールドがAID要請情報要素に含まれていないことを示すことができる)
B3ビット:STAがTIMモードからNon−TIMモードに変更されたか否かを示す(例えば、B3ビットの値が1であれば、STAがTIMモードからNon−TIMモードに変更されたことを示し、0であれば、そうでないことを示す)
B4ビット:STAがNon−TIMモードからTIMモードに変更されたか否かを示す(例えば、B4ビットの値が1であれば、STAがNon−TIMモードからTIMモードに変更されたことを示し、0であれば、そうでないことを示す)
B5−B7ビット:予備(Reserved)
ウェークアップ間隔フィールドは、STAの新しいウェークアップ間隔に関する情報を含むことができる。ここで、ウェークアップ間隔は、ビーコン間隔の単位であってもよい。
STAの動作モードが変更される(すなわち、Non−TIMモードからTIMモードに変更されたり、TIMモードからNon−TIMモードに変更される)場合、STAの聴取間隔も変更されることがある。一例として、Non−TIMモードはTIMモードに比べて(極度の)電力消費の減少に焦点を当てていることから、Non−TIMモード下のSTAの聴取間隔はTIMモード下のSTAの聴取間隔よりも長く設定することができる。STAの動作モードが変更されながらSTAの聴取間隔も変更された場合、変更された聴取間隔がAPにアップデートされなければならない。APが、変更されたSTAの聴取区間を知らないと、APは、STAのためのバッファされたトラフィックをどれくらい維持しなければならないかを確定できず、リソースの非効率的な使用を招く。図面を参照して、聴取区間のアップデート無しでSTAの動作モードが変更された場合、発生しうる問題点についてより詳しく説明する。
STAの動作モードが変更されながら、聴取間隔が変更されるとすれば、STAは、アップデートされた聴取間隔に基づいて電力管理(Power management)動作を行うことができる。具体的に、STAがTIMモードからNon−TIMモードに変更されると、STAは、変更された聴取間隔に基づいて、毎聴取間隔で少なくとも1度起床してPS−Pollフレーム(又は、トリガーフレーム)をAPに送信することができ、STAがNon−TIMモードからTIMモードに変更されると、STAは、変更された聴取間隔に基づいて、聴取間隔ごとにウェークアップしてビーコンフレームを受信することができる。
実施例1では、STAが再連携要請フレームやTIMモードスイッチ通知フレームを用いて、アップデートされた聴取間隔値をAPに知らせ得る例を示した。他の例として、STAは、STAのAIDが変更されたことを知らせるために主に用いられるAIDスイッチ要請フレームを用いて、アップデートされた聴取間隔値をAPに知らせることもできる。図28及び図29を参照して、これについて詳しく説明する。
B1ビット:ピアSTAアドレスフィールドが含まれているか否かを示す(例えば、B1ビットの値が1(又は、0)であれば、ピアSTAアドレスフィールドがAID要請情報要素に含まれていることを示し、0(又は、1)であれば、ピアSTAアドレスフィールドがAID要請情報要素に含まれていないことを示すことができる)
B2ビット:サービスタイプフィールドが含まれているか否かを示す(例えば、B2ビットの値が1(又は、0)であれば、サービスタイプフィールドがAID要請情報要素に含まれていることを示し、0(又は、1)であれば、サービスタイプフィールドがAID要請情報要素に含まれていないことを示すことができる)
B3ビット:STAがTIMモードからNon−TIMモードに変更されたか否かを示す(例えば、B3ビットの値が1(又は、0)であれば、STAがTIMモードからNon−TIMモードに変更されたことを示し、0(又は、1)であれば、そうでないことを示す)
B4ビット:STAがNon−TIMモードからTIMモードに変更されたか否かを示す(例えば、B4ビットの値が1(又は、0)であれば、STAがNon−TIMモードからTIMモードに変更されたことを示し、0(又は、1)であれば、そうでないことを示す)
B5−B7ビット:予備(Reserved)
本発明の一例によれば、STAの動作モードがTIMモードからNon−TIMモードに変更された場合(例えば、B3ビットが1である場合)又はNon−TIMモードからTIMモードに変更された場合(例えば、B4ビットが1である場合)、自動でAID要請情報要素に聴取間隔フィールドが含まれるように設定されてもよい。これによって、AID要請モードフィールドのB3ビット又はB4ビットが、STAの動作モードが変更されたことを示す場合、APは、AID要請情報要素に聴取間隔フィールドが含まれたことを認知することができる。
APのビーコン間隔が変更され、ビーコン間隔の変更によって変更される聴取間隔値を基準にデータバッファを管理するAPが、STAからPS−Pollフレーム又はトリガーフレームを受信した場合、APは、応答フレーム或いは別のフレームを用いて、アップデートされたビーコン間隔情報及びアップデートされた聴取間隔情報の少なくとも一つをSTAに知らせることができる。
Claims (16)
- 無線通信システムのステーション(STA)において聴取間隔をアップデートする方法であって、前記方法は、
前記STAの動作モードの変更に応じて、前記STAの動作モードの変更を示す情報を含む要請フレームをアクセスポイント(AP)に送信することと、
前記APから前記要請フレームに応答する応答フレームを受信することと、
を含み、
前記STAの動作モードの変更に従って、前記STAの聴取間隔値に変更がある場合、前記要請フレームは、前記STAの新しい聴取間隔値をさらに含み、
前記STAの前記聴取間隔値は、節電モードに設定されている前記STAがどれくらい頻繁にウェークアップしてビーコンフレームを聴取するかを示す、方法。 - 前記STAの動作モードは、TIM(Traffic Indication Map)モード及びNon−TIMモードのうちの一つに設定される、請求項1に記載の方法。
- 前記要請フレームは、前記STAが前記TIMモードから前記Non−TIMモードに切り替えられたかどうかを示す第1インジケータ、及び前記STAが前記Non−TIMモードから前記TIMモードに切り替えられたかどうかを示す第2インジケータのうちの少なくとも一つを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記第1インジケータが、前記STAが前記TIMモードから前記Non−TIMモードに切り替えられたことを示す場合、前記要請フレームは、前記STAの前記新しい聴取間隔値を示す聴取間隔フィールドを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記要請フレームは、前記新しい聴取間隔値を示す聴取間隔フィールドを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記要請フレームは、ウェークアップ間隔フィールドが前記要請フレームに含まれているかどうかを示す第1インジケータ、及び前記聴取間隔フィールドが前記要請フレームに含まれているかどうかを示す第2インジケータのうちに少なくとも1つを含む、請求項5に記載の方法。
- 前記要請フレームは、前記STAのAID(Association Identifier)が、前記STAの動作モードの変更に対してさらに変化することを必要とするかどうかを示すインジケータを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記STAのAIDが変化することを必要とするか否かを示す前記インジケータが、前記AIDが変化することを必要とすることを示す場合、前記応答フレームは、前記STAの新しいAIDを示すAIDフィールド及びAIDスイッチカウントフィールドを含み、
前記STAのAIDが変化することを必要とするか否かを示す前記インジケータが、前記AIDが変化することを必要としないことを示す場合、前記応答フレームは、前記AIDフィールド及び前記AIDスイッチカウントフィールドのいずれも含まない、請求項7に記載の方法。 - 前記聴取間隔値は、換算係数及び実際値の演算に基づいて決定される、請求項1に記載の方法。
- 前記要請フレームは、AID(Association Identifier)スイッチ要請フレームであり、前記応答フレームは、AIDスイッチ応答フレームである、請求項1に記載の方法。
- 無線通信システムのアクセスポイント(AP)において聴取間隔をアップデートする方法であって、前記方法は、
ステーション(STA)の動作モードの変更を示す情報を含む要請フレームを前記STAから受信することと、
前記要請フレームに応答する応答フレームを前記STAに送信することと、
を含み、
前記STAの動作モードの変更に従って、前記STAの聴取間隔値に変更がある場合、前記要請フレームは、前記STAの新しい聴取間隔値をさらに含み、
前記STAの前記聴取間隔値は、節電モードに設定されている前記STAがどれくらい頻繁にウェークアップしてビーコンフレームを聴取するかを示す、方法。 - 前記応答フレームは、前記新しい聴取間隔値を示す聴取間隔フィールドを含む、請求項11に記載の方法。
- 前記要請フレームに含まれる前記新しい聴取間隔値が受け入れ可能な場合、前記新しい聴取間隔値は、前記応答フレームの前記聴取間隔フィールドに含まれる、請求項12に記載の方法。
- 前記要請フレームに含まれる前記新しい聴取間隔値が受け入れ可能でない場合、前記応答フレームの前記聴取間隔フィールドは、前記新しい聴取間隔値とは異なる聴取間隔値、又は前記新しい聴取間隔値を受け入れ可能でないことを示す情報を含む、請求項12に記載の方法。
- 無線通信システムにおいて聴取間隔をアップデートするステーション(STA)であって、
アクセスポイント(AP)と無線信号を送受信するように構成された送受信器と、
プロセッサと
を備え、
前記プロセッサは、前記STAの動作モードの変更に応じて、前記送受信器が前記STAの動作モードの変更を示す情報を含む要請フレームを前記APに送信し、前記要請フレームに応答する応答フレームを受信するように制御し、
前記STAの動作モードの変更に従って、前記STAの聴取間隔値に変更がある場合、前記要請フレームは、前記STAの新しい聴取間隔値をさらに含み、
前記STAの前記聴取間隔値は、節電モードに設定されている前記STAがどれくらい頻繁にウェークアップしてビーコンフレームを聴取するかを示す、STA。 - 無線通信システムにおいて聴取間隔をアップデートするアクセスポイント(AP)であって、
ステーション(STA)と無線信号を送受信するように構成された送受信器と、
プロセッサと
を備え、
前記プロセッサは、前記送受信器が、前記STAの動作モードの変更を示す情報を含む要請フレームを前記STAから受信し、前記要請フレームに応答する応答フレームを前記STAに送信するように制御し、
前記STAの動作モードの変更に従って、前記STAの聴取間隔値に変更がある場合、前記要請フレームは、前記STAの新しい聴取間隔値をさらに含み、
前記STAの前記聴取間隔値は、節電モードに設定されている前記STAがどれくらい頻繁にウェークアップしてビーコンフレームを聴取するかを示す、AP。
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