JP2016506654A - 無線lanシステムのスロット方式チャネルアクセスにおけるバックオフ方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
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、隠されたノード問題(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てベクトル(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ヘッダー(header)の「duration」フィールドの値によって設定することができる。
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。
図14は、IEEE 802.11システムで用いられるフレーム構造の一例を説明するための図である。
APSD(Automatic Power Save Delivery)を支援できるAPは、ビーコンフレーム、プローブ応答フレーム、又は連携応答フレーム(又は、再連携応答フレーム)などのケーパビリティ情報フィールドにあるAPSDサブフィールドを用いて、APSDを支援できる旨をシグナルすることができる。APSDを支援できるSTAは、フレームのFCフィールドにあるPower Managementフィールドを用いて、アクティブモードで動作するか又はPSモードで動作するかを示すことができる。
図15は、既存のTIMベースチャネルアクセス方式を説明するための図である。
STAは、自身が割り当てられたチャネルアクセススロット以前にはドーズ(又は、スリープ)状態で動作することができる。STAは、自身が割り当てられたチャネルアクセススロットのスロット境界でウェイクアップしてEDCA方式で(すなわち、競合方式で)チャネルアクセスを始めることができる。
図19は、本発明に係るスロットベースチャネルアクセスの一例を説明するための図である。
STAは、ビーコンフレームを受信した後、ビーコンフレームに含まれたTIMから、自身が受信すべきバッファされたフレームがあるか否かを確認することができる。バッファされたフレームを受信するために、STAは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る。
Claims (9)
- 無線LANシステムにおいてステーション(STA)が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)から前記STAに関するRAW設定情報を受信するステップと、
前記RAW内でチャネルアクセスのために第2バックオフ機能状態を用いてバックオフ過程を行うステップと、
前記RAWが終了すると、第1バックオフ機能状態を用いてバックオフ過程を行うステップと、
を有し、
前記STAは、前記RAW外で用いられる前記第1バックオフ機能状態と前記RAW内で用いられる前記第2バックオフ機能状態とを含む複数個のバックオフ機能状態を維持する、チャネルアクセス方法。 - 前記RAW以前に実行中のバックオフ過程が存在する場合、前記RAWの開始で、前記RAW以前に実行中のバックオフ過程は保留される、請求項1に記載のチャネルアクセス方法。
- 前記RAWの開始で、前記RAW以前に実行中のバックオフ過程に対する前記バックオフ機能状態は、前記第1バックオフ機能状態として保存される、請求項2に記載のチャネルアクセス方法。
- 前記RAWの終了で、前記保存された第1バックオフ機能状態が復元され、前記RAW以前に実行中だったバックオフ過程が再開される、請求項3に記載のチャネルアクセス方法。
- 前記第1バックオフ機能状態が保存されていないと、前記RAWが終了する場合に行われるバックオフ過程は、新しいバックオフ過程として行われる、請求項1に記載のチャネルアクセス方法。
- 前記RAW設定情報によってクロススロット境界が許容されない場合、前記RAW内で前記STAに割り当てられた一つ以上のスロット内でのみバックオフカウントダウンが行われる、請求項1に記載のチャネルアクセス方法。
- 前記RAW設定情報によってクロススロット境界が許容される場合、前記RAW内で前記STAに割り当てられたスロット後にバックオフカウントダウンが行われる、請求項1に記載のチャネルアクセス方法。
- 前記バックオフ過程は。EDCAに基づいて行われる、請求項1に記載のチャネルアクセス方法。
- 無線LAN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、
メモリと、
を備え、
前記プロセッサは、アクセスポイント(AP)から前記STA装置に関するRAW設定情報を前記送受信器を用いて受信し、前記RAW内でチャネルアクセスのために第2バックオフ機能状態を用いてバックオフ過程を行い、前記RAWが終了すると、第1バックオフ機能状態を用いてバックオフ過程を行うように設定され、
前記メモリは、前記RAW外で用いられる前記第1バックオフ機能状態と前記RAW内で用いられる前記第2バックオフ機能状態とを含む複数個のバックオフ機能状態を維持する、チャネルアクセスSTA装置。
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