JP6163499B2 - 無線lanシステムにおいてヌルデータパケットフレームを用いるチャネルアクセス方法及び装置 - Google Patents
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Description
本発明はさらに、たとえば、以下を提供する。
(項目1)
無線通信システムのステーション(STA)でチャネルアクセスを行う方法であって、
アクセスポイント(AP)からチャネルアクセスのための一つ以上のスロットに関する設定情報を受信することと、
前記一つ以上のスロットのうちの特定スロットで前記APから第1のフレームを受信することと、
前記第1のフレームを受信した以降にチャネルアクセスを開始することと、を含み、
前記第1のフレームは、NDP(Null Data Packet)フレームである、チャネルアクセス実行方法。
(項目2)
前記第1のフレームは、STF(Short Training Field)、LTF(Long Training Field)及びSIG(SIGNAL)フィールドを含み、データフィールドを含まないPPDU(PLCP(Physical Layer Convergence Protocol)Packet Data Unit)フレームである、項目1に記載のチャネルアクセス実行方法。
(項目3)
前記SIGフィールドは、前記STAの識別子を指示するフィールド、及び前記STAのためにバッファーされたデータが存在することを知らせるフィールドを含む、項目2に記載のチャネルアクセス実行方法。
(項目4)
前記STAの識別子は、AID(Association IDentifier)又は部分AID(Partial Association IDentifier)である、項目3に記載のチャネルアクセス実行方法。
(項目5)
前記第1のフレームが前記STAに送信された以降に、前記APから第2のフレームが送信される、項目1に記載のチャネルアクセス実行方法。
(項目6)
前記第2のフレームは、前記APからのデータフレームである、項目5に記載のチャネルアクセス実行方法。
(項目7)
前記一つ以上のスロットに関する設定情報は、前記STAのチャネルアクセスが許容される時間区間に関する設定情報である、項目1に記載のチャネルアクセス実行方法。
(項目8)
前記第1のフレームを受信した以降に第3のフレームが前記STAから前記APに送信される、項目1に記載のチャネルアクセス実行方法。
(項目9)
前記第1のフレームは、前記APがチャネルが遊休状態であるとセンシングした場合に送信される、項目1に記載のチャネルアクセス実行方法。
(項目10)
前記第1のフレームは、前記第2のフレームの送信を前記STAが受信できるようにするために前記APによって送信される、項目5に記載のチャネルアクセス実行方法。
(項目11)
無線通信システムのアクセスポイント(AP)でステーション(STA)のチャネルアクセスを支援する方法であって、
前記STAにチャネルアクセスのための一つ以上のスロットに関する設定情報を送信することと、
前記一つ以上のスロットのうちの特定スロットで前記STAに第1のフレームを送信することと、を含み、
前記第1のフレームが送信された以降に前記STAでチャネルアクセスが開始され、
前記第1のフレームは、NDP(Null Data Packet)フレームである、チャネルアクセス支援方法。
(項目12)
無線通信システムにおいてチャネルアクセスを行うステーション(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)からチャネルアクセスのための一つ以上のスロットに関する設定情報を前記送受信器を用いて受信し;前記一つ以上のスロットのうちの特定スロットで前記APから第1のフレームを前記送受信器を用いて受信し;前記第1のフレームを受信した以降にチャネルアクセスを開始するように構成され、
前記第1のフレームは、NDP(Null Data Packet)フレームである、チャネルアクセス実行STA装置。
(項目13)
無線通信システムにおいてステーション(STA)のチャネルアクセスを支援するアクセスポイント(AP)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、
前記STAにチャネルアクセスのための一つ以上のスロットに関する設定情報を前記送受信器を用いて送信し;前記一つ以上のスロットのうちの特定スロットで前記STAに第1のフレームを前記送受信器を用いて送信するように構成され、
前記第1のフレームが送信された以降に前記STAでチャネルアクセスが開始され、
前記第1のフレームは、NDP(Null Data Packet)フレームである、チャネルアクセス支援AP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が禁止される。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電力節約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との関連付け(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。
図14は、PS−Pollメカニズムを説明するための図である。図14は、図11に示したPS−Pollメカニズムの具体的な例示に該当する。
図16は、隠れたノード環境におけるPS−Poll衝突を説明するための図である。
本発明の追加の例示として、より効率的なチャネルアクセス動作を具現するために、チャネルアクセスに用いられるフレーム(例えば、PS−Pollフレーム)の長さを縮めた新しい形態のフレームを用いる方案を提案する。これによって、前述したように定義されるスロット時間の長さも減少するため、競合過程にかかる時間を減らすことができる。
本発明で提案するスロットベースチャネルアクセス動作(図17参照)によれば、STAは、スロット時間の間にチャネルが遊休状態であると判断されると、バックオフタイマーを漸次減少させ、バックオフタイマーが満了するとチャネルアクセス動作(例えば、PS−Poll又はNDP PS−Pollフレーム送信)を行うことができる。ここで、STAがスロット時間中ずっとチャネルセンシングを行うと、STAの電力消耗を増加させることにつながる。したがって、本発明では、STAがスロット時間の一部でのみチャネルセンシングを行うことを提案する。
前述した例示では、STAがAPに送信するNDPフレーム(例えば、NDP PS−Pollフレーム)を用いたチャネルアクセス方案について説明した。さらに、本発明ではAPがSTAに送信するNDPフレームを用いたチャネルアクセス動作について提案する。
前述の例示では、STAがAPにPS−Pollフレームを送信する時、NDPフレームで構成されたPS−Pollフレームを用いる方案について説明した。以下では、STAがトリガーフレームを用いてAPからのデータ送信を要請する方案について説明する。
Claims (10)
- 無線通信システムのステーション(STA)によってチャネルアクセスを行う方法であって、
アクセスポイント(AP)からチャネルアクセスのための少なくとも1つのスロットに関する設定情報を受信することと、
前記少なくとも1つのスロットのうちの特定スロットで前記APからNDP(Null Data Packet)フレームを受信することと、
前記NDPフレームを受信した以降にチャネルアクセスを開始することと
を含み、
前記NDPフレームが前記APに送信された以降に前記NDPフレームに基づいて前記APからデータフレームが送信され、
前記少なくとも1つのスロットに関する前記設定情報は、前記STAのチャネルアクセスが許容される時間区間に関する情報を含む、方法。 - 前記NDPフレームは、STF(Short Training Field)、LTF(Long Training Field)及びSIG(SIGNAL)フィールドを含み、データフィールドを含まないPPDU(PLCP(Physical Layer Convergence Protocol)Packet Data Unit)フレームである、請求項1に記載の方法。
- 前記SIGフィールドは、前記STAの識別子(ID)を指示する情報、又は前記STAのためのバッファーされたデータの存在を指示する情報のうちの少なくとも1つを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記STAの識別子(ID)は、AID(Association IDentifier)又はPAID(Partial Association IDentifier)である、請求項3に記載の方法。
- 前記NDPフレームを受信した以降にACKフレームが前記STAから前記APに送信される、請求項1に記載の方法。
- 前記NDPフレームは、前記APがチャネルの遊休状態をセンシングした場合に送信される、請求項1に記載の方法。
- 前記NDPフレームは、前記データフレームを前記STAが受信するために前記APによって送信される、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)によってステーション(STA)のチャネルアクセスを支援する方法であって、
前記STAにチャネルアクセスのための少なくとも1つのスロットに関する設定情報を送信することと、
前記少なくとも1つのスロットのうちの特定スロットで前記STAにNDP(Null Data Packet)フレームを送信することと、
前記NDPフレームが送信された以降に前記STAによるチャネルアクセスを開始することと
を含み、
前記NDPフレームが前記APに送信された以降に前記NDPフレームに基づいて前記APからデータフレームが送信され、
前記少なくとも1つのスロットに関する前記設定情報は、前記STAのチャネルアクセスが許容される時間区間に関する情報を含む、方法。 - 無線通信システムにおいてチャネルアクセスを行うように構成されたステーション(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、
前記送受信器を用いて、アクセスポイント(AP)からチャネルアクセスのための少なくとも1つのスロットに関する設定情報を受信することと、
前記送受信器を用いて、前記少なくとも1つのスロットのうちの特定スロットで前記APからNDP(Null Data Packet)フレームを受信することと、
前記NDPフレームを受信した以降にチャネルアクセスを開始することと
を実行し、
前記NDPフレームが前記APに送信された以降に前記NDPフレームに基づいて前記APからデータフレームが送信され、
前記少なくとも1つのスロットに関する前記設定情報は、前記STAのチャネルアクセスが許容される時間区間に関する情報を含む、STA装置。 - 無線通信システムにおいてステーション(STA)のチャネルアクセスを支援するように構成されたアクセスポイント(AP)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、
前記送受信器を用いて、前記STAにチャネルアクセスのための少なくとも1つのスロットに関する設定情報を送信することと、
前記送受信器を用いて、前記少なくとも1つのスロットのうちの特定スロットで前記STAにNDP(Null Data Packet)フレームを送信することと、
前記NDPフレームが送信された以降に前記STAによるチャネルアクセスを開始することと
を実行し、
前記NDPフレームが前記APに送信された以降に前記NDPフレームに基づいて前記APからデータフレームが送信され、
前記少なくとも1つのスロットに関する前記設定情報は、前記STAのチャネルアクセスが許容される時間区間に関する情報を含む、AP装置。
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