JP6346331B2 - 無線lanシステムにおいてチャネルアクセス方法及び装置 - 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(STA)でチャネル同期化を行う方法であって、
前記STAのチャネルアクセスが許容される一つ以上のスロットに関する設定情報をアクセスポイント(AP)から受信することと、
前記一つ以上のスロットのスロット境界で前記APから同期フレームを受信することと、
前記同期フレームに基づいて前記チャネル同期化を行うことと、を含み、
前記同期フレームは、NDP(Null Data Packet)フレームである、チャネル同期化実行方法。
(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に記載のチャネル同期化実行方法。
(項目3)
前記SIGフィールドは、BSSID(Basic Service Set Identifier)及び期間(Duration)フィールドを含む、項目2に記載のチャネル同期化実行方法。
(項目4)
前記BSSIDフィールドは、前記APの識別情報を含む、項目3に記載のチャネル同期化実行方法。
(項目5)
前記期間フィールドの値に基づいて、前記STA以外の他のSTAのNAV(Network Allocation Vector)が設定される、項目3に記載のチャネル同期化実行方法。
(項目6)
前記STAは、前記スロット境界でドーズ(doze)状態からアウェイク(awake)状態に切り替わるSTAである、項目1に記載のチャネル同期化実行方法。
(項目7)
前記STAに対するTXOP(Transmission Opportunity)が前記スロット境界と重なることが許容されない場合、CCA(Clear Channel Assessment)を行わずにチャネルアクセスを開始する、項目1に記載のチャネル同期化実行方法。
(項目8)
前記CCAは、前記STAがNAV((Network Allocation Vector)を設定できるようにするフレームシーケンスが検出されるまで、又はプローブディレイ(ProbeDelay)と同じ時間期間が過ぎるまで行われるCCAである、項目7に記載のチャネル同期化実行方法。
(項目9)
前記スロット境界は、前記STAのチャネルアクセスが許容されるタイミングである、項目1に記載のチャネル同期化実行方法。
(項目10)
前記スロットは、連続する2個の前記タイミング間のインターバルである、項目9に記載のチャネル同期化実行方法。
(項目11)
前記チャネルアクセスが許容されるタイミングは、前記STAに対するターゲットアウェイクタイムである、項目9に記載のチャネル同期化実行方法。
(項目12)
一つのビーコンインターバルの間に複数個のスロットが設定される、項目1に記載のチャネル同期化実行方法。
(項目13)
前記一つ以上のスロットに関する設定情報は、ビーコンフレームを通じて提供される、項目1に記載のチャネル同期化実行方法。
(項目14)
前記一つ以上のスロットに関する設定情報は、前記STAに対して制限的な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に記載のチャネル同期化実行方法。
(項目15)
無線通信システムにおいてチャネル同期化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、
前記送受信器を用いて、前記STAのチャネルアクセスが許容される一つ以上のスロットに関する設定情報をアクセスポイント(AP)から受信し;前記送受信器を用いて、前記一つ以上のスロットのスロット境界で前記APから同期フレームを受信し;前記同期フレームに基づいて前記チャネル同期化を行うように構成され、
前記同期フレームは、NDP(Null Data Packet)フレームである、チャネル同期化実行STA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。
Unit)しか送信できない。そのため、APがSTAに送るデータの量が多い場合は、STAからの新しいPS−Pollに応答して競合を経てデータを送信しなければならず、非効率的なデータ送信が行われることがある。
本発明では、CCA動作に関する新しい規則(rule)を提案する。具体的に、STAがドーズ状態(又は、スリープ状態)からアウェイク状態に切り替わる場合に行う新しいCCA規則について提案する。
上記CCA規則は、NAVを正確に設定し得るフレームシーケンスが検出されるまでCCAが行われなければならず、その時間はProbeDelay値に制限されるという意味で解釈することができる。
NAVを正確に設定できるフレームシーケンスが検出されるまでCCAを行わなければならず、その時間はProbeDelay値に制限されるということは既存のCCA規則と同一であるが、新しいCCA規則によれば、フレームシーケンスが同一BSSに属するフレームシーケンスでなければならないという条件が追加されたことがわかる。すなわち、同一BSSに属するフレームシーケンスによってNAVが正確に設定されるまではCCAを行わなければならない。
前述したように既存のCCA規則は、STAがドーズ状態からアウェイク状態に切り替わる場合にCCAを行うことと定義している。STAがCCAを行うとそれによる電力消耗が発生する。本発明では、このような電力消耗を除去又は減少させ得るターゲットアウェイクタイム(target awake time)という新しい概念を提案する。
ここで、TXOP(Transmission Opportunity)は、特定STAがWM上でのフレーム交換を開始する権利を持つ時間インターバルとして定義され、開始タイミング及び最大期間値によって設定され得る。
前述したように、APによってSTAにターゲットアウェイクタイム(又は、スロット境界)が設定される場合に、当該STAはCCAなくチャネルアクセスを行うことができる。さらにいうと、TXOPがターゲットアウェイクタイム(又は、スロット境界)を渡って含まれないように設定される場合に、ターゲットアウェイクタイム(又は、スロット境界)でアウェイク状態に切り替わるSTAは、CCAを行うことなく直ちにチャネルアクセスを行うことができる。
Claims (15)
- 無線通信システムのステーション(STA)によってアクセスポイント(AP)との時間同期化を行う方法であって、前記方法は、
前記ステーション(STA)のチャネルアクセスが許容される少なくとも1つのスロットに関する設定情報を前記アクセスポイント(AP)から受信することと、
前記少なくとも1つのスロットのスロット境界で前記アクセスポイント(AP)から同期フレームを受信することと、
前記同期フレームに基づいて前記APとの前記時間同期化を行うことと、
前記受信された同期フレームが前記APの識別を含むときにチャネルにアクセスすることと
を含み、
前記同期フレームは、Null Data Packet(NDP)フレームであり、
前記同期フレームは、無線媒体(WM)が前記少なくとも1つのスロットの前記スロット境界において遊休であるときに前記APから受信される、方法。 - 前記同期フレームは、Short Training Field(STF)、Long Training Field(LTF)及びSIGNAL(SIG)フィールドを含み、データフィールドを含まないPhysical Layer Packet Data Unit(PPDU)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、Basic Service Set Identifier(BSSID)フィールド及び期間フィールドを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記BSSIDフィールドは、前記APの前記識別を含む、請求項3に記載の方法。
- 前記ステーション(STA)以外のSTAのNetwork Allocation Vector(NAV)が、前記期間フィールドの値に基づいて設定される、請求項3に記載の方法。
- 前記ステーション(STA)のTransmission Opportunity(TXOP)が前記スロット境界と重なることが許容されない場合、チャネルアクセスは、Clear Channel Assessment(CCA)を行わずに開始される、請求項1に記載の方法。
- 前記CCAは、前記ステーション(STA)がNetwork Allocation Vector(NAV)を設定できるフレームシーケンスまで、又はProbeDelay値と同じ時間期間が過ぎるまで行われる、請求項6に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのスロットの設定情報は、前記ステーション(STA)の制限的なチャネルアクセスが許容される時間区間の設定情報である、請求項1に記載の方法。
- 無線通信システムにおいてアクセスポイント(AP)との時間同期化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、前記ステーション(STA)のチャネルアクセスが許容される少なくとも1つのスロットに関する設定情報を前記アクセスポイント(AP)から受信することと、前記送受信器を用いて、前記少なくとも1つのスロットのスロット境界で前記アクセスポイント(AP)から同期フレームを受信することと、前記同期フレームに基づいて前記APとの前記時間同期化を行うことと、前記受信された同期フレームが前記APの識別を含むときにチャネルにアクセスすることとを実行し、
前記同期フレームは、Null Data Packet(NDP)フレームであり、
前記同期フレームは、無線媒体(WM)が前記少なくとも1つのスロットの前記スロット境界において遊休であるときに前記APから受信される、STA装置。 - 前記同期フレームは、Short Training Field(STF)、Long Training Field(LTF)及びSIGNAL(SIG)フィールドを含み、データフィールドを含まないPhysical Layer Packet Data Unit(PPDU)フレームである、請求項9に記載のSTA装置。
- 前記SIGフィールドは、Basic Service Set Identifier(BSSID)フィールド及び期間フィールドを含む、請求項10に記載のSTA装置。
- 前記BSSIDフィールドは、前記APの前記識別を含む、請求項11に記載のSTA装置。
- 前記ステーション(STA)以外のSTAのNetwork Allocation Vector(NAV)が、前記期間フィールドの値に基づいて設定される、請求項11に記載のSTA装置。
- 前記ステーション(STA)のTransmission Opportunity(TXOP)が前記スロット境界と重なることが許容されない場合、チャネルアクセスは、Clear Channel Assessment(CCA)を行わずに開始される、請求項9に記載のSTA装置。
- 前記CCAは、前記ステーション(STA)がNetwork Allocation Vector(NAV)を設定できるフレームシーケンスまで、又はProbeDelay値と同じ時間期間が過ぎるまで行われる、請求項14に記載のSTA装置。
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