JP5054786B2 - 固定ワイヤレス局のためのwake−on−WLAN - Google Patents

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Description

本発明は、一般には、ワイヤレス・ネットワークに関し、より詳しくは、固定ノードを含むワイヤレス・ネットワークに関する。
今日のデスクトップおよびラップトップ・コンピュータは、ワイヤレス・ネットワーク内でネットワーク・ノードすなわち「局」として機能するワイヤレス・ネットワーク・インターフェイス・カード(WNIC:wireless network interface card)を含み得る。一般に、これらのコンピュータは、「アウェイク」電源状態、または「スリープ」電源状態がある。アウェイク電源状態では、WNICとコンピュータの残りの部分(ホスト・システム)の両方が電源投入されており、動作モードにある。スリープ電源状態では、状態情報がディスク/RAMにサスペンドされた状態でホスト・システムへの電源が遮断され、WNICの電源は切られる。アウェイク状態と比べて、スリープ状態は、電力消費を著しく低減させることができるが、しかし、コンピュータは、WNICの電源が切られるので、スリープ状態にあるときにはワイヤレス・ネットワーク・トラフィックを受信することができない。
有線ネットワーク内の一部のネットワーク・ノードは、有線ネットワークを介して既知のパケット・パターンを受信するときにノードがスリープ状態からアウェイク状態に切り換わることを可能にするための「wake−on−LAN」機構を含む。「すべてワイヤレスの」企業集団が発展するにつれて、企業は、ワイヤレス・ネットワーク内にwake−on−LAN機能性を実装したいと望む。残念ながら、既知のwake−on−LAN機構は、ワイヤレス・ネットワーク内では、様々な理由により問題となる。たとえば、WNICは、システムがスリープ状態にある間、WNIC内に格納された鍵をリフレッシュすることができないので鍵が失効していることがあるという理由により、パケットを復号できないことがある。また、たとえば、局とアクセス・ポイントの関連付けは、WNICがスリープしている間に失われることがある。
ワイヤレス・ネットワークの図である。 ワイヤレス・ネットワーク内のメッセージ・フローを示す図である。 モバイル・ページングの実施形態の例示的なページング発見メッセージを示す図である。 ワイヤレス・ネットワーク内のメッセージ・フローを示す図である。 例示的なページング構成通信を示す図である。 ワイヤレス・ネットワーク内のメッセージ・フローを示す図である。 ワイヤレス・ネットワーク内のメッセージ・フローを示す図である。 ワイヤレス・ネットワーク内のメッセージ・フローを示す図である。 本発明の様々な実施形態によるフローチャートである。 固定ページング実施形態の例示的なページング発見メッセージを示す図である。 例示的なページング構成通信を示す図である。 方法実施形態のフローチャートである。 方法実施形態のフローチャートである。 本発明の様々な実施形態によるシステム図である。
以下の詳細な説明では、本発明が実施され得る具体的な実施形態を例として示す添付の図面を参照する。これらの実施形態について、当業者が本発明を実施するために十分詳細に述べられる。本発明の様々な実施形態は、それぞれ異なるが、必ずしも相互排除的ではないことを理解されたい。たとえば、一実施形態に関連して本明細書に述べられた特定の特徴、構造または特性は、本発明の思想および範囲から逸脱せずに他の実施形態内で実施され得る。さらに、開示された各実施形態内の個々の要素の位置または配置は、本発明の思想および範囲から逸脱せずに修正され得ることを理解されたい。したがって、下記の詳細な説明は、限定的な意味で解釈すべきではなく、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって権利が及ぶ均等物の全範囲と共に、適切に解釈された添付の特許請求の範囲によって定義される。図面では、同じ数字は、複数の図を通して同じまたは類似の機能性に及ぶ。
本発明の様々な実施形態は、ページング表示メッセージ(PIM:paging indication message)および/またはトラフィック表示マップ(TIM:traffic indication map)を使用したワイヤレス・ネットワーク局のページングによるwake−on−WLAN機能性を提供する。このwake−on−WLAN機能性は、ある期間の間、局がアイドル状態であった後にネットワーク・リソースがワイヤレス・ネットワーク局に到達することを可能にする。様々な実施形態は、局がアクセス・ポイントに関連付けられない場合もwake−on−WLAN機能性を提供する。wake−on−WLAN機能性の例示的な応用例には、ITの夜間更新、自宅から作業する間の企業コンピュータへの遠隔アクセス、およびアイドル状態のマルチメディア・サーバへのビデオ・ストリーミングの開始が含まれる。本明細書の以下の部分では、PIMおよび/またはTIMを使用した移動および固定のワイヤレス・ネットワーク・ノードのページングによって提供されるwake−on−WLAN機能性について述べる。
PIMを使用した移動ワイヤレスSTAのwake−on−WLAN
移動ネットワーク・ノード局(STA)は、アクセス・ポイント(AP:access point)から別のアクセス・ポイントにローミングし得る。この節では、AP間で移動し得る移動局のページングについて述べる。一般に、ネットワーク内の局(STA:station)は、「ページング・モード」と呼ばれるアイドル状態に入り、呼び出されるときにアイドル状態から出る。STAは、ページング表示メッセージ(PIM)を含むページング・メッセージがブロードキャストされるページング間隔(ページング・コントローラによって知らされる)の前に「目覚め」、着信パケットがあるとき、ページング・コントローラによって呼び出される準備が整っている。一部の実施形態では、STAは、ページング・モードに入るとき、すべてのAPとの関連付けを解除する(disassociate)。呼び出されるとき、STAは、最も前に関連付けられたアクセス・ポイントに再び関連付けし、または新しいアクセス・ポイントに関連付ける。
図1を参照すると、本発明の様々な実施形態によるネットワーク200のページング・アーキテクチュアが概略的に示されている。ページング・アーキテクチュアは、たとえば、第1のページング領域202と、第2のページング領域204と、ページング・グループ206と、ページング・コントローラ208とを含む。ネットワーク200は、本発明の範囲から逸脱せずに、任意の数のページング領域およびページング・グループを含んでもよい。
一部の実施形態では、ネットワーク200は、ワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク(WLAN:wireless local area network)である。たとえば、移動局212またはアクセス・ポイント210の1またはそれ以上は、ANSI/IEEE規格802.11、1999年版など、ワイヤレス・ネットワーク規格に従って動作し得るが、これは、本発明の制約ではない。本明細書では、用語「802.11」は、それだけに限らないが1999年版を含めて、過去、現在または将来のいずれかのIEEE 802.11規格を指す。
ページング領域は、1またはそれ以上のAP 210を含む。ページング領域は、一意のページング領域識別(ID)を有し、それによって、STA 212は、それが関連付けられるページング領域を識別することを可能にする。
ページング・グループは、ページング領域内にあり、STAに近いAPのリストを含む。本発明の例示的な一実施形態では、ページング・グループは、IEEE 802.11K(2004年)に定義された近隣レポート(Neighbor Report)と同じである。ページング・グループは、それが1またはそれ以上のページング領域内にあるように、複数のページング領域に重なってもよい。
ページング・コントローラは、位置更新などのページング機能性の管理、ならびにページング要求への応答および/またはPIMを含むページング・メッセージのブロードキャストを行う責任を担う。ページング・コントローラは、位置サーバ(GPSなど)、および/または着信パケットをバッファリングし、ページング・コントローラからのページング・メッセージを構成することができるワイヤレス・ルータと同じ場所に置かれてもよい。
ページング・プロトコルは、本発明の様々な実施形態に従って定義される。ページング・プロトコルは、複数のアクセス・ポイントを含むワイヤレス・ネットワーク内のページング機構を可能にするメッセージを提供する。様々なメッセージの例には、ページング発見メッセージ、ページング登録メッセージ、構成メッセージ、位置更新メッセージ、ページング・コマンド・メッセージ、ページング・メッセージおよびPIMが含まれる。
ページング・プロキシもまた、本発明の様々な実施形態に従って定義される。ページング・プロキシは、ページング・コントローラとSTAとの間でページング・プロトコル・メッセージを中継する責任を担う。ページング・プロキシは、それがページング・モードにあるときにSTAのための着信パケットをバッファリングし、所与のSTAについてページング・コントローラからPIMをトリガする責任も担う。
図2を参照して、本発明の様々な実施形態による、ページング発見メッセージの一例、およびメッセージ交換フローについて述べられる。STAは、少なくとも1つのページング領域を含むネットワークに入り、ページング領域内の1またはそれ以上のAPからビーコンを受信する。これらのビーコンは、使用可能なページング機能性について領域内のSTAに知らせるためのページング発見メッセージを含む。
図3は、移動ページング実施形態の例示的なページング発見メッセージを示している。メッセージ300は、要素ID 302と、長さフィールド304と、ページング・グループID 306と、ページング間隔308と、DPIMカウント310と、ページング・コントローラID 312とを含む。要素ID 302および長さフィールド304は、パケット管理用のオーバーヘッド・フィールドである。ページング・グループID 306は、ブロードキャスト側APが属するページング・グループを識別し、ページング間隔308は、ページング・メッセージが送信される所定の時間間隔である。DPIMカウント310は、次のPIMがいつ送信されるか識別するカウント値を含み、ページング・コントローラID 312は、APが属するページング・グループにサービスするページング・コントローラを識別する。
次に図2に参照して述べると、STAは、選択されたAPに関連付け要求を送信し、APは、関連付けを確認の応答を行う。この時点で、STAは、この特定のページング領域およびページング・グループに関連付けられ、この時点で、APは、APページング・プロキシである。
図4および5を参照して、本発明の様々な実施形態による、構成メッセージの例、およびその送信について述べられる。ページング構成要求/応答サイクルは、STAをページング・サービスに登録するために使用され、その後、STAは、「アイドル」状態に入れられる。
例示的なページング構成要求は、図5のステップ510に示されている。要求510は、要素ID 512と、長さフィールド514と、要求タイプ516と、ページング・グループID 518と、STAアドレス520と、ページング・コントローラID 522とを含む。要素ID 512および長さフィールド514は、パケット管理用のオーバーヘッド・フィールドである。要求タイプ516は、要求のタイプを識別し、ページング・グループID 518は、STAが一部をなすページング・グループを指定する。STAアドレス520は、要求を送信する局を識別する。一部の実施形態では、STAアドレスは、局のメディア・アクセス制御層(MAC:media access control layer)アドレスに対応し得る。ページング・コントローラID 522は、STAがページングを制御すると見込むページング・コントローラを指定する。
例示的なページング構成応答は、図5の530に示されている。応答530は、要素ID 532と、長さフィールド534と、応答状況536と、ページング・グループID 538と、ページングID 540と、STAアドレス542と、ページング・コントローラID 544とを含む。要素ID 532および長さフィールド534は、パケット管理用のオーバーヘッド・フィールドである。応答状況536は、構成要求の状況に関するAPおよび/またはページング・コントローラからの情報を提供する。ページング・グループID 538は、STAが割り当てられるページング・グループを指定する。ページングID 540は、STAに割り当てられたIDである。ページング操作の間、ページングIDは、どのSTAが呼び出されているか指定する。STAアドレス542は、STAアドレス520を繰り返し、ページング・コントローラID 544は、STAが割り当てられたページング・コントローラを指定する。
サービスへの登録によりSTAは、図5に示された情報に加えて、以前に提供されていない場合にはページング・メッセージをセキュリティ保護するためのページング鍵情報、およびページング間隔情報を取得してもよい。APページング・プロキシは、構成メッセージを受信し、STAをAPページング・プロキシにうまく関連付け、または再び関連付けた後に、この情報をページング・コントローラと交換する。したがって、STAは、ページング登録を要求する構成メッセージをAPページング・プロキシに送信し、このAPページング・プロキシは、それをページング・コントローラに転送する。ページング・コントローラは、ページング応答メッセージをAPページング・プロキシに返送し、このAPページング・プロキシは、それをSTAに転送する。ここで、STAは、ページング・サービス用のページング・コントローラに登録される。
この時点で、STAは、本明細書では「ページング・モード」とも呼ばれる「アイドル状態」に置かれる。STAは、APとの関連付けを解除し、ページング・モードの間、低電源状態に入ってもよい。STAは、下記にさらに述べられるように、PIMでページング・メッセージを受信するために目覚める。
図6を参照して、本発明の様々な実施形態による、ページング・コマンド・メッセージのための例示的なメッセージング・フローについて述べられる。ページング・コマンド・メッセージは、APページング・プロキシによって使用される。APページング・プロキシは、所与のSTAのページング状態についてページング・コントローラに問い合わせるためにこのメッセージを使用する。APページング・プロキシは、STAを呼び出すためにページング・コントローラからSTAに送信されるページング・メッセージをトリガするために、ページング・コマンド・メッセージを送信することもできる。たとえば、STAがページング・モードを終了しており、次のページング間隔を待たずに、それが呼び出されたかどうか確かめたい場合、APプロキシは、ページング・コマンド・メッセージを送信してもよい。
図7を参照して、本発明の様々な実施形態による、位置更新メッセージおよびメッセージ交換フローの一例について述べられる。STAは、その現在のBSS IDまたはBSS IDセット(近隣レポート内のAPのリスト)に関してページング・コントローラに通知するために、こうしたメッセージを使用する。STAは、たとえば、現在のBSS IDが最後のBSS IDと異なると決定するときに位置更新メッセージを送信し、それによって、STAが移動しており、新しいページング・グループおよび/または新しいページング領域、さらには新しいネットワークの中にいることを示してもよい。STAは、新しいAPに関連付け、そのページング・コンテキスト(鍵材料、およびページング・コントローラIDも変わっている場合にはページング・コントローラID)を再構成する。本発明の一実施形態によれば、ページング・コントローラは、STAに関連する位置更新タイマを維持する。STAが所定の時間量内にページング・コントローラでその位置を更新しない場合、ページング・コントローラは、STAがページング領域、またはページング・コントローラによって制御された領域を離れていると見なすので、そのページングSTAリストからSTAを削除する。
図8を参照して、本発明の様々な実施形態による、ページング・メッセージの一例およびメッセージ交換フローについて述べられ得る。ページング・メッセージは、各ページング間隔の間に、ページング・コントローラからAP、またはページング・グループ内の1組のAPに送信される。それぞれのページング・メッセージは、パケット内に0またはそれ以上のPIMを含んでもよい。一部の実施形態では、PIMは、各ビット位置がページングIDに対応する、一連のビット位置を含む。対応するビットがPIM内に設定された局は、呼び出されている。他の実施形態では、PIMは、ページングIDを含むメッセージ、およびSTAについての他の任意のページング必要情報も含む。ページング間隔内にSTAについて2つ以上のPIMがある場合、ページング・コントローラは、それぞれの到着順を有するすべてのPIMを1つのページング・メッセージ内に入れる。ページング・メッセージは、個々のSTAページング鍵で暗号化される。
STAは、ページング・モードに入ると、ページング・メッセージを受信するために、ページング・モードを各ページング間隔の前に終了してもよいし、2つ以上のページング間隔が経過した後のページング間隔の前に終了してもよい。終了は、自動的に行われてもよいし、ユーザによってトリガされてもよい。STAは、いずれかのPIMを求めて、APからのページング・メッセージをチェックし、それが確かに存在しており、またはページングされているかどうか判断するためにPIMを復号する。ページング・メッセージがSTAのPIMを含まず、STAが呼び出されてないことを示す場合は、それは、ページング・モードに再び入ってもよい。しかし、ページング・メッセージがSTAのいずれかのPIMを含み、それによって、STAが確かにページングされたことを示す場合は、STAは、変更を保証できるほど十分に移動していないならば、APページング・プロキシに再び関連付けてもよい。あるいは、STAは、新しいAPに、必要であれば新しいページング領域に、必要であれば新しいページング・コントローラにも関連付けてもよい。
したがって、図9を参照すると、本発明の様々な実施形態によるページング機構の例示的な操作は、ブロック800で、STAのネットワークに入る手順の間、STAは、ワイヤレス・ネットワークがたとえば1またはそれ以上のAPからビーコンを受信することによってページング機構をサポートすることを発見することを含み得る。STAは、ページング領域およびAPページング・プロキシに関連付ける。ブロック810で、STAは、ページング・コンテキスト(ページング領域鍵、ページングID、ページング領域ID、および/またはページング間隔)を構成してもよい。STAは、APと交換された1またはそれ以上の構成メッセージによってページング・コンテキストを構成してもよく、ページング領域、およびページング・グループの一部をなすAPページング・プロキシに関連付ける。STAは、ページング・モードに入ることを決定してもよく、ブロック820で、APページング・プロキシを介して、構成メッセージまたは位置更新メッセージを送信することによってページング・コントローラに通知してもよい。APページング・プロキシを介して、ページング・コントローラから戻された肯定応答を受信すると、STAは、ブロック830で、ページング・モードに入る。一般に、これは、MAC層およびPHY層の電源を切ることを含む。ページングが必要な場合、ページング・コントローラは、STAの知られている最後の位置に基づいて、STAがそれを通してページングされ得るページング・グループを決定する。STAは、ブロック840で、ページング間隔の前にページング・モードを終了する。ページング・コントローラは、ブロック850で、ページング・グループAPのリストの少なくとも1つのAPにページング・メッセージを送信する。ページング・グループAPは、ページング間隔の間にページング・メッセージを中継しブロードキャストし、STAは、受信する。STAは、いずれかのPIMを求めてページング・メッセージをチェックし、それを復号して、ブロック860で、それが確かにページングされたことを示す、それに宛てられたPIMがあるかどうか確かめる。ブロック870〜900で留意されるように、STAは、呼び出されている場合、APに関連付け、STAが変更を保証できるほど十分には移動していない場合は元のAPページング・プロキシに、または新しいAPに再び関連付け、ネットワーク内の通信を再開する。それは、ページングされていない場合、ページング・モードに再び入ってもよい。
PIMを使用した固定ワイヤレスSTAのwake−on−WLAN
固定STAについてのこれらのwake−on−WLAN実施形態は、移動局に関して上記に述べられたアイドル・モードおよびページング方式を拡張するものである。一般に、固定STAは、2つ以上のアクセス・ポイントにはめったに関連付けない。たとえば、固定STAは、ワイヤレス・ネットワーク・インターフェイス・カード(WNIC)を備えたデスクトップ・コンピュータであってもよい。固定STAページング実施形態は、STA、AP、ページング・プロキシおよびページング・コントローラの間の対話を単純にするために、STAの固定の性質を利用する。
移動局の実施形態に関して上記に述べられたように、アクセス・ポイントは、ビーコンでページング能力を伝える。一部の実施形態では、アクセス・ポイントは、ページング発見メッセージで、固定ページング・サービスを提供できることを伝えてもよい。
図10は、固定ページング実施形態の例示的なページング発見メッセージを示している。メッセージ1000は、要素ID 1002と、長さフィールド1004と、ページング・グループID 1006と、ページング間隔1008と、DPIMカウント1010と、ページング・コントローラID 1012とを含む。要素ID 1002および長さフィールド1004は、パケット管理用のオーバーヘッド・フィールドである。ページング・グループID 1006は、ブロードキャスト側APが属するページング・グループを識別し、ページング間隔1008は、ページング・メッセージが送信される所定の時間間隔である。DPIMカウント1010は、次のPIMがいつ送信されるか識別するカウント値を含み、ページング・コントローラID 1012は、APが属するページング・グループにサービスするページング・コントローラを識別する。
図10に示されるように、ビーコンを送信するAPによって固定ページングだけがサポートされる場合、特定のフィールドはオプションである。オプションのフィールドは、アクセス・ポイントがページング・コントローラとして機能し得るので、ページング・コントローラIDを含む。移動と固定の両方のページング実施形態をサポートする実施形態では、オプションのフィールドが含まれる。固定ページング・サポートを知らせる場合、APは、ゼロ値を有するページング・グループIDを含む。固定ページング・サポートを示すために、0以外の値が使用されてもよい。
出ていくトラフィックがなく、またアクティブなアプリケーションがない場合、固定装置は、アイドル状態(ページング・モード)に入ってもよい。固定STAがアイドル状態に入ることを望む場合、STAは、図4を参照して上述されたようにページング構成要求を送信するが、要求のフォーマットは、固定ページング・サポートの存在に基づいて異なり得る。同様に、アクセス・ポイントは、要求への応答を提供してもよい。この場合もやはり、要求は、固定ページング・サポートの存在に基づいて、上記で述べられたものとは異なり得る。構成要求および応答の例示的な固定ページング実施形態は、図11に示されている。
例示的な固定ページング構成要求は、図1の1110に示されている。要求1110は、要素ID 1112と、長さフィールド1114と、要求タイプ1116と、ページング・グループID 1118と、STAアドレス1120と、ページング・コントローラID 522とを含む。要素ID 1112および長さフィールド1114は、パケット管理用のオーバーヘッド・フィールドである。要求タイプ1116は、要求のタイプを識別し、ページング・グループID 1118は、STAが一部をなすページング・グループを指定する。STAアドレス1120は、要求を送信する局を識別する。一部の実施形態では、STAアドレスは、局のメディア・アクセス制御層(MAC:media access control layer)アドレスに対応し得る。ページング・コントローラID 1122は、STAがページングを制御すると見込むページング・コントローラを指定する。
例示的なページング構成応答は、図11の1130に示されている。応答1130は、要素ID 1132と、長さフィールド1134と、応答状況1136と、ページング・グループID 1138と、ページングID 1140と、STAアドレス1142と、ページング・コントローラID 1144とを含む。要素ID 1132および長さフィールド1134は、パケット管理用のオーバーヘッド・フィールドである。応答状況1136は、構成要求の状況に関して、APおよび/またはページング・コントローラから情報を提供する。ページング・グループID 1138は、STAが割り当てられるページング・グループを指定する。ページングID 1140は、STAに割り当てられたIDである。ページング操作の間、ページングIDは、どのSTAが呼び出されているか指定する。STAアドレス1142は、STAアドレス1120を繰り返し、ページング・コントローラID 1144は、STAが割り当てられたページング・コントローラを指定する。
一部の実施形態では、STAは、ページング・グループIDがゼロに設定された状態の構成要求を送信する。ページング・グループID値のゼロは、装置が固定であり、ページング・サービスは、関連する現在のAPエリア内のSTAを呼び出すことができることを示す。ページング・グループIDがゼロに設定される場合、STAアドレス・フィールドおよびページング・コントローラIDフィールドは、現在のAPがページング・サーバとなるので、オプションのフィールドである。
AP(ページング・サーバ)は、wake−on IDとして使用されるページングID 1140を割り当てる。APは、ページングIDと、ゼロの値を有するページング・グループIDを含む要求側装置に構成応答を送信する。STAアドレス・フィールドおよびページング・コントローラIDフィールドは、オプションである。
STAは、ページング・サービスに登録することによって、図11に示された情報に加えて、以前に提供されていない場合にはページング・メッセージをセキュリティ保護するためのページング鍵情報、およびページング間隔情報を取得してもよい。ここで、STAは、ページング・サービス用のページング・コントローラに登録される。
この時点で、STAは、本明細書では「ページング・モード」とも呼ばれるアイドル状態に置かれる。STAは、APとの関連付けを解除し、ページング・モードの間、低電源状態に入ってもよい。STAは、下記にさらに述べられるように、PIM内のページング・メッセージを受信するために目覚める。
動作において、STAは、STAへのwake−onイベントがあるかどうか確かめるために、ページング間隔ごとに目覚めてページング表示メッセージ(PIM)をチェックする。STAに向けられたトラフィックがある場合、APは、ページングIDを使用して、PIMによってSTAを起こす。APは、APがSTAからアイドル・モード終了要求を受信し、またはページング操作が失敗するまで、アイドル・モードSTAのアイドル状態を維持する。APがSTAを呼び出し、または起こそうとするが、STAがアイドル・モード終了要求フレームで応答しない場合、APは、STAのアイドル・モード状況をもはや維持しないことを決定してもよい。
アイドル・モードSTAがページを受信するとき、アイドル・モードSTAは、ホスト・システムを起こす。アイドル・モードSTAは、アイドル・モードを終了するために、APにアイドル・モード終了要求を送信する。STAの鍵または関連付けが失効する場合、アイドル・モードSTAは、再関連付け要求を送信し、再関連付け要求にアイドル・モード終了要求を載せて運ぶ。
TIMを使用した固定ワイヤレスSTAのwake−on−WLAN
これらの実施形態では、STAがアクセス・ポイントにもはや関連付けられない後でもwake−on−WLAN機能性を提供するために、トラフィック表示マップ(TIM)が使用される。たとえば、以前の関連付けIDは、もはや関連付けらない局のために保存され得る。APが固定STAを起こすことを望む場合、トラフィックが待機していることを示すために、適切なビットがTIM内に設定される。これは、局がアクセス・ポイントに現在関連付けられていようが、それとの関連付けが解除されていようが行われる。固定STAを識別するために使用されるIDは、wake−on IDと呼ばれる。wake−on IDは、局がアイドル・モードに入るときのSTAの現在の関連付けIDを含む任意の適切な識別子であり得る。
STAは、wake−on間隔ごとに目覚めて、STAへのwake−onイベントがあるかどうか確かめる。wake−on間隔は、複数のビーコン間隔として表現され、比較的大きい数であり得る。たとえば、STAが目覚めているときの通常動作において、STAは、トラフィックがないかチェックするために、各TIMをリスンしてもよい。それとは対照的に、STAは、アイドル・モードにある場合は、TIM内にwake−onイベントがないかチェックするために、数分または数時間おきにだけ目覚めてもよい。一部の実施形態では、wake−on間隔は、アイドル・モード局(アイドル・モード・リスン間隔)の間、再交渉されたリスン間隔であってもよい。
出ていくトラフィックがなく、またアクティブなアプリケーションがない場合、固定装置は、電力を節約するためにアイドル状態に入ってもよい。STAは、関連するAPに、示唆されたwake−on間隔フィールドを含むアイドル・モード要求を送信する。関連するAPは、APによって推奨されたwake−on間隔を含むアイドル・モード応答で応答する。一部の実施形態では、APはwake−on IDとして現在の関連付けIDを使用し、STAがアイドル・モードから出るまで、関連付けIDをSTAに有効にしておく。STAは、アイドル・モード応答を受信すると、アイドル・モードに入る。一部の実施形態では、STAは、アイドル・モードに入ると、意図的に関連付けを解除してもよい。他の実施形態では、STAは、アイドル・モードに入った直後は関連付けられたままであり得るが、アイドル・モードの間は、関連付けを解除されてもよい。いずれの場合も、STAは、アクセス・ポイントに関連付けられていない間、TIM内のwake−onイベントに応答し得る。
STAは、wake−on間隔ごとに目覚めて、STAへのwake−onイベントがあるかどうか確かめる。STAに向けられたトラフィックがある場合、APは、(恐らく終了した)関連付けIDを使用してTIMによってSTAを起こす。APは、STAからアイドル・モード終了要求を受信するまで、アイドル・モードSTAのアイドル状態を維持する。APは、STAを起こそうとするが、STAがアイドル・モード終了要求フレームで応答しない場合、STAのためのアイドル・モード状況をもはや維持しないことを決定してもよい。
アイドル・モードSTAがwake−onイベントを受信するとき、アイドル・モードSTAは、ホスト・システムを起こす。アイドル・モードSTAは、APにアイドル・モードを終了するように求めるアイドル・モード終了要求を送信する。STAの鍵または関連付けが失効する場合、アイドル・モードSTAは、再関連付け要求を送信し、アイドル・モード終了要求を再関連付け要求に載せて運ぶ。
図12は、アクセス・ポイントによって行われる動作のフローチャートを示している。1210で、APは、局から、アイドル・モード要求を受信する。1220で、APは、wake−on−LAN通知のための局の関連付けIDを保存する。1230で、APは、局にアイドル・モード応答を送信する。
APは、局がアイドル・モードに入ることを可能にした後に、保存された関連付けIDによりアイドル・モード局を追跡する。wake−onイベントの発生の前に、局との関連付けは、失効し得る。APは、関連付けが失効した後でもアイドル・モード局の追跡を継続する。
1240で、APは、局を起こす必要があるかどうか判断する。そうである場合、APは、1250で、wake−on間隔を待機し、1260で、TIM内に、保存された関連付けIDに対応するビットを設定する。APが1270で局からアイドル・モード終了要求を受信する場合は、1290で、APと局は、通常に通信する。アイドル・モード終了要求が受信されない場合は、APは、1280で、関連付けIDを無効にする。1280の後、APは、アイドル・モードにあるとしてその局をもはや追跡しない。
図13は、局によって行われる動作のフローチャートを示している。1310で、局は、APにアイドル・モード要求を送信し、1320で、局は、APからアイドル・モード応答を受信し、1330で、局は、アイドル・モードに入る。上述されたように、アイドル・モード要求およびアイドル・モード応答は、wake−on間隔などのフィールドを含んでもよい。wake−on間隔は、ビーコン間隔の数で表現され、APとの関連付けが失効するほどの長さを含めて、局が長い期間の間アイドル・モードにとどまることを可能にする大きい数であってもよい。
1340で、APとの関連付けが失効する。このブロックは、関連付けが、wake−onイベントの発生の前に局がどれほどの期間アイドル・モードにあるかに応じて失効することも、失効しないこともあることを示すために、点線で示されている。1350で、局は、1310/1320のアイドル・モード要求/応答時の局の関連付けIDに対応するTIMビットをチェックするために、wake−on間隔ごとに目覚める。局は、関連付けが失効した場合でもこのTIMビットをチェックする。
TIMビットが設定されている場合、wake−on−WLANイベントが発生している。1370で、局は、必要ならば、APに再び関連付け、1380で、局は、ATにアイドル・モード終了要求を送信する。
PIM/TIMを使用した固定ワイヤレスSTAのwake−on−WLAN
本発明の様々な実施形態は、さらなるwake−on−WLAN機能性を提供するために、上述されたPIM実施形態とTIM実施形態を組み合わせる。たとえば、STAは、使用可能な場合に固定ページングに登録してもよく、またはTIMによりアイドル状態から目覚めさせるアイドル・モード要求を送信してもよい。これらの実施形態では、wake−on−IDは、PIM内に使用されるページングID、またはwake−on−WLAN機能を提供するためにTIM内で使用される関連付けIDに対応する。たとえば、wake−on−IDは、STAがページング・サービスに登録する場合はSTAのページングIDとすることができ、またはSTAがページング・サービスに登録しない場合は、STAの現在の関連付けIDとすることができる。
STAは、wake−on間隔ごとに目覚めて、STAへのwake−onイベントがあるかどうか確かめる。wake−on間隔は、複数のビーコン間隔であり、アイドル・モード局のために交渉されたwake−on間隔(アイドル・モード・リスン間隔)、またはSTAがページング・サービスに登録している場合にはページング間隔である。
アイドル状態に入るために、STAは、関連するAPに、オプションのページング要求要素またはwake−on間隔フィールドを伴うアイドル・モード要求を送信する。
ページング要求が指定される場合、APは、ページング・サービス論理エンティティ(ページング・コントローラ)にページング要求を転送する。ページング・サービスは、wake−on IDとしてページングIDを割り当てる。ページング要求が指定されない場合(固定ページングについてのみ)、APは、現在の関連付けIDをwake−on IDとして使用し、STAがアイドル・モードから出るまで、関連付けIDをSTAに有効のままにしておく。
APは、アイドル・モード要求内にページング要求が指定されていない場合は、ページングIDを含むアイドル・モード応答を要求側STAに送信する。そうでない場合は、APは、ページングIDを含まずにアイドル・モード・フレームで応答し、APは、現在の関連付けIDをwake−on IDとして使用し、STAがアイドル・モードから出るまで、関連付けIDをSTAに有効のままにしておく。
STAは、STAへのwake−onイベントがあるかどうか確かめるために、wake−on間隔ごとに目覚める。STAは、ページング・サービスに登録している場合は、ページング表示メッセージ(PIM)をチェックするために、ページング間隔ごとに目覚める。そうでない場合は、STAは、TIMをチェックするために、wake−on間隔ごとに目覚める。STAに宛てられたトラフィックがある場合は、APは、TIM(関連付けID)またはPIM(ページングID)によってSTAを起こす。
APは、APがSTAからアイドル・モード終了要求を受信し、またはページング/wake−on操作が失敗するまで、アイドル・モードSTAのアイドル状態を維持する。APがSTAを呼び出し、または起こそうとするが、STAがアイドル・モード終了要求フレームで応答しない場合、APは、STAのアイドル・モード状況をもはや維持しないことを決定してもよい。
アイドル・モードSTAがwake−onイベントを受信し(または呼び出される)場合、アイドル・モードSTAは、ホスト・システムを起こす。アイドル・モードSTAは、アイドル・モードを終了するためにアイドル・モード終了要求をAPに送信する。STAの鍵または関連付けが失効している場合は、アイドル・モードSTAは、再関連付け要求を送信し、再関連付け要求に載せてアイドル・モード終了要求を送信する。
図14は、本発明の様々な実施形態によるシステム図を示している。電子システム1400は、アンテナ1410と、物理層(PHY)1430と、メディア・アクセス制御(MAC)層1440と、イーサネット(登録商標)・インターフェイス1450と、プロセッサ1460と、メモリ1470とを含む。一部の実施形態では、電子システム1400は、固定ページング環境内で動作可能な局であってもよい。他の実施形態では、電子システム1400は、アクセス・ポイントとの現在の関連付けが失効した後でも、wake−onイベントがないかTIMをチェックする局であってもよい。たとえば、電子システム1400は、ワイヤレス・ネットワーク内で局212(図1)として使用されてもよい。一部の実施形態では、電子システム140は、アクセス・ポイント210(図1)などのアクセス・ポイントであってもよい。これらの実施形態では、電子システム1400は、固定ページング能力について伝えてもよく、あるいはその局との関連付けが終了した後でもアイドル・モード局を追跡してもよい。
一部の実施形態では、電子システム1400は、アクセス・ポイントまたは移動局、ならびに他の回路を含むシステムを表し得る。たとえば、一部の実施形態では、電子システム1400は、周辺装置または集積ユニットとしてアクセス・ポイントまたは移動局を含む、パーソナル・コンピュータ、ワークステーションなどのコンピュータであってもよい。さらに、電子システム1400は、ネットワーク内で共に結合される一連のアクセス・ポイントを含んでもよい。
動作において、システム1400は、アンテナ1410を使用して信号を送受信し、信号は、図14に示された様々な要素によって処理される。アンテナ1410は、アンテナ・アレーであっても、MIMO処理をサポートする任意のタイプのアンテナ構造であってもよい。システム1400は、802.11規格など、ワイヤレス・ネットワーク規格に部分的に準拠して動作してもよいし、完全に準拠して動作してもよい。
物理層(PHY)1430は、ワイヤレス・ネットワークと対話するためにアンテナ1410に結合される。PHY 1430は、無線周波数(RF)信号の送受信をサポートする回路を含んでもよい。たとえば、一部の実施形態では、PHY 1430は、信号を受信し、低雑音増幅(LNA:low noise amplification)、フィルタリング、周波数変換などの「フロントエンド」処理を実施するためのRF受信機を含む。さらに、一部の実施形態では、PHY 1430は、変換機構と、MIMO信号処理をサポートするビームフォーミング回路とを含む。また、たとえば一部の実施形態では、PHY 1430は、周波数アップコンバーションをサポートする回路と、RF送信機と含む。
メディア・アクセス制御(MAC)層1440は、任意の適切なメディア・アクセス制御層実装であってもよい。たとえば、MAC 640は、ソフトウェア、またはハードウェア、あるいはその組合せで実装されてもよい。一部の実施形態では、MAC 1440の一部は、ハードウェアで実装されてもよく、一部は、プロセッサ1460によって実行されるソフトウェアで実装されてもよい。さらに、MAC 1440は、プロセッサ1460と別個のプロセッサを含んでもよい。
動作において、プロセッサ1460は、メモリ1470から命令およびデータを読み出し、それに応答して動作を実施する。たとえば、プロセッサ1460は、メモリ1470から命令にアクセスし、図9、図12および図13に示された方法、または他の図を参照して述べられた方法など、本発明の方法実施形態を実施してもよい。プロセッサ1460は、それだけに限らないが、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラなど、任意のタイプのプロセッサを表す。
メモリ1470は、機械読取り可能な媒体を含む製品を表す。たとえば、メモリ1470は、ランダム・アクセス・メモリ(RAM:random access memory)、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ(DRAM:dynamic random access memory)、スタティック・ランダム・アクセス・メモリ(SRAM:static random access memory)、読取り専用メモリ(ROM:read only memory)、フラッシュ・メモリ、またはプロセッサ1460によって読取り可能な媒体を含む他の任意のタイプの製品を表す。メモリ1470は、本発明の様々な方法実施形態の実行を実施するための命令を格納してもよい。メモリ1470は、ビームフォーミング行列またはビームフォーミング・ベクトルの1またはそれ以上のコードブックを格納することもできる。
図14にシステム1400の様々な要素が別個に示されているが、プロセッサ1460、メモリ1470、イーサネット(登録商標)・インターフェイス1450およびMAC 1440の回路類を単一の集積回路に組み合わせる実施形態が存在する。たとえば、メモリ1470は、プロセッサ1460内の内部記憶装置とすることができ、またはプロセッサ1460内のマイクロプログラム制御ストアであってもよい。一部の実施形態では、システム1400の様々な要素は、別々にパッケージにされ、共通の回路ボードにマウントされてもよい。他の実施形態では、様々な要素は、マルチチップ・モジュールなど、一緒にパッケージされた別個の集積回路ダイであり、さらなる実施形態では、様々な要素は、同じ集積回路ダイ内にある。
イーサネット(登録商標)・インターフェイス1450は、電子システム1400と他のシステムとの間の通信を提供してもよい。たとえば、一部の実施形態では、電子システム1400は、有線ネットワークと通信し、または他のアクセス・ポイントと通信するためにイーサネット(登録商標)・インターフェイス1450を使用するアクセス・ポイントであってもよい。本発明の一部の実施形態は、イーサネット(登録商標)・インターフェイス1450を含まない。たとえば、一部の実施形態では、電子システム1400は、バスまたは他のタイプのポートを使用してコンピュータ(ホスト・システム)またはネットワークと通信するネットワーク・インターフェイス・カード(NIC)であってもよい。
本発明について特定の実施形態に関連して述べられているが、当業者には容易に理解されるように、本発明の精神および範囲から逸脱せずに、修正形態および変形形態が用いられてもよい。こうした修正形態および変形形態は、本発明および添付の請求項の範囲の範囲内にあると見なされる。

Claims (11)

  1. 局からアイドル・モード要求を受信する段階と、
    前記局との関連付けの失効以降も前記局の関連付けIDを保存する段階であって、前記関連付けIDは、失効した関連付けIDとなる、段階と、からなり、
    前記局を目覚めさせる必要がある場合、
    前記局がアイドル・モードを終了すことを示すために、前記失効した関連付けIDに対応するビットをIEEE802.11のトラフィック表示マップ(TIM)内に設定する段階と、
    前記局からアイドル・モードを終了する要求を前記局から受信する場合、wake−onイベントを前記局に送信する段階、
    前記関連付けIDが失効した関連付けIDである場合、前記局からの再関連付け要求の受信に応答して、前記局を再関連付けする段階、および
    アイドル・モードを終了する要求を前記局から受信しない場合、前記関連付けIDを無効にする段階、
    を含むことを特徴とする方法。
  2. 前記局からアイドル・モード要求を受信する段階は、wake−on間隔フィールドを受信する段階を含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
  3. アイドル・モード応答を送信する段階をさらに含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
  4. 前記アイドル・モード応答は、wake−on間隔フィールドを含むことを特徴とする請求項3記載の方法。
  5. 前記局をアイドル・モード局として追跡する段階をさらに含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
  6. 命令を保持するために適応した不揮発性の機械読取り可能な媒体を含む製品であって、前記命令がアクセスされたとき、機械は、
    局からアイドル・モード要求を受信する段階と、
    前記局との関連付けの失効以降も前記局の関連付けIDを保存する段階であって、前記関連付けIDは、失効した関連付けIDとなる、段階と、からなり、
    前記局を目覚めさせる必要がある場合、
    前記局がアイドル・モードを終了すことを示すために、前記失効した関連付けIDに対応するビットをIEEE802.11のトラフィック表示マップ(TIM)内に設定する段階と、
    前記局からアイドル・モードを終了する要求を前記局から受信する場合、wake−onイベントを前記局に送信する段階、
    前記関連付けIDが失効した関連付けIDである場合、前記局からの再関連付け要求の受信に応答して、前記局を再関連付けする段階、
    アイドル・モードを終了する要求を前記局から受信しない場合、前記関連付けIDを無効にする段階、
    を実行することを特徴とする製品。
  7. 前記局からアイドル・モード要求を受信する段階は、wake−on間隔フィールドを受信する段階を含むことを特徴とする請求項記載の製品。
  8. 前記命令がアクセスされたときに、前記マシンは、アイドル・モード応答を送信する段階をさらに実行することを特徴とする請求項記載の製品。
  9. 前記アイドル・モード応答は、wake−on間隔フィールドを含むことを特徴とする請求項記載の製品。
  10. アンテナと、
    前記アンテナに結合された物理層と、
    アイドル・モード局の失効した関連付けIDを保存するためのメディア・アクセス制御層と、を含む電子システムにおいて、前記電子システムが、
    前記局を目覚めさせる必要がある場合、
    wake−onイベントをトリガするために、前記失効した関連付けIDに対応するビットをIEEE802.11のトラフィック表示マップ(TIM)内に設定し、
    前記局からアイドル・モードを終了する要求を前記局から受信する場合、前記局へのwake−onイベントを終了し、
    前記関連付けIDが失効した関連付けIDである場合、前記局からの再関連付け要求の受信に応答して、前記局を再関連付けし、
    アイドル・モードを終了する要求を前記局から受信しない場合、前記関連付けIDを無効にする、
    ことを特徴とする電子システム。
  11. 前記メディア・アクセス制御層は、前記アイドル・モード局とwake−on間隔を交渉するように構成されることを特徴とする請求項10記載の電子システム。
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