KR20050104393A

KR20050104393A - 전력 관리와 보존 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20050104393A
Application number: KR1020057015756A
Authority: KR
Inventors: 준 종
Original assignee: 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2004-02-23
Publication date: 2005-11-02
Also published as: EP1599976B1; US7594125B2; US20060149980A1; JP2006519543A; ATE424074T1; DE602004019634D1; EP1599976A1; WO2004077763A1; JP4490964B2

Abstract

Ad-hoc 트래픽 표시 메시지(ATIM) 및 그와 연관된 제어 로직을, IBSS 내의 트래픽을 수용하고 데이터 프레임 전송 기간, 특별 End_of_Alert 프레임, 이 End_of_Alert 프레임에 대한 특별 LIFS 및 새로운 제어 로직이 이어지는 가변적인 길이의 Data_Alert 프레임 전송 기간 또는 Data_Alert 윈도우를 포함하는 프로토콜로 대체하는 독립 기본 서비스 세트(IBSS) 무선 근거리 통신망(WLAN)에서의 전력 관리 장치 및 방법이 제공된다. End_of_Alert 프레임은 매체를 두고 Data_Alert 프레임과 경쟁하는 경우 보다 낮은 우선순위를 갖는데, 즉 Data_Alert 프레임은 보다 높은 우선순위를 갖게 되어, 임의의 Data_Alert 윈도우 동안 전송된 Data_Alert의 수를 최대화한다. 전력 관리에 대한 이러한 접근 방법은 Data_Alert 프레임을 전송하는데 사용된 시간 할당량을 최적으로 달성하고 따라서 데이터 프레임은 IBSS의 모든 무선국에 의한 전력 소비를 최소화한다.

Description

전력 관리와 보존 방법 및 장치{POWER MANAGEMENT IN AN IEEE 802.11 IBSS USING AN END OF ATIM FRAME AND A DYNAMICALLY DETERMINE ATIM PERIOD}

본 발명은 무선국(STA), 무선 근거리 통신망(WLAN)을 포함하는 네트워크에서의 전력 관리에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 전기 전자 기술자 협회(IEEE 802.11) 독립 기본 서비스 세트(Independent Basic Service Set; IBSS)에서의 전력 관리에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 End_of_ATIM 프레임을 도입하고 ATIM 윈도우를 동적으로 결정된 ATIM 주기로 대체함으로써 IEEE 802.11 IBSS 전력 관리 기법의 효율성을 개선시키는 것에 관한 것이다.

무선 근거리 통신망(WLAN)은 점점 대중적으로 되어 가고 있고 WLAN 시장에서 지배적인 기술이 되어 가고 있다. 이러한 대중성 성장은 휴대용 무선 장치 및 이들 장치에 서비스를 제공하는 통신 네트워크에 대한 폭발적인 수요 성장에 따른 것이다.

WLAN은 두 개의 네트워크 유형, 즉 기반구조 BSS 및 독립 BSS(IBSS)를 지원한다. 기본 서비스 세트(BSS)는 WLAN의 기본적 구성 블록이다. 각 BSS는 적어도 두 개의 스테이션(STA)으로 구성된다.

기반구조 BSS에서, STA는 중앙 액세스 포인트(AP)를 통해 통신을 하는데, 이 액세스 포인트는 소스 STA로부터 트래픽을 수신하고 그것을 수신 STA에 중계한다. Ad-hoc 네트워크로도 알려져 있는 독립 BSS 즉 IBSS에서, 도 1을 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 각 STA(100)는 AP의 도움 없이 다른 STA와 직접(110) 통신한다. 즉, Ad-hoc 네트워크에서 각 STA(100)는 서로의 무선 범위 내에 있으면 다른 STA와 통신할 수 있다. IBSS에서 STA(100) 간의 모든 통신은 피어-투-피어이다.

WLAN에서의 전력 절약은 전형적으로 적절한 시기에 STA를 저 전력 소비 모드(슬립 모드)로 설정함으로써 달성된다. 단지 예시로서, 도 2는 이러한 목적용으로 전력 관리 회로(320)를 구비한 무선 STA(100)의 제어 구성(280)을 도시한다. 전력은 슬립 모드를 통해 절약될 수 있지만, 슬립 모드에서 STA는 나머지 네트워크와는 완전히 격리된다. 즉, 슬립 모드의 STA는 임의의 패킷을 송신 또는 수신할 수 없다. 이것은, STA가 전송할 패킷을 가지고 있고 수신지 STA가 슬립 모드에 있는 경우, 즉 "수신지 STA가 그 패킷을 수신할 수 있도록 수신지 STA를 어떻게 시동시킬 지에 대한" 문제를 일으킨다.

이러한 문제를 해결하기 위해, IBSS WLAN은 Data_Alert message 및 Data_Window를 사용하여 IBSS에 대한 전력 관리를 수행한다. 도 3은 Ad-hoc 전송/트래픽 표시 메시지(350) 즉 ATIM이 이러한 Data_Alert 메시지인 IEEE 802.11 IBSS WLAN의 동작을 도시한다. 목표 비콘 전송 시간(TBTT)(330)으로 알려져 있는 사전결정된 간격에서, IBSS 내의 모든 STA는 시동되고 그들의 비콘(310)을 전송하려 경쟁하는데 그 이유는 IBSS WLAN에서의 비콘 생성물은 분배되기 때문이다. IBSS 내의 각 STA는 TBTT(330)에서 전송될 준비가 되어 있는 비콘(310)을 갖고 있으며 매체를 액세스하기 위해 IBSS 내의 다른 모든 STA와 랜덤 지연을 사용하여 경쟁한다. 경쟁에서 승리한 STA는 모든 다른 계류중인 비콘 전송을 실질적으로 취소한다. 따라서, 비콘 실패의 경우를 제외하고는, 하나의 비콘은 비콘 간격(300) 마다 전송된다.

비콘(310)이 전송된 직후 발생하는 사전결정된 길이의 윈도우는 Data_Alert/ATIM 프레임(350) 및 그들의 확인(acknowledgements)(360)만이 전송될 수 있는 Data_Alert/ATIM 윈도우(340)로서 예약된다. Data_Alert/ATIM 프레임(350)은 수신지 STA에 전송될 프레임이 있다는 것을 이 수신지 STA에게 알리기 위해 소스 STA에 의해 사용되는 트래픽 안내이다. Data_Alert/ATIM 윈도우(340)가 만료되기 전에 전송될 수 없는 Data_Alert/ATIM 프레임(350)은 다음 TBTT(330)에 이어지는 다음 Data_Alert/ATIM 윈도우(340) 동안 전송된다.

Data_Alert/ATIM 윈도우(340)가 종료된 후, STA가 임의의 Data_Alert/ATIM 프레임(350)을 성공적으로 전송 또는 수신하지 않은 경우, STA는 현재의 비콘 간격(300) 동안에는 이 STA에 대한 트래픽은 없을 것이라고 가정하고, 따라서, 다음 TBTT(330)일 때까지 이 STA는 슬립 모드(저전력 모드)로 들어갈 수 있다. 그렇지 않으면, STA는 데이터 프레임(365)의 전송 및 그들의 확인(370)의 수신을 시작하거나 또는 비콘 간격(300) 동안 수신 모드로 대기하여 앞서 안내된 데이터 프레임(385)을 수신 및 확인(390)을 전송할 수 있다. Data_Alert/ATIM 윈도우(340) 동안 안내된 데이터만이 Data_Alert/ATIM 윈도우(340)가 종료된 후 나머지 비콘 간격(300)에서 전송될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 전력 관리에 관한 현재의 접근법은 Data_Alert/ATIM 윈도우(300) 크기가 IBSS의 수명에 걸쳐 고정된 크기를 가질 것을 요구한다.

도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 도 2의 제어 프로세서(240)와 같은 STA의 제어 구성요소(240)는 IBSS WLAN에서 매체 액세스를 위한 백오프 프로시저의 예시적인 구현이다. 프레임을 전송하기를 희망하는 STA는 먼저 분산형 조정 함수(DCF) 프레임 간 간격(DIFS) 기간(400) 동안 매체를 감지한다. DIFS 기간 동안 매체가 사용되지 않은 채 유지되는 경우, STA는 [0,CW]의 범위에서 백오프 간격을 선택하는데, 여기서 CW는 경쟁 윈도우 크기(410)를 나타낸다. 매체가 사용되지 않은 채 유지되는 동안의 시간 슬롯마다, STA는 일(420)씩 백오프 간격을 감소시킨다. STA는 백오프 간격이 0에 도달하는 경우 전송을 시작한다.

이러한 종래의 접근법에 있어서, Data_Alert 윈도우의 길이 선택에는 문제점이 있다. 윈도우가 너무 작은 경우, 모든 Data_Alert 프레임은 Data_Alert 윈도우 동안 전송될 수 없다. 그 결과, 현재의 비콘 간격에서 전송될 수 있는 소정의 데이터 프레임은 다음 비콘 간격 및 소정의 대역폭이 소모될까지 대기해야 한다. 다른 한편으로, Data_Alert 윈도우의 길이가 증가함에 따라, 데이터 전송을 위한 현재의 비콘 간격에서 남은 시간은 그에 대응하여 감소된다. Data_Alert 윈도우가 너무 큰 경우(모든 Data_Alert 안내를 전송하기 충분한 것 이상으로), 버퍼링된 데이터 프레임을 전송하기 위해 현재의 비콘 간격의 모든 나머지 대역폭을 사용할 수 없기 때문에, 대역폭은 또한 낭비될 수 있다.

앞선 설명에 기초하면, 최적의 Data_Alert 윈도우 크기는 IBSS에서의 STA의 수 및 트래픽 부하에 따라 달라진다. 즉, STA의 수가 많을수록(네트워크 부하가 클수록), Data_Alert 윈도우는 최대 수의 Data_Alert 프레임을 수용하도록 커야하며, 또한 그와 반대일 수 있다. 이것은 고정된 크기의 Data_Alert 윈도우가 모든 상황에서 잘 수행 될 수 없다는 것을 나타낸다. 즉 그것은 부분적으로 최적화된다. 현재, IEEE 802.11 IBSS WLAN은 이러한 유형의 부분적 최적화를 다루는 메카니즘을 제공하지 않는다.

따라서, 최대 수의 대기 데이터 프레임이 나머지 비콘 간격 동안 전송될 수 있도록 Data_Alert 프레임이 충분히 길게 전송될 수 있는 기간을 설정하는 최적의 방법이 필요하다. 관찰된 네트워크 조건에 따라 Data_Alert 윈도우 크기를 적응적으로 변경하는 몇몇 제안이 이루어져 왔다. 거의 틀림없이 이것은 성능을 개선시킬 수 있지만, 그것은 여전히 부분적 최적화라는 문제점을 가지고 있는데, 그 이유는 이 적응은 이력 데이터, 예를 들어 마지막 비콘 간격 동안의 네트워크 조건에 기초하며 그들이 발생하는, 즉 현재의 비콘 간격에서 발생하는 실제 네트워크 조건에는 응답하지 않기 때문이다.

도 1은 본 발명의 실시예가 적용되는 무선 통신 시스템의 아키텍쳐를 도시하는 간략화된 블록도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 특정 IBSS 내의 각 STA의 간략화된 블록도,

도 3은 IEEE 802.11 IBSS에서의 전력 관리 동작을 도시하는 도면,

도 4는 IEE 802.11 IBSS에서의 기본 매체 액세스 방법을 도시하는 도면,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 IBSS WLAN에서 가변 Data_Alert 기간을 사용하여 STA에 의한 전력 관리 동작을 도시하는 도면,

도 6은 본 발명의 LIFS를 사용하는 실시예에 따라 STA가 전력을 관리하는 프로세스에 대한 흐름도.

IBSS에 대한 최적의 Data_Alert 윈도우 크기 적응에 대해서는 알려져 있지 않으며, 이러한 적응 또는 그의 등가물이 필요하다. 이제 도 5를 참조하면, 본 발명은 종래의 고정된 크기의 Data_Alert 윈도우(340)를 동적으로 결정된 Data_Alert 기간(540)으로 대체하는 것에 관한 것인데, 이 동적으로 결정된 Data_Alert 기간(504)은 IBSS WLAN의 STA가 그들의 모든 Data_Alert 프레임을 전송하게 될 확률이 높은 TBTT에 바로 이어진다. 따라서, Data_Alert 윈도에 대한 어떠한 크기 결정도 필요하지 않는다. 개념적으로, TBTT에서 시작하고 제 1 전송된 End_of_Alert에서 종료되는, Data_Alert 기간으로 지칭되는 Data_Alert 윈도우가 여전히 존재한다. 따라서, 그 차이는 적어도 개념적으로는 Data_Alert 윈도우의 제거가 아닌, Data_Alert 윈도우의 종료이다. 이제, 제 1 전송된 End_of_Alert에 의해 종료가 결정된다. Data_Alert 기간(540)은 충분히 길어, STA가 전송되기 위해 대기하는, 즉 IBSS의 STA에 의해 메모리(220)에 버퍼링되는 메시지(들)에 대응하는 모든 Data_Alert 프레임을 전송하게 될 확률은 높고, 또한 종래의 고정된 윈도우 크기에서 자주 발생하는 낭비되는 대역폭과는 달리 최소의 대역폭 낭비가 있게 된다. 또한, 본 발명의 장치 및 방법에 의한 대역폭의 이러한 최대 사용에 의해 전력은 보존된다.

따라서, Data_Alert 프레임(350) 및 그들의 확인(360)의 전송을 위해 가변적인 길이의 Data_Alert 기간(540)을 제공하는 장치 및 방법은 버퍼링된 메시지에 대한 Data_Alert 프레임(350)의 전송 문제에 대한 최적 또는 거의 최적의 해법이다. 그것은 소비되는 전력을 최소화하면서 대역폭을 보존하고 종래의 Data_Alert 안내(예를 들어, ATIM(350))의 장점을 유지하고, 고정된 Data_Alert 윈도우(34)를 제거하며, STA가 모든 그의 Data_Alert 프레임(350)을 전송한 후에 각 STA에 의해 전송될 End_of_Alert 프레임을 제공함으로써 모든 Data_Alert 프레임(350)을 전송하게 될 확률을 높게 하기 위한 충분한 시간을 제공한다.

바람직한 실시예에서, DIFS보다 긴 프레임 간 간격, 즉 긴 프레임 간 간격, 즉 LIFS는 End_of_Alert 프레임용으로 선택되어 매체를 액세스하는데 있어서 그것에 하위 우선순위를 부여함으로써 임의의 End_of_Alert 프레임이 전송될 수 있기 전에 모든 Data_Alert 프레임(350)이 전송될 확률이 높아진다. 보다 긴 프레임 간 간격을 사용하는 것 외에, 본 접근 방법은 End_of_Alert 프레임에 대한 백오프 프로시저에 임의의 다른 변경을 포함하지 않는다. 이러한 접근 방법은 최적 또는 거의 최적인데, 그 이유는 이러한 LIFS는 버퍼링된 데이터 프레임에 대응하는 모든 Data_Alert 프레임(350)이 임의의 데이터 프레임 이전에 전송될 확률이 높도록 선택될 수 있기 때문이다.

본 발명에 대한 앞선 설명 및 다른 특징 및 장점은 첨부된 도면에 예시된 바람직한 실시예의 후속하는 보다 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다.

후속하는 설명에서, 단지 예로서, 본 발명의 전체적인 이해를 제공하기 위해 특정 아키텍쳐, 기술 등에 대해 특정한 세부 설명이 제공된다. 그러나, 당업자라면, 본 발명은 본 명세서에서 설명한 특정 세부 설명과는 다른 실시예에서 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예가 적용되는 대표적인 네트워크를 도시한다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 다수의 STA(100)는 모든 트래픽이 피어-투-피어이도록 무선 링크에 의해 다수의 무선 채널(110)을 거쳐 서로 통신한다. 본 발명의 핵심 원리는 각 비콘 간격(300) 내에서 최대 수의 데이터 프레임(356)이 STA(100) 간에 전송되고 그와 동시에 STA(100)는 전송 및/또는 수신할 프레임을 가지고 있는 경우에만 시동된 상태로 유지되고, 그렇지 않으면 슬립 또는 저전력 모드로 들어가 전력을 보존하도록 하는 각 무선 STA(100)에 의한 전력 사용을 최적화하는 메카니즘을 제공하는 것이다. 비콘 간격(300) 내의 나머지 시간(500)이 짧은 경우, STA(100)는 슬립 모드로 들어가지 않는데, 그 이유는 다음 TBTT(330)에서 시동시키기 위해 소비되는 전력은 짧은 기간 동안 슬립 모드로 들어감으로써 절약되는 전력을 초과할 수 있기 때문이다. 또한, 도 1에 도시된 IBSS 네트워크는 예시를 위해 작게 도시하였다. 실제에 있어서는, 대부분의 네트워크는 훨씬 많은 수의 이동국을 포함한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 도 1의 WLAN 내의 IBSS의 각 STA(100)는 도 2의 블록도에 도시된 아키텍쳐를 갖는 시스템을 포함할 수 있다. 각 STA(100)는 수신기(200), 복조기(210), 메모리(220), 전력 관리 회로(230), 제어 프로세서(240), 타이머(250), 변조기(260) 및 송신기(270)를 포함할 수 있다. 도 2의 예시적인 시스템(280)은 단지 예시적인 목적으로 도시되어 있다. 설명에서는 보통 특정 이동 STA를 기술하는데 사용되는 용어를 참조하고 있지만, 이러한 설명 및 개념은 도 2에 도시된 것과는 다른 아키텍쳐를 갖는 시스템을 포함하는 다른 프로세싱 시스템에 동일하게 적용될 수 있다.

동작시, 수신기(200) 및 송신기(270)는 안테나(미도시)에 결합되어 수신된 신호 및 원하는 송신 데이터를 복조기(210) 및 변조기(260)를 각각 통해 변환한다. 전력 관리 회로(230)는 프로세서(240)의 제어 하에서 동작하여 STA가 주어진 비콘 간격(300)의 나머지 기간 동안 시동된 채로 유지되어야 하는지 또는 슬립 모드(저전력 모드)로 들어가야 하는지를, 또는 주어진 비콘 간격(300)의 나머지 시간이 사전결정된 임계값보다 큰지를 결정함으로써 결정한다. 비콘 간격(300) 내의 계산된 나머지 시간은 현재의 시간을 다음 TBTT의 시간에서 뺌으로써 결정되는데, 후자의 값은 메모리(230)에 저장된다. 타이머(250)는 사전 결정된 TBTT(330)에서 슬립 모드의 STA를 시동시키고 제어 프로세서(240)가 비콘을 전송하도록 스케쥴링하는데 사용되는데, 그 이유는 TBTT에서 모든 STA는 그들의 비콘을 전송하기 위해 경쟁하기 때문이다.

IEEE 802.11 표준은 국제 표준 ISO/IEC 8802-111의 "Information Technology--Telecommunication and Information Exchange Area Networks"의 1999 개정판에 정의되어 있으며, 이 개정판은 그 전체가 본 명세서에서 참조로서 인용된다. 이러한 표준에 따르면, IEEE 802.11 BBS ATIM 윈도우(340)의 목적은 IBSS의 각 STA(100)가 소정의 지점(ATIM 윈도우의 고정된 길이) 이후에는 ATIM 안내가 존재하지 않을 것이며, 따라서 ATIM 안내를 수신하지 않는 STA는 ATIM 윈도우(340)가 종료된 직후 슬립 모드(저전력 소비 모드)로 되돌아갈 수 있다는 것을 알 수 있도록 하는 것이다.

이제 도 3을 참조하면, 일반적으로, IEEE 802.11 IBSS WLAN의 ATIM은 알려져 있는 고정된 길이의 Data_Alert 윈도우(340)이고 따라서 Data_Alert/ATIM 윈도우(340) 동안, 각 STA(100)는 IBSS의 또 다른 STA(100)에게 Data_Alert/ATIM 프레임(350)을 전송함으로써 자신이 데이터를 가지고 있음을 또 다른 STA(100)에 알릴 수 있다.

바람직한 실시예에서, 본 발명은 ATIM 윈도우(340)- ATIM 프로토콜은 새로운 End_of_Alert 프레임을 사용하는 새로운 Data_Alert 프로토콜을 가짐 -를 가변 Data_Alert 기간(540)으로 대체하여 동일한 Data_Alert/ATIM 프레임(350)을 사용하는 ATIM 윈도우(340)와 동일한 목적을 달성한다. IBSS WLAN 아키텍쳐에 적용되는 새로운 Data_Alert 프로토콜에 있어서, 구현자는 임의의 대응 데이터 프레임(365)이 전송되기 전에, End_of_Alert 프레임에 의해 사용되는 프레임 간 간격을 변경시킴으로써 Data_Alert 기간(540) 동안 모든 Data_Alert 프레임(350)이 전송되는 확률을 변경(100%로) 할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 본 발명은 ATIM 윈도우(340) 없이 ATIM 윈도우(340)의 목적을 달성한다. 또한, 본 발명은 IBSS 전체에서, 모든 Data_Alert 프레임(350)이 임의의 데이터 프레임(365)이 전송되기 전에 전송될 확률을 선택함으로써 IEEE 802.11 IBSS WLAN을 개선한다. 이 확률은 모든 프레임이 전송되는 것을 보장하도록 선택될 수 있다.

따라서, 본 발명은 임의의 대응 데이터 프레임(365)이 전송되기 전에 이 데이터 프레임(365)을 대기하는, 즉 메모리(220)에 버퍼링된 Data_Alert 프레임(350)을 전송하기 위해 모든 이용가능 대역폭을 사용하는 문제에 대해 최적 또는 거의 최적의 해법을 제공한다.

바람직한 실시예에서, DIFS보다 긴 프레임간 간격, 즉 긴 프레임 간격 또는 LIFS는 End_of_Alert 프레임용으로 선택된다. LIFS가 충분히 긴 경우, 모든 Data_ALert 프레임(350)은 임의의 End_of_Alert 프레임이 STA에 의해 전송되기 전에 IBSS의 모든 STA(100)에 의해 전송되는 것이 보장된다. 보다 짧은 LIFS가 선택된 경우(그러나 여전히 DIFS보다는 길다), 임의의 End_of_Alert 프레임이 전송되기 전에 모든 Data_Alert 프레임(350)이 전송되는 것이 보장되지 않는다. 이것은 여전히 End_of_Alert 프레임보다 높은(그러나 절대적인 것은 아님) 우선순위를 Data_Alert 프레임(350)에 제공한다. 보다 짧은 LIFS를 사용하게 되면 임의의 End_of_Alert 프레임이 전송되기 전에 모든 Data_Alert 프레임(100)이 전송될 확률을 사실상 선택하게 된다. LIFS 동안에는 매체가 사용되지 않기 때문에(따라서 시간은 낭비됨), 보다 짧은 LIFS가 바람직하다. 다른 한편으로, LIFS가 길수록 End_of_Alert가 전송되기 전에 전송될 수 있는 Data_Alert의 수는 커진다.

이 실시예에서, End_of_Alert는 매체를 두고 Data_Alert 프레임과 경쟁하는 경우, DIFS보다 긴 프레임간 간격 LIFS를 사용하는 특별한 프레임이다. End_of_Alert 프레임은 DIFS 대신에 LIFS를 사용한다는 것을 제외하면 도 4에 도시된 것과 동일한 DCF 매체 액세스 프로시저를 사용한다.

본 발명의 Data_Alert 기간의 동작은 도 6의 흐름도에 도시되어 있으며, IBSS WLAN의 각 STA의 시스템 아키텍쳐(280)에 적용되는 이 동작에 대한 실시예에 의해 수행될 수 있다.

도 6에 예시된 바람직한 실시예는 후속하는 단계들을 포함한다.

STA 는 목표 비콘 시간에서 시동됨 (도 6의 단계(600-610))

단계(600)에서, 모든 슬립 모드의 STA(100)는 비콘 간격(300)의 시작시에 시동된다. IBSS 내의 각 STA(100)는 TBTT(330)에서 전송할 준비가 되어 있는 비콘을 구비하고 IBSS 내의 모든 다른 STA(100)와 경쟁하여 랜덤 지연을 사용하여 매체를 액세스한다. 경쟁에서 승리한 STA(100)는 모든 다른 계류중인 비콘 전송을 사실상 취소한다. 따라서, 비콘 실패의 경우를 제외하면, 하나의 비콘은 비콘 간격(300)마다 TBTT(330) 이후 단계(610)에서 송신/수신된다.

소스 STA 는 패킷을 대기하는 가능한 다수의 Data_Alert 메시지를 대응하는 수신지 STA 로 전송한다(도 6의 단계(620-650))

바람직한 실시예에서, 각 소스 STA는 수신지 STA로 전송되기를 대기하는 패킷(데이터 프레임(365), 예를 들어 메모리(220)에 버퍼링된 패킷 또는 데이터 프레임) 리스트를 보유하고 Data_Alert 프레임(350)을 적절한 수신지 STA(100)에 전송하려 시도한다. 단계(620)에서, 소스 STA(100)는 임의의 데이터 프레임(365) 또는 End_of_Alert 프레임을 수신 또는 송신했는지를 결정하고 그렇지 않은 경우 단계(630)에서 수신 STA에 전송할 임의의 Data_Alert가 있는지 여부를 결정한다.

STA가 버퍼링된 패킷을 구비하고 있는 경우, 단계(640)에서 STA는 이들 버퍼링된 패킷 중 하나에 대한 Data_Alert를 적절한 수신지 STA에 전송하고 단계(620)를 반복한다.

STA가 메모리(220)에 버퍼링된 패킷을 가지고 있지 않은 경우, STA는 단계(650)에서 LIFS를 사용하여 End_of_Alert 프레임을 전송하려 시도하고 단계(620)를 반복한다.

단계(620-650)의 이러한 프로세스는 STA가 End_of_Alert 프레임을 성공적으로 송신/수신했을 때까지 또는 이것을 포함한 IBSS WLAN의 적어도 하나의 STA가 모든 계류중인 Data_Alert의 전송을 완료했다는 것을 나타내는 데이터 프레임을 수신했을 때까지 반복된다.

본 발명에서, IBSS의 모든 STA(100)는 Data_Alert 기간(540) 동안, 즉 IBSS WLAN의 적어도 하나의 STA가 모든 Data_Alert 프레임(350)을 전송했을 때까지 시동된 채로 유지되어, 임의의 소스 STA가 수신지 STA에 대한 메시지를 가지고 있는 경우, 대부분의 수신지 STA는 LIFS의 크기에 따라 그에 대한 Data_Alert 프레임(350)을 수신한다.

STA가 단계(620)에서 End_of_Alert 프레임을 성공적으로 전송한 경우, IBSS의 다른 STA(100)는 전송할 뚜렷한 Data_Alert 프레임(350)을 가질 수 있다. 바람직한 실시예에서, End_of_Alert 백오프 프로시저에서 LIFS의 크기는 IBSS의 모든 또는 거의 모든 Data_Alert가 전송되는지를 결정한다.

STA 는 임의의 Data_Alert 프레임을 수신 또는 송신했는지를 결정한다(도 6의 단계(660))

바람직한 실시예에서, 단계(660)에서, STA(100)는 하나 이상의 데이터 프레임(365)을 수신 또는 송신하기 위해 시동된 채로 유지되어야 하는지를 결정한다. STA는 단계(640)에서 Data_Alert 프레임(350)을 송신한 경우, 이 STA는 대응하는 데이터 프레임(365)을 전송하기 위해 시동된 채로 유지되어야 한다. STA가 소스 STA(도 6에서는 미도시)로부터 Data_Alert 프레임(350)을 수신한 경우, 이 STA는 대응하는 데이터 프레임(365)을 수신할 때까지 또한 시동된 채로 유지되어야 한다.

STA는 임의의 Data_Alert 프레임(350)을 송신 또는 수신하지 않은 경우, 데이터 프레임(365)은 비콘 간격(300) 동안 STA에 전송될 수 없거나 또는 STA(100)는 임의의 데이터 프레임(365)을 수신지 STA에 전송할 수 없는데, 그 이유는 그들은 최신의 TBTT(330) 이후 안내되지 않았기 때문이다. 따라서, STA는 단계(650)에서 슬립 모드(저전력 모드)로 들어갈 수 있다.

STA 는 최신의 TBTT 이후 Data_Alert 프레임에 의해 안내된 임의의 데이터 프레임을 송신/수신한다(도 6의 단계(670,680 및 695))

바람직한 실시예에서, 단계(670)에서, STA는 먼저 수신지 STA에 전송할 임의의 데이터 프레임을 가지고 있는지를 체크하고, 그러한 경우, 단계(680)에서 최신의 TBTT(330) 이후 STA에 의해 수신 STA에 전송된 Data_Alert 프레임(350)에 대응하는 임의의 데이터 프레임(365)을 전송한다. 그런 다음, 단계(690)에서 STA(100)는 최신의 TBTT(330) 이후에 STA가 수신한 각 Data_Alert 프레임(350)에 대응하는 모든 데이터 프레임(365)을 수신한다. 그런 다음, STA는 전송할 데이터 프레임(365)을 더 이상 가지고 있지 않고 임의의 또 다른 데이터 프레임(365)을 수신할 것으로 기대하지 않기 때문에, STA는 단계(690)에서 슬립 모드로 들어간다.

앞선 설명으로부터 분명한 바와 같이, 고정된 Data_Alert 윈도우(340)를 제거함으로써, 본 발명의 장점은 송신 Data_Alert 프레임(350)에 할당된 시간의 양이 각 STA에 의해 각 비콘 간격 동안 동적으로 조정되어, 비콘 간격(300) 동안 전송된 데이터 프레임(365)의 수를 최대화하면서 사용되는 전력을 최소화하는 방법에 대한 문제의 거의 최적 또는 최적인 해법을 달성한다는 것이다.

바람직한 실시예에서, STA의 기존의 제어 구성요소(230)는 바람직하게 부가적인 회로/제어 로직으로 수정되어 도 6의 단계를 달성하기 위해 주문형 집적 회로(ASIC)의 부가를 통해 본 발명의 장치 및 방법을 달성한다.

IEEE 802.11 IBSS WLAN에 대한 바람직한 실시예에서, 본 발명의 장치 및 방법은 ATIM 윈도우를 대체하는 것인데, 이 고정된 윈도우는 특별 End_of_ATIM 프레임과의 임의의 경쟁에서 ATIM에 우선순위를 부여함으로써 또한 이 End_of_ATIM 프레임에 대해여 위에서 설명한 LIFS를 사용함으로써 IBSS의 STA에 의해 최대 수의 ATIM이 전송되도록 동적으로 조정되는 시간 주기로 사실상 대체된다.

본 발명은 IBSS의 모든 STA에 의해 최대 수의 Data_Alert 프레임을 전송하고 그런 다음 매체에 대한 Data_Alert 프레임과의 경쟁에서 특별 프레임간 간격과 연계하여 특별 End_of_Alert 프레임을 전송함으로써 IBSS WLAN에서 전력을 관리함에 있어 최상의 모드로 간주되는 것과 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 개시되어 있는 실시예에 제한되지 않고, 그와 반대로 첨부된 청구항의 사상 및 범주 내에 포함된 다양한 수정 및 등가의 배열을 포함하려 한다.

Claims

다수의 무선국(STA)(100)을 갖는 네트워크에서 전력을 관리하는 방법에 있어서,

상기 다수의 STA(100)의 수신지 STA(100)에 전송될 STA(100)에 의해 버퍼링된 데이터 프레임(365)에 대응하는 Data_Alert 프레임(350)을 전송하는 단계와,

상기 STA(100)가 전송할 Data_Alert 프레임(350)을 더 이상 가지고 있지 않은 경우, 특별 End_of_Alert 프레임을 전송하는 단계와,

상기 특별 End_of_Alert 프레임이 성공적으로 전송된 경우, 또는 상기 다수의 STA(100)의 또 다른 STA(100)에 의해 전송된 End_of_Alert 또는 데이터 프레임(365)이 검출된 경우,

(a) 전송될 임의의 데이터 프레임(365)을 전송하는 단계와,

(b) 수신될 임의의 데이터 프레임(375)을 수신하는 단계와,

(c) 전송될(365) 또는 수신될(375) 데이터가 없는 경우 저전력 모드로 들어가는 단계

를 포함하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 네트워크는 IEEE 802.11 독립 기본 서비스 세트(Independent Basic Service Set; ZIBSS) WLAN인 방법.
Ad-hoc 트래픽 표시 메시지(ATIM) 윈도우(340)와 그의 뒤를 잇는 데이터 프레임 전송 윈도우(345)로 구성된 비콘 간격(300)을 갖는 IEEE 802.11 독립 기본 서비스 세트(IBSS) 무선 근거리 통신망(WLAN)에서 전력을 보존하는 방법에 있어서,

청구항 1의 방법에 의해 상기 비콘 간격(300)을 대체하는 단계를 포함하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 전송 단계는 백오프 프로시저에서 특별한 긴 프레임간 간격 즉 LIFS를 사용하여 분산형 조정 함수(DCF) 프레임간 간격(DIFS)를 사용하는 다른 프레임과 매체를 두고 경쟁하는 것을 해결하고, LIFS>DIFS인 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 STA(100)가 저전력 모드인 경우, 사전결정된 및 주기적인 목표 비콘 전송 시간(TBTT)(330)에서 상기 저전력 모드로부터 시동시키는 단계와,

상기 사전결정된 주기의 TBTT(330)에서, 비콘(310)을 전송하기 위해 상기 다수의 STA(100)의 다른 STA(100)와 경쟁하되, 상기 다수의 STA(100) 중 하나의 STA(100)만이 상기 비콘(310)을 전송하는 단계와,

상기 비콘(310)이 전송된 경우, 청구항 1의 단계를 수행하는 단계

를 더 포함하는 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 네트워크는 IEEE 802.11 독립 기본 서비스 세트(IBSS) 무선 근거리 통신망(WLAN)인 방법.
Ad-hoc 트래픽 표시 메시지(ATIM) 윈도우(340)와 그의 뒤를 잇는 데이터 프레임 전송 윈도우(345)로 구성된 비콘 간격(300)을 갖는 IEEE 802.11 독립 기본 서비스 세트(IBSS) 무선 근거리 통신망(WLAN)에서 전력을 보존하는 방법에 있어서,

청구항 6의 방법에 따라 상기 비콘 간격(300)을 대체하는 단계를 포함하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 STA(100)가 저전력 모드인 경우, 사전결정된 및 주기적인 목표 비콘 전송 시간(TBTT)(330)에서 상기 저전력 모드로부터 시동시키는 단계와,

상기 사전결정된 주기의 TBTT(330)에서, 비콘(310)을 전송하기 위해 상기 다수의 STA(100)의 다른 STA(100)와 경쟁하되, 상기 다수의 STA(100) 중 하나의 STA(100)만이 상기 비콘(310)을 전송하는 단계와,

상기 비콘(310)이 전송된 경우, 청구항 1의 단계를 수행하는 단계

를 더 포함하는 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 네트워크는 IEEE 802.11 독립 기본 서비스 세트(IBSS) 무선 근거리 통신망(WLAN)인 방법.
Ad-hoc 트래픽 표시 메시지(ATIM) 윈도우(340)와 그의 뒤를 잇는 데이터 프레임 전송 윈도우(345)로 구성된 비콘 간격(300)을 갖는 IEEE 802.11 독립 기본 서비스 세트(IBSS) 무선 근거리 통신망(WLAN)에서 전력을 보존하는 방법에 있어서,

청구항 9의 방법에 따라 상기 비콘 간격(300)을 대체하는 단계를 포함하는 방법.
다수의 무선국(STA)(100)을 갖는 네트워크에서 전력을 관리하는 장치에 있어서,

제어 구성요소(280)를 포함하되,

상기 제어 구성요소(280)는,

(a) 적어도 하나의 패킷이 상기 다수의 STA(100) 중 하나의 STA(100)에 의해 버퍼링되고 특별 End_of_Alert 프레임을 전송하는 모든 수신지 STA(100)에 Data_Alert(350)를 전송하고,

(b) 상기 특별 End_of_Alert 프레임이 성공적으로 송신되었거나, 또는 상기 다수의 STA(100)의 또 다른 STA(100)에 의해 전송된 End_of_Alert 또는 데이터 프레임(365)이 검출되는 경우,

i. 모든 데이터 프레임을 송신(365) 및 수신(385)하는 단계와

ii. 상기 STA(100)에 의해 전송(365) 또는 수신될 데이터 프레임이 없는 경우, 상기 STA(100)를 전력 절약 모드로 설정하는 단계

를 수행하도록

구성된 제어 로직을 포함하는

장치.
제 11 항에 있어서,

상기 WLAN은 Ad-hoc 트래픽 표시 메시지(ATIM) 윈도우(340)와 그의 뒤를 잇는 데이터 프레임 전송 윈도우(345)로 구성된 비콘 간격(300)을 갖는 IEEE 802.11 독립 기본 서비스 세트(IBSS) 무선 근거리 통신망(WLAN)이고, 상기 제어 로직은 상기 비콘 간격(300)을 대체하는 장치.
제 11 항에 있어서,

DCF 프레임간 간격(DIFS)을 사용하는 상기 특별 End_of_Alert 프레임과 또 다른 STA(100)에 의해 전송된 프레임 사이에서 매체를 두고 경쟁하는 것을 긴 프레임간 간격 LIFS를 사용하여 해결하되 LIFS>DIFS인 백오프 프로시저를 더 포함하는 장치.
제 11 항에 있어서,

상기 제어 구성요소(280)는 상기 STA(100)가 저전력 모드인 경우, 상기 제어 구성요소(280)가 사전결정된 목표 비콘 전송 시간(330)에서 주기적으로 시동시키도록 더 구성되고,

상기 다수의 STA(100)는 비콘(310)을 전송하기 위해 경쟁하는

장치.
제 12 항에 있어서,

상기 제어 구성요소(280)는 상기 STA(100)가 저전력 모드인 경우, 상기 제어 구성요소(280)가 사전결정된 목표 비콘 전송 시간(330)에서 주기적으로 시동시키도록 더 구성되고,

상기 다수의 STA(100)는 비콘(310)을 전송하기 위해 경쟁하는

장치.
제 13 항에 있어서,

상기 제어 구성요소(280)는 상기 STA(100)가 저전력 모드인 경우, 상기 제어 구성요소(280)가 사전결정된 목표 비콘 전송 시간(330)에서 주기적으로 시동시키도록 더 구성되고,

상기 다수의 STA(100)는 비콘(310)을 전송하기 위해 경쟁하는

장치.