無線通信基站、無線通信終端、無線通信系統及控制方法

專利名稱：無線通信基站、無線通信終端、無線通信系統及控制方法
技術領域：
本發明涉及進行基于通過CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)進行無線頻帶分配的分組傳輸方式的無線通信 的無線通信基站、無線通信終端、無線通信系統及無線通信控制方法。
背景技術：
近年來，無線LAN接口搭載在各種裝置上。IEEE802.il在個人計算 機、家電產品和便攜終端等上的普及尤為顯著。在便攜終端成為 IEEE802.il中的無線通信終端的情況下，節電成為重要技術。在文獻"ANSI/IEEE std 802,11 ， Wireless LAN medium access control (MAC) and physical layer (PHY) specifications, 1999"中記載了用以下的方法實現無線 通信終端中的節電的技術。在由IEEE802.il規定的無線LAN通信中，無線通信基站根據共同 通信信息(以下稱作"信標(beacon)")的周期將信標發送給無線通信終 端。在該信標中包括被稱作TIM (Traffic Indication Map:業務指示圖) 的位圖，所述TIM表示是否具有以在節電模式下動作中的各無線通信終 端為目的地而蓄積的數據。在節電模式下動作中的無線通信終端根據 Listen Interval (監聽間隔規定接收信標的周期的參數)，有規律地從接 收停頓狀態(以下稱作"Doze狀態")轉變為接收待機狀態(以下稱作"Awake狀態")來接收信標。無線通信終端通過對接收到的信標的TIM 信息要素(位圖)進行分析，來判斷在無線通信基站中是否有以該無線 通信終端為目的地的數據。此處，在蓄積有以該無線通信終端為目的地 的數據時，該無線通信終端通過將稱作PS-Poll (Power Save-Poll:節電 輪詢)的控制幀發送到無線通信基站，使數據從無線通信基站轉送到該 無線通信終端，并維持Awake狀態直到接收最后的幀為止。另一方面，在沒有蓄積以該無線通信終端為目的地的數據時，該無線通信終端轉變
到Doze狀態。即，節電模式的無線通信終端以恒定周期重復Awake狀態 禾口 Doze狀態。
在上述的現有技術中，對于無線通信終端能夠通過間歇接收來期待 節電效果，但是對于無線通信基站需要維持正常Awake狀態。此處，如 果無線通信基站處于正常電源補給的狀態則沒有問題，但是在移動的無 線通信裝置(即，不限于處于正常電源補給的狀態的無線通信裝置)發 揮無線通信基站的作用時，在上述現有技術中，無線通信基站的電力消 耗成為嚴重的問題。

發明內容
本發明正是為了解決上述問題而完成的，其目的在于實現無線通信 基站中的間歇接收，實現無線通信基站的節電效果。
為了達到上述目的，本發明涉及的無線通信基站采用通過CSMA/CA 進行無線頻帶分配的分組傳輸方式，在與能夠進行間歇接收動作的1個 以上的無線通信終端之間進行無線連接，其特征在于，該無線通信基站 具有指令記載單元，其在相同的分組或各個不同的分組中記載以間歇 接收中的下屬的無線通信終端為目的地的下行分組的緩沖信息、和表示 禁止從所述下屬的無線通信終端進行發送的期間的發送禁止期間信息； 發送單元，其將由所述指令記載單元進行了記載的指令記載分組發送到 所述下屬的無線通信終端；Doze狀態轉變單元，其在由所述發送單元發 送了所述指令記載分組后立即、或者發送了預定數量的所述下行分組時， 使該無線通信基站的狀態轉變到Doze狀態；以及Awake狀態轉變單元， 其在從發送了記載有所述發送禁止期間信息的分組的時刻開始經過了該 發送禁止期間時，使該無線通信基站的狀態轉變到Awake狀態。
根據該結構，無線通信基站能夠對來自下屬的無線通信終端的上行 分組的發送定時進行控制，能夠實現無線通信基站中的間歇接收，從而 實現節電效果。
此外，優選上述無線通信基站還具有對發送禁止期間進行計算的發送禁止期間計算單元。此外，優選所述發送單元構成為包括發送定時 設定單元，其對所述指令記載分組的發送定時進行設定；以及分組發送
單元，其在由所述發送定時設定單元設定的發送定時，對所述指令記載 分組進行發送。
在上述無線通信基站中，優選所述指令記載單元在相同的信標中記 載所述緩沖信息和所述發送禁止期間信息。根據該結構，能夠在信標內 記載緩沖信息和發送禁止期間信息，不需要僅僅為了通知發送禁止期間 信息而發送分組，能夠實現無線利用效率的提高。
在上述無線通信基站中，優選所述指令記載單元不論下行分組的實 際緩沖狀況如何，都在所述信標中記載表示未緩沖單播分組而緩沖了廣 播分組的緩沖信息、和所述發送禁止期間信息，所述發送單元將所述信 標發送到所述下屬的無線通信終端，然后，對實際己緩沖的1個以上的 單播分組進行發送，然后，將對未緩沖后續的分組進行通知的廣播分組 發送到所述下屬的無線通信終端，所述Doze狀態轉變單元在發送了所述 廣播分組后，使該無線通信基站的狀態轉變到Doze狀態。根據該結構，
存在于無線通信基站的下屬的間歇通信中的無線通信終端即使不發送下
行分組轉送請求分組(PS-Poll)，無線通信基站也能夠發送下行分組，因
此能夠實現無線利用效率的提高。
在上述無線通信基站，優選所述指令記載單元不論下行分組的實際 緩沖狀況如何，都生成記載有表示既未緩沖單播分組也未緩沖廣播分組 的緩沖信息和所述發送禁止期間信息的發送禁止指令信標、以及記載有 下行分組的實際的緩沖信息的普通信標，所述發送單元在預定的信標發 送時刻，將所述發送禁止指令信標或所述普通信標發送到所述下屬的無
線通信終端，所述Doze狀態轉變單元在發送了所述發送禁止指令信標后， 使該無線通信基站的狀態轉變到Doze狀態。根據該結構，無線通信基站 能夠在發送禁止指令信標的發送后立即轉變到Doze狀態，此外，下屬的 無線通信終端也能夠判斷為沒有以自身為目的地的下行分組并立即轉變 到Doze狀態，因此能夠在無線通信基站和下屬的無線通信終端的兩者中 實現節電效果。
9在上述無線通信基站中，優選所述指令記載單元在信標中記載所述 緩沖信息，在與所述信標不同的分組中記載所述發送禁止期間信息。根 據該結構，記載有發送禁止期間信息的分組和記載有緩沖信息的信標作
為不同的分組來實現，因此信標的dumticm字段能夠通過以往那樣的記載 來實現，能夠減輕對信標的安裝負荷。此外，發送禁止期間信息的通知 能夠不依賴于信標地實現，因此在分組的發送步驟中能夠實現靈活性的 提高。
在上述無線通信基站中，優選所述指令記載單元不論下行分組的實 際緩沖狀況如何，都在所述信標中記載表示緩沖了廣播分組的緩沖信息， 并且，在與所述信標不同的廣播分組中記載所述發送禁止期間信息，所 述發送單元對記載有所述緩沖信息的所述信標進行發送，然后，對所述 廣播分組進行發送，或者在發送預定數量的實際己緩沖的單播分組之后 對所述廣播分組進行發送，所述Doze狀態轉變單元在發送了所述廣播分 組后，使該無線通信基站的狀態轉變到Doze狀態，所述信標發送后的所 述廣播分組的發送待機時間被設定為比所述下屬的無線通信終端發送的 上行分組的發送待機時間小的值。根據該結構，無線通信基站在信標發 送后，不會由于來自下屬的無線通信終端的上行分組而中斷發送，而能 夠發送用于通知發送禁止期間信息的廣播分組，使該無線通信基站轉變 到Doze狀態，因此能夠有效地執行發送禁止期間信息的通知以及無線通 信基站向Doze狀態的轉變。
在上述無線通信基站中，優選所述指令記載單元不論下行分組的實 際緩沖狀況如何，都在所述信標中記載表示未緩沖任何分組的緩沖信息， 并且，在與所述信標不同的廣播分組中記載所述發送禁止期間信息，所 述發送單元在預定的信標發送時刻或緊接該時刻之前，對記載有所述發 送禁止期間信息的廣播分組進行發送，然后，對記載有所述緩沖信息的 所述信標進行發送，所述Doze狀態轉變單元在發送了所述信標后，使該 無線通信基站的狀態轉變到Doze狀態。根據該結構，記載有發送禁止期 間信息的廣播分組在發送記載有表示未緩沖任何分組的緩沖信息的信標 前發送，因此無線通信基站在信標發送后不會從下屬的無線通信終端接收上行分組。因此，無線通信基站能夠在信標發送后，立即轉變到Doze 狀態。
在上述無線通信基站中，優選在存在緩沖中的分組的情況下，所述 指令記載單元在所述信標中記載表示緩沖了廣播分組的緩沖信息，并且， 在與所述信標不同的發送禁止指令用的廣播分組中記載所述發送禁止期 間信息，所述發送單元在預定的信標發送時刻或緊接該時刻之前，對所 述發送禁止指令用的廣播分組進行發送，然后，對記載有所述緩沖信息 的所述信標進行發送，然后，對實際已緩沖的l個以上的分組進行發送， 然后，將對未緩沖后續的分組進行通知的結束通知用的廣播分組發送到 所述下屬的無線通信終端，所述Doze狀態轉變單元在發送了所述結束通 知用的廣播分組后，使該無線通信基站的狀態轉變到Doze狀態。根據該 結構，無線通信基站在發送了發送禁止指令用的廣播分組后，依次對記 載有表示緩沖了廣播分組的緩沖信息的信標、和實際已緩沖的1個以上 的分組進行發送，由此能夠抑制分組發送延遲。然后，無線通信基站能 夠通過發送結束通知用的廣播分組，立即轉變到Doze狀態。
在上述無線通信基站中，優選所述無線通信基站還具有判斷單元， 所述判斷單元對是所述下屬的無線通信終端中的所有無線通信終端在正 常Awake模式下動作、還是存在在間歇接收模式下動作的終端進行判斷， 在由所述判斷單元判斷為存在在間歇接收模式下動作的終端的情況下， 所述指令記載單元將所述發送禁止期間信息記載在DTIM信標、或緊接 著DTIM信標發送時刻之前或之后發送的分組中。根據該結構，無線通 信基站在DTIM信標、或緊接著DTIM信標發送時刻之前或之后發送的 分組中記載發送禁止期間信息并進行發送，由此能夠提高發送禁止期間 信息的通知的可靠性。
在上述無線通信基站中，優選在由所述判斷單元判斷為所有無線通 信終端在正常Awake模式下動作的情況下，所述發送單元在不依賴信標 的發送定時的時刻，對記載有所述發送禁止期間信息的分組進行發送。 根據該結構，能夠不依賴于信標周期地靈活實現發送禁止期間信息的通 知，因此能夠提高無線通信基站的節電效果。本發明還能夠捕捉到無線通信系統涉及的發明以及無線通信控制方法涉及的發明，能夠如下進行記述。
本發明涉及的無線通信系統，其構成為包括采用通過CSMA/CA進行無線頻帶分配的分組傳輸方式相互進行無線連接的、無線通信基站和能夠進行間歇接收動作的1個以上的無線通信終端，其特征在于，所述
無線通信基站具有指令記載單元，其在相同的分組或各個不同的分組
中記載以間歇接收中的下屬的無線通信終端為目的地的下行分組的緩沖信息、和表示禁止從所述下屬的無線通信終端進行發送的期間的發送禁
止期間信息；發送單元，其將由所述指令記載單元進行了記載的指令記載分組發送到所述下屬的無線通信終端；Doze狀態轉變單元，其在由所述發送單元發送了所述指令記載分組后立即、或者發送了預定數量的所述下行分組時，使該無線通信基站的狀態轉變到Doze狀態；以及Awake狀態轉變單元，其在從發送了記載有所述發送禁止期間信息的分組的時刻開始經過了該發送禁止期間時，使該無線通信基站的狀態轉變到Awake狀態。
本發明涉及的無線通信控制方法能夠如下進行記述。構成無線通信控制方法的多個處理步驟能夠如圖IO所示。即，本發明涉及的無線通信控制方法由無線通信基站來執行，所述無線通信基站采用通過CSMA/CA進行無線頻帶分配的分組傳輸方式，在與能夠進行間歇接收動作的1個以上的無線通信終端之間進行無線連接，其特征在于，所述無線通信方法具有指令記載步驟，在相同的分組或各個不同的分組中記載以間歇接收中的下屬的無線通信終端為目的地的下行分組的緩沖信息、和表示禁止從所述下屬的無線通信終端進行發送的期間的發送禁止期間信息(圖10的步驟S1);發送步驟，將在所述指令記載步驟中進行了記載的指令記載分組發送到所述下屬的無線通信終端(圖10的步驟S2); Doze狀態轉變步驟，在所述發送步驟中發送了所述指令記載分組后立即、或者發送了預定數量的所述下行分組時，使該無線通信基站的狀態轉變到Doze狀態(圖10的步驟S3);以及Awake狀態轉變步驟，在從發送了記載有所述發送禁止期間信息的分組的時刻開始經過了該發送禁止期間時，使該無線通信基站的狀態轉變到Awake狀態(圖10的步驟S4)。
本發明能夠保持無線通信基站下屬的無線通信終端的間歇接收帶來的節電效果，此外，無線通信基站不增大分組發送延遲地進行間歇接收，由此能夠實現無線通信基站中的節電效果，能夠提高連續通信時間。


圖1是AP的硬件結構圖。
圖2是AP的功能結構框圖。
圖3是無線通信系統的結構圖。
圖4是沒有使用本發明時的時序圖。
圖5是使用了本發明的第1方法時的時序圖。
圖6是使用了本發明的第2方法時的時序圖。
圖7是在存在間歇接收模式下動作的STA的環境下，緊接著信標之后發送發送禁止指令分組時的時序圖。
圖8是在存在間歇接收模式下動作的STA的環境下，緊接著信標之前發送發送禁止指令分組時的時序圖。
圖9是表示AP和STA之間的1個數據分組的收發步驟的圖。
圖IO是表示本發明的無線通信控制方法的處理步驟的流程圖。
具體實施例方式
以下，示出使用了本發明的手法時的實施方式。在本實施方式中記述有以下方案搭載有無線LAN接口的1臺無線通信裝置發揮本發明的無線通信基站(以下稱作"AP"， AP表示接入點)的作用，搭載有無線LAN接口的其他的1臺以上的無線通信裝置作為無線通信終端(以下稱作"STA"， STA表示STATION)在與AP之間進行無線LAN通信。
AP具有圖1所示的硬件結構和圖2所示的功能框結構。如圖1所示，AP具有信息處理裝置即CPU101、 ROM102和RAM103等存儲器、鍵盤和操作按鈕等操作部104、能夠進行無線LAN通信的無線通信部105以及顯示器106。接著，對圖2所示的AP200的功能框進行說明。AP200具有進行分組發送的分組發送部201、生成待發送的分組的發送分組生成部202、生成位圖信息的位圖信息生成部203、對NAV期間進行計算的NAV期間計算部204、接收分組的分組接收部205、對剩余無線頻帶進行計算的剩余無線頻帶計算部206、對待發送的數據分組進行緩沖的發送數據分組緩沖部207、對當前時刻進行管理的時刻管理部208、進行發送定時的控制的發送定時控制部209、對AP200中的Awake狀態和Doze狀態的狀態轉變進行控制的Awake/Doze狀態控制部210以及對下屬的STA的動作模式進行管理的下屬STA動作模式管理部2U。
分組發送部201安裝在無線通信部105上，從發送分組生成部202接收發送分組，從發送定時控制部209接收發送定時信息，并將發送無線LAN分組發送到外部，將分組發送結束通知發送到Awake/Doze狀態控制部210。
發送分組生成部202安裝在CPU101和無線通信部105上，從位圖信息生成部203接收位圖信息，從NAV期間計算部204接收NAV期間的值，從發送數據分組緩沖部207接收數據分組，將發送分組發送到分組發送部201。
位圖信息生成部203安裝在CPU101和無線通信部105上，將位圖信息發送到發送分組生成部202。
NAV期間計算部204安裝在CPU101和ROM102、 RAMI03上，從分組接收部205接收統計信息，從剩余無線頻帶計算部206接收剩余無線頻帶的值，從發送數據分組緩沖部207接收分組緩沖量，將NAV期間的值發送到發送分組生成部202和Awake/Doze狀態控制部210。
分組接收部205安裝在無線通信部105上，從外部接收接收無線LAN分組，將STA的動作模式信息發送到下屬STA動作模式管理部211。
剩余無線頻帶計算部206安裝在CPU101和ROM102、 RAM103上，將剩余無線頻帶的值發送到NAV期間計算部204。
發送數據分組緩沖部207安裝在ROM102和RAM103、無線通信部105上，將數據分組發送到發送分組生成部202，將分組緩沖量發送到
14NAV期間計算部204。
時刻管理部208安裝在無線通信部105上，將時刻信息發送到發送定時控制部209和Awake/Doze狀態控制部210。
發送定時控制部209從時刻管理部208接收時刻信息，從下屬STA動作模式管理部211接收間歇接收模式STA存在信息，將發送定時信息發送到分組發送部201。
Awake/Doze狀態控制部210安裝在無線通信部105上，從分組發送部201接收分組發送結束通知，從NAV期間計算部204接收NAV期間的值，從時刻管理部208接收時刻信息。
下屬STA動作模式管理部211安裝在ROM102和RAM103上，從分組接收部205接收STA的動作模式信息，將間歇接收模式STA存在信息發送到發送定時控制部209。
此外，在權利要求書中記載的"指令記載單元"通過分組發送部201、發送分組生成部202、位圖信息生成部203以及NAV期間計算部204來實現，"發送單元"通過分組發送部201、發送分組生成部202、發送數據分組緩沖部207、時刻管理部208以及發送定時控制部209來實現。
"Doze狀態轉變單元"通過分組發送部201和Awake/Doze狀態控制部210來實現，"Awake狀態轉變單元"通過NAV期間計算部204、時刻管理部208以及Awake/Doze狀態控制部210來實現。
"發送禁止期間計算單元"通過NAV期間計算部204、剩余無線頻帶計算部206以及發送數據分組緩沖部207來實現，"判斷單元"通過分組接收部205和下屬STA動作模式管理部211來實現。
此外，發送單元中包括的"發送定時設定單元"通過時刻管理部208和發送定時控制部209來實現，"分組發送單元"通過分組發送部201和發送分組生成部202來實現。
圖3示出本實施方式中的無線通信系統的結構。如圖3所示，無線通信系統1構成為包括AP200和多個STA300。此處，作為多個STA300，假定有3個STA1、 STA2、 STA3位于AP200的下屬，在與AP200之間進行無線LAN通信。此外，STA的臺數不限于3臺，也可以是其他的任意臺數。此外，假定各STA (3個STA1、 STA2、 STA3各自)采用節電 模式、即間歇接收動作來進行無線LAN通信。
此處，為了比較，首先對不使用本發明的情況進行描述。在不使用 本發明的情況下，根據IEEE802.il產生圖4那樣的時序。各STA接收來 自AP的信標，根據記載在接收到的信標內的位圖，判斷在AP內是否緩 沖了以自身的STA為目的地的單播用數據。此處，如果在AP內緩沖了 以自身的STA為目的地的單播用數據，則該STA將稱作PS-Poll的幀發 送到AP，促使AP發送下行分組。此外，上述位圖能夠捕捉用于通知是 否緩沖了廣播/組播數據、以及是否緩沖了以各STA為目的地的單播用數 據的圖表等。
在上述技術中，各STA為了接收信標而在信標發送定時轉變到 Awake狀態，例如STA3通過位圖參照判斷為沒有緩沖以自身的STA為 目的地的下行分組，立即轉變到Doze狀態(圖4的Al )。另一方面，STA1 和STA2通過位圖參照判斷為緩沖了以自身的STA為目的地的下行分組， 為了從AP發送下行分組而將PS-Poll發送到AP。例如，STA2將PS-Poll 發送到AP (圖4的A2)，接收到PS-Poll的AP以發送方的STA2為目的 地發送下行數據分組(圖4的A3)。此處，STA2參照在接收到的下行數 據分組中設定的more data bit (對是否緩沖了后續的下行分組進行通知的 比特)，對是否緩沖了后續的下行分組進行判斷。如果沒有緩沖后續的下 行分組，則STA2轉變到Doze狀態(圖4的A4)。之后，STA1也與STA2 同樣地動作。此處，在現有技術中，假定上行數據分組可在任何時候進 行發送，所以在STA想發送上行分組時，不論什么時候轉變到Awake狀 態，只要將分組發送到AP即可。但是，在這種方法中，AP必須在正常 Awake狀態下動作，電力消耗成為嚴重的問題。
接著，對針對AP使用了本發明的情況進行說明。在本發明中，AP 在分組內的duration (時長)字段記載與發送禁止期間等同的值并發送。 duration字段通常用于對該分組的收發步驟花費的時間信息進行記載，進 行在該duration字段記載的時間內禁止發送的設定(即，CSMA/CA中的 NAV (分組的發送禁止期間(Network Allocation Vector:網絡分配矢量))
16設定)。接收到與NAV相關的信息的STA不論該分組的發送目的地字段 是否是自身的STA，在該NAV期間都使發送步驟停止。
在本發明中，作為上述分組利用信標，將上述NAV期間設定為比該 信標的收發步驟花費的時間大的值。由此，接收到該信標的STA成為發 送禁止直到經過該NAV期間為止，因此也可以不成為AP接收來自STA 的上行分組的狀態。此外，將設定了上述那樣的NAV期間的信標稱作"發 送禁止指令信標"。AP在發送禁止指令信標的發送后，通過轉變到Doze 狀態直到經過該NAV期間為止，能夠減少AP中的消耗電力。
但是，如上所述，接收到信標內的位圖信息的STA在確認為在AP 中緩沖了以自身的STA為目的地的下行分組的情況下，為了將PS-Poll 發送到AP,可能會維持Awake的狀態直到經過NAV期間為止從而等待 發送定時。由此，在NAV期間中，STA的電力有可能會被不必要地消耗 掉。由此，在本發明中，進一步進行改良，通過以下的兩個方法中的任 意一個方法，來抑制STA和AP兩者中的電力消耗。
使用圖5對第1方法進行說明。在第1方法中，AP不論是否緩沖了 以任意一個STA為目的地的單播的下行分組，在發送禁止指令信標內的 位圖中，記載"僅緩沖了 BC/MC (廣播/組播)分組，沒有緩沖任何以 STA為目的地的單播用的下行分組"，并將該發送禁止指令信標發送到下 屬的STA (圖5的Bl)。此處，本信標是發送禁止指令信標，因此對于 NAV期間，設定為比該信標的收發步驟花費的時間大的值。接收到該信 標的所有STA為了接收BC/MC分組而維持awake狀態。
之后，AP將實際已緩沖的下行分組發送到下屬的STA(圖5的B2)。 接著，AP在發送完所有的緩沖中的下行分組后，或在發送完預先決定數 量的下行分組后，廣播發送BC分組(圖5的B3)。此外，在該BC分組 中，可以包括任何數據，也可以僅包括空數據。其中，通過將BC分組內 的"more data bit"設定為0，使接收到該BC分組的所有STA轉變到doze 狀態。接著，在發送了該BC后，AP也轉變到doze狀態。之后，在從發 送禁止指令信標的發送開始經過NAV期間時，AP再次轉變到awake狀 態(圖5的B4)。在經過NAV期間后執行上述分組通信。使用圖6對第2方法進行說明。在第2方法中，AP不論是否緩沖了 以任意一個STA為目的地的單播的下行分組，針對某個信標(發送禁止 指令信標)在位圖中，記載"BC/MC用和單播用的下行分組都沒有緩沖"， 將NAV期間設定為比該信標的收發步驟花費的時間大的值并發送到下屬 的STA，對于其他的信標(普通信標)在位圖中記載下行分組的實際緩 沖信息并發送到下屬的STA。此外，在圖6中，示出了對發送禁止指令 信標和普通信標進行交替發送的例子(即，以相同頻率進行發送的例子)， 但是只要確保適當的通信，也可以以任何頻率對發送禁止指令信標進行 發送，此外，發送禁止指令信標的發送頻率也可以不是周期性的。
如圖6所示，所有的STA在接收到發送禁止指令信標時，通過參照 位圖來識別下行分組都未緩沖的情況，并立即轉變到Doze狀態(圖6的 Cl)。此時，AP也在該發送禁止指令信標的發送后，立即轉移到Doze 狀態(圖6的C2)。此后，在從發送禁止指令信標的發送開始經過NAV 期間時，AP轉變到awake狀態(圖6的C3)。另一方面，也可以是如果 有上行分組則STA轉變到awake狀態，將該上行分組發送到AP (圖6 的C4)。此時，也可以是AP從STA接收上行分組，并且如果有以該STA 為目的地已緩沖的下行分組，則該STA處于awake狀態，因此將該下行 分組發送到該STA (圖6的C5)。
只要使用以上那樣的第1方法或第2方法，則能夠得到AP中的節電 效果，并且STA不需要在NAV期間中，為了發送PS-Poll而等待NAV 期間的解除，在NAV期間中不需要維持awake狀態，因此能夠有效地實 現STA中的節電。
此外，上述實施方式中通過信標來進行發送禁止指令，但是記載NAV 期間的duration字段也存在于普通的分組中，因此也可以通過在信標以外 的分組中的duration字段中，設定STA的發送禁止期間(比該分組的收 發花費的時間大的值)并進行發送，通過分組進行發送禁止指令。將這 樣的分組稱作"發送禁止指令分組"。發送禁止指令分組可以作為單播發 送，也可以作為廣播、組播發送。其中，在通過信標以外的分組進行發 送禁止指令的情況下，如下設置該分組的發送定時。在所有的下屬的STA都在Active模式、即在正常awake狀態下進行 動作時，AP可以隨時發送發送禁止指令分組。
另一方面，在AP的下屬存在在間歇接收模式下動作的STA時，緊 接著信標發送之前或之后對發送禁止指令分組進行發送。以下，依次對 在緊接著信標發送之后發送發送禁止指令分組時的步驟(圖7)、和緊接 著信標發送之前發送發送禁止指令分組時的步驟(圖8)進行說明。
在緊接著信標發送之后發送發送禁止指令分組的情況下，以圖7那 樣的步驟來實施。此時，需要在待發送的信標內的位圖中，記載"緩沖 了 BC/MC分組"。這是因為下屬的STA在接收到該信標之后立即轉變到 Doze狀態，在該信標后發送的發送禁止指令分組的接收有可能失敗。此 外，對于此時的信標內的位圖，除了上述以外，還可以記載"單播分組 都未緩沖"，或者也可以直接記載AP內的實際緩沖狀況。
此處，在前者的情況下(記載"單播分組都未緩沖"的情況下)，AP 在發送了實際已緩沖的下行單播分組后、或者立即地對在duration字段中 設定了 NAV期間的發送禁止指令分組進行廣播發送，并轉變到Doze狀 態。此時，將發送禁止指令分組內的more data bit字段設定為0。由此， 接收到發送禁止指令分組的STA能夠識別到沒有后續的分組，并轉變到 Doze狀態，有助于STA中的節電。例如，在圖7的例子中，AP對在位 圖中記載有"緩沖了 BC/MC分組"和"單播分組都未緩沖"的信標進行 發送(圖7的Dl )。接著，AP對實際已緩沖的下行單播分組進行發送(圖 7的D2)。然后，AP對將more data bit字段設定為0的發送禁止指令分 組進行廣播發送，并轉變到Doze狀態(圖7的D3)。另一方面，接收到 發送禁止指令分組的STA也識別到沒有后續的分組，并轉變到Doze狀 態(圖7的D4)。之后，在從發送禁止指令分組的發送開始經過NAV期 間時，AP轉變到Awake狀態(圖7的D5)。
另一方面，在后者的情況下(記載AP內的實際緩沖狀況的情況下)， 有可能從接收到信標的STA向AP發送PS-Poll，因此AP將比STA發送 PS-Poll的待機時間小的值設定為用于緊接著信標之后的發送禁止指令分 組的廣播發送的待機時間。由此，能夠抑制在AP廣播發送發送禁止指令
19分組之前從STA向AP發送PS-Poll的情況(PS-PoU的中斷)。
在緊接著信標發送之前發送發送禁止指令分組的情況下，以圖8那 樣的步驟來實施。此時，首先AP在信標發送預定時刻，對設定了NAV 期間的發送禁止指令分組進行廣播發送。由此，下屬的STA成為NAV期 間發送禁止。之后，AP發送信標。此時，在信標內的位圖中，不論實際 上在AP內已緩沖的分組的種類和數量如何，可以記載"僅緩沖了廣播分 組"，也可以記載"沒有已緩沖的分組"。
在前者的情況下(在信標內的位圖中記載了 "僅緩沖了廣播分組" 的情況下)，接收到信標的STA在信標接收后也維持Awake狀態。因此， AP能夠將實際己緩沖的下行單播分組和組播分組、廣播分組發送到STA， 由此能夠抑制分組發送延遲。在發送了已緩沖的分組后，AP對將more data bit字段設定為0的廣播分組進行發送，并轉變到Doze狀態。接收到 上述廣播分組的STA也識別到沒有后續的分組，并轉變到Doze狀態。
另一方面，在后者的情況下(在信標內的位圖中記載了 "沒有己緩 沖的分組"的情況下)，接收到信標的STA識別到沒有已緩沖的分組，并 立即轉變到Doze狀態。例如，在圖8的例子中，AP在信標發送預定時 刻，對設定了 NAV期間的發送禁止指令分組進行廣播發送(圖8的El)。 由此，下屬的STA成為NAV期間發送禁止。之后，AP對在位圖中記載 了 "沒有已緩沖的分組"的信標進行發送，并轉變到Doze狀態(圖8的 E2)。另一方面，接收到上述信標的STA也識別到沒有已緩沖的分組， 并立即轉變到Doze狀態(圖8的E3)。由此，能夠在AP和STA兩者中 得到節電效果。此后，在從發送禁止指令分組的發送開始經過NAV期間 時，AP轉變到Awake狀態(圖8的E4).
那么，在本發明的手法中，無論是在用信標進行發送禁止指令的情 況下，還是用信標以外的分組進行發送禁止指令的情況下，在下屬存在 在間歇接收模式下動作的STA的情況下，都通過用稱作DTIM信標的特 別的信標、或者緊接著該信標之前或之后發送的分組進行發送禁止指令， 具有如下的優點。
根據IEEE802.11， DTIM信標以信標周期的自然數倍的周期進行發
20送。由此，以間歇接收進行動作的STA不限于全都以信標周期轉變到 Awake狀態，但是DTIM信標一般是所有的STA都轉變到Awake狀態。 因此，通過利用DTIM信標或緊接著其前或其后發送的分組進行發送禁 止指令，能夠提高STA中的發送禁止指令的接收的可靠性。
接著，對在發送禁止指令信標、或者發送禁止指令分組內的duration 字段中記載的NAV期間的值的計算進行說明。NAV期間越是盡可能的 長，則能夠轉變到Doze狀態的期間越長，從而越是能夠期待節電效果， 但是過長會產生分組的發送延遲。因此，對于NAV期間，適當的值的計 算很重要。以下，示出NAV期間的計算手法的一例。
在使用TSPEC的許可控制中，STA能夠記載分組的優先級和平均數 據速率、分組大小。此處，假定STA1、 2、 3都將如下的信息通知給AP。
優先級盡力而為
數據速率0.2Mbps
分組大小1500byte
接收到這些信息的AP在預定的信標周期中，為了計算上述數據通信 的無線占用時間，進行如下的計算。此外，在此假定所有STA和AP根 據IEEE802.11b進行通信。此外，將信標周期設為100ms，將物理層傳輸 速率設為11Mbps，將長前導、盡力而為中的AIFSN設為2，將CWmin 設為31。
AP和STA之間的1個數據分組的收發步驟如圖9所示。1個數據分 組的收發步驟花費的時間用以下的式1表示。 1個數據分組的收發步驟花費的時間-
AIFS +平均競爭窗口長+ l個數據分組自身的傳輸花費的時間+ 81 8 +
Ack分組自身的傳輸花費的時間...(式l)
此處，在IEEE802.11b中，規定為SIFS=10[ns〗、時隙=20[網]。 此外，式1中的AIFS、平均競爭窗口長、l個數據分組自身的傳輸
花費的時間以及Ack分組自身的傳輸花費的時間分別如下求取。
AIFS = SIFS+AIFSNx時隙 =,s]十2x20[iis]=50一
平均競爭窗口長二CWmin/2x時隙 =31/2x20[kls]
1個數據分組自身的傳輸花費的時間=
PLCP前導(144ps)十PLCP標頭(48bit) +MAC標頭(24byte) +LLC
標頭(8byte) +幀體(1500byte) +FCS (4byte)
=14爭]十48[bit]/l[Mbps] + (24+8+1500+4) x8[bit]/ll[Mbps]
Ack分組自身的傳輸花費的時間=
PLCP前導(14爭)十PLCP標頭(48bit) +幀(10byte) +FCS (4byte)
=14爭]+48[bit〗/l[Mbps] + (10+4) x8[bit〗/ll[Mbps〗
=1928[|is]
通過以上，根據式l, 1個數據分組的收發步驟花費的時間求取為 50+310+1309 +10+1928 = 3607[ps]。
接著，求取1臺STA中的每個信標周期(100ms)的發送分組數。 根據來自STA的基于TSPEC的報告，數據速率為0.2Mbps，分組大小為 1500byte，因此在將數據速率轉換為byte單位時，成為0.2x106/8的值。 因此，每l秒的發送分組數成為 0.2x106/8/1500—16.6667。
由此，信標周期(100ms-0.1s)中的發送分組數成為 16.6667x0.1 = 1.6667。
在本實施方式中，存在3臺STA，因此小區整體的每個信標周期的發送
分組數成為
1.6667x3=5.0001。
艮P，在預定的信標周期中花費3607[^is]的分組發送發生5.0001次， 因此STA1、 2、 3的單位信標周期中的無線占用時間求取為 3607x5細l — 18035.36O] = 18.03536[ms]
艮卩，成為AP也可以在1 OO[ms] — 18.03536[ms] = 81.96464[ms]
=81964.6爭]
的期間轉變到Doze狀態。此處，NAV期間以ps單位設定，因此AP在 duration字段中記載NAV期間的值"81964"即可。
根據以上說明的本發明的實施方式，能夠在STA中實現間歇接收從 而獲得節電效果，并且實現AP中的間歇接收，得到AP中的節電效果。
權利要求
1.一種無線通信基站，其采用通過CSMA/CA進行無線頻帶分配的分組傳輸方式，在與能夠進行間歇接收動作的1個以上的無線通信終端之間進行無線連接，其特征在于，該無線通信基站具有指令記載單元，其在相同的分組或各個不同的分組中記載以間歇接收中的下屬的無線通信終端為目的地的下行分組的緩沖信息、和表示禁止從所述下屬的無線通信終端進行發送的期間的發送禁止期間信息；發送單元，其將由所述指令記載單元進行了記載的指令記載分組發送到所述下屬的無線通信終端；Doze狀態轉變單元，其在由所述發送單元發送了所述指令記載分組后立即、或者發送了預定數量的所述下行分組時，使該無線通信基站的狀態轉變到Doze狀態；以及Awake狀態轉變單元，其在從發送了記載有所述發送禁止期間信息的分組的時刻開始經過了該發送禁止期間時，使該無線通信基站的狀態轉變到Awake狀態。
2. 根據權利要求1所述的無線通信基站，其特征在于，所述無線通 信基站還具有對所述發送禁止期間進行計算的發送禁止期間計算單元。
3. 根據權利要求1所述的無線通信基站，其特征在于， 所述發送單元構成為包括發送定時設定單元，其對所述指令記載分組的發送定時進行設定；以及分組發送單元，其在由所述發送定時設定單元設定的發送定時，對 所述指令記載分組進行發送。
4. 根據權利要求1所述的無線通信基站，其特征在于，所述指令記載單元在相同的信標中記載所述緩沖信息和所述發送禁 止期間信息。
5. 根據權利要求4所述的無線通信基站，其特征在于， 所述指令記載單元不論下行分組的實際緩沖狀況如何，都在所述信標中記載表示未緩沖單播分組而緩沖了廣播分組的緩沖信息、和所述發 送禁止期間信息，所述發送單元將所述信標發送到所述下屬的無線通信終端，然后， 對實際已緩沖的1個以上的單播分組進行發送，然后，將對未緩沖后續 的分組進行通知的廣播分組發送到所述下屬的無線通信終端，所述Doze狀態轉變單元在發送了所述廣播分組后，使該無線通信基 站的狀態轉變到Doze狀態。
6. 根據權利要求4所述的無線通信基站，其特征在于， 所述指令記載單元不論下行分組的實際緩沖狀況如何，都生成記載有表示既未緩沖單播分組也未緩沖廣播分組的緩沖信息和所述發送禁止 期間信息的發送禁止指令信標、以及記載有下行分組的實際的緩沖信息 的普通信標，所述發送單元在預定的信標發送時刻，將所述發送禁止指令信標或 所述普通信標發送到所述下屬的無線通信終端，所述Doze狀態轉變單元在發送了所述發送禁止指令信標后，使該無 線通信基站的狀態轉變到Doze狀態。
7. 根據權利要求1所述的無線通信基站，其特征在于， 所述指令記載單元在信標中記載所述緩沖信息，在與所述信標不同的分組中記載所述發送禁止期間信息。
8. 根據權利要求7所述的無線通信基站，其特征在于， 所述指令記載單元不論下行分組的實際緩沖狀況如何，都在所述信標中記載表示緩沖了廣播分組的緩沖信息，并且，在與所述信標不同的 廣播分組中記載所述發送禁止期間信息，所述發送單元對記載有所述緩沖信息的所述信標進行發送，然后， 對所述廣播分組進行發送，或者在發送預定數量的實際已緩沖的單播分 組之后對所述廣播分組進行發送，所述Doze狀態轉變單元在發送了所述廣播分組后，使該無線通信基 站的狀態轉變到Doze狀態，所述信標發送后的所述廣播分組的發送待機時間被設定為比所述下屬的無線通信終端發送的上行分組的發送待機時間小的值。
9. 根據權利要求7所述的無線通信基站，其特征在于， 所述指令記載單元不論下行分組的實際緩沖狀況如何，都在所述信標中記載表示未緩沖任何分組的緩沖信息，并且，在與所述信標不同的 廣播分組中記載所述發送禁止期間信息，所述發送單元在預定的信標發送時刻或緊接該時刻之前，對記載有 所述發送禁止期間信息的廣播分組進行發送，然后，對記載有所述緩沖 信息的所述信標進行發送，所述Doze狀態轉變單元在發送了所述信標后，使該無線通信基站的 狀態轉變到Doze狀態。
10. 根據權利要求7所述的無線通信基站，其特征在于， 在存在緩沖中的分組的情況下，所述指令記載單元在所述信標中記載表示緩沖了廣播分組的緩沖信息，并且，在與所述信標不同的發送禁 止指令用的廣播分組中記載所述發送禁止期間信息，所述發送單元在預定的信標發送時刻或緊接該時刻之前，對所述發 送禁止指令用的廣播分組進行發送，然后，對記載有所述緩沖信息的所 述信標進行發送，然后，對實際己緩沖的1個以上的分組進行發送，然 后，將對未緩沖后續的分組進行通知的結束通知用的廣播分組發送到所 述下屬的無線通信終端，所述Doze狀態轉變單元在發送了所述結束通知用的廣播分組后，使 該無線通信基站的狀態轉變到Doze狀態。
11. 根據權利要求1所述的無線通信基站，其特征在于， 所述無線通信基站還具有判斷單元，所述判斷單元對是所述下屬的無線通信終端中的所有無線通信終端在正常Awake模式下動作、還是存 在在間歇接收模式下動作的終端進行判斷，在由所述判斷單元判斷為存在在間歇接收模式下動作的終端的情況 下，所述指令記載單元將所述發送禁止期間信息記載在DTIM信標、或 緊接著DTIM信標發送時刻之前或之后發送的分組中。
12. 根據權利要求ll所述的無線通信基站，其特征在于，在由所述判斷單元判斷為所有無線通信終端在正常Awake模式下動 作的情況下，所述發送單元在不依賴信標的發送定時的時刻，對記載有 所述發送禁止期間信息的分組進行發送。
13. —種無線通信系統，其構成為包括采用通過CSMA7CA進行無線 頻帶分配的分組傳輸方式相互進行無線連接的、無線通信基站和能夠進 行間歇接收動作的1個以上的無線通信終端，其特征在于，所述無線通 信基站具有指令記載單元，其在相同的分組或各個不同的分組中記載以間歇接 收中的下屬的無線通信終端為目的地的下行分組的緩沖信息、和表示禁 止從所述下屬的無線通信終端進行發送的期間的發送禁止期間信息；發送單元，其將由所述指令記載單元進行了記載的指令記載分組發 送到所述下屬的無線通信終端；Doze狀態轉變單元，其在由所述發送單元發送了所述指令記載分組 后立即、或者發送了預定數量的所述下行分組時，使該無線通信基站的 狀態轉變到Doze狀態；以及Awake狀態轉變單元，其在從發送了記載有所述發送禁止期間信息 的分組的時刻開始經過了該發送禁止期間時，使該無線通信基站的狀態 轉變到Awake狀態。
14. 一種無線通信控制方法，其由無線通信基站來執行，所述無線通 信基站采用通過CSMA/CA迸行無線頻帶分配的分組傳輸方式，在與能 夠進行間歇接收動作的1個以上的無線通信終端之間進行無線連接，其 特征在于，所述無線通信方法具有指令記載步驟，在相同的分組或各個不同的分組中記載以間歇接收 中的下屬的無線通信終端為目的地的下行分組的緩沖信息、和表示禁止 從所述下屬的無線通信終端進行發送的期間的發送禁止期間信息；發送步驟，將在所述指令記載步驟中進行了記載的指令記載分組發 送到所述下屬的無線通信終端；Doze狀態轉變步驟，在所述發送步驟中發送了所述指令記載分組后 立即、或者發送了預定數量的所述下行分組時，使該無線通信基站的狀態轉變到Doze狀態；以及Awake狀態轉變步驟，在從發送了記載有所述發送禁止期間信息的 分組的時刻開始經過了該發送禁止期間時，使該無線通信基站的狀態轉 變到Awake狀態。
全文摘要
本發明提供無線通信基站、無線通信終端、無線通信系統及無線通信控制方法。無線通信基站在與能夠進行間歇接收動作的1個以上的無線通信終端之間進行無線連接，具有在相同的分組或不同的分組中記載以間歇接收中的下屬的無線通信終端為目的地的下行分組的緩沖信息、和表示禁止從下屬的無線通信終端進行發送的期間的發送禁止期間信息的單元；將進行了記載的指令記載分組發送到下屬的無線通信終端的單元；在指令記載分組的發送后立即、或者發送了預定數量的下行分組時，使無線通信基站的狀態轉變到Doze狀態的單元；在從發送了記載有發送禁止期間信息的分組的時刻開始經過了發送禁止期間時使無線通信基站的狀態轉變到Awake狀態的單元。
文檔編號H04W28/14GK101668313SQ200910171568
公開日2010年3月10日 申請日期2009年9月1日 優先權日2008年9月2日
發明者五十嵐圭, 山田曉 申請人:株式會社Ntt都科摩