トラフィックプロファイルに基づく適合型電力節約のためのシステムおよび方法
【課題】無線通信において電力を節約するためのシステムおよび方法を提供する。
【解決手段】無線装置に入出力されるパケット通信情報が決定される。トラフィックプロファイルは、決定されたパケット通信情報に応じて、軽いトラフィックプロファイル、定期トラフィックプロファイル、および重いトラフィックプロファイルから選択される。パケットは、選択されたトラフィックプロファイルに応じて決定されたパワーモードを使用して、無線アクセスポイントと通信する。パワーモードは、無線アクセスポイントと独立して、無線装置によって使用される。
【解決手段】無線装置に入出力されるパケット通信情報が決定される。トラフィックプロファイルは、決定されたパケット通信情報に応じて、軽いトラフィックプロファイル、定期トラフィックプロファイル、および重いトラフィックプロファイルから選択される。パケットは、選択されたトラフィックプロファイルに応じて決定されたパワーモードを使用して、無線アクセスポイントと通信する。パワーモードは、無線アクセスポイントと独立して、無線装置によって使用される。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は２００８年１１月２６日に出願され、「トラフィックプロファイルに基づく適合型電力節約のためのシステムおよび方法」と題され、ここに引用により援用される、米国仮出願第６１／１１８，１３７号の優先権を主張する。
【０００２】
背景
近年、通信サービスおよび製品の使用は急激に増加している。この増加は改良されたハードウェア、ソフトウェア、規格およびプロトコルによってもたらされている。無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）の利用も同様に増えている。多くの事業所、家庭、会社や他の場所でも今はＷＬＡＮを利用して、従業員や居住者に向上した通信を発展させている。たとえば、ＷｉＦｉネットワークは普及しているＷＬＡＮの一例である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００５／００２１３７号
【特許文献２】特開２００６−２７９９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＷＬＡＮは非常に有用であるが、ＷＬＡＮを介してアクセスおよび通信する無線装置は、他の無線通信と比べてより早く電力を消費してしまうことがある。無線装置の中には電力を節約するために、通常モードおよびスリープモードを用いて無線アクセスポイントで通信するものがある。通常モードでは、無線装置の電力消費が高く、電池を早く消耗させる。スリープモードでは、無線装置が停止している間は、データスループットの大きな遅延を引起し得る。その結果、高いスループットを維持しながら電力節約を最大限にするのは非常に困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明の概要
一実施例は、無線通信用の電力を節約するためのシステムおよび方法を含む。無線装置に入出力されるパケット通信情報を決定することができる。トラフィックプロファイルは、決定されたパケット通信情報に応じて、軽いトラフィックプロファイル、定期的トラフィックプロファイル、および重いトラフィックプロファイルから選択することができる。パケットは、選択されたトラフィックプロファイルに応じて決定された電力モードを用いて、無線アクセスポイントと通信できる。電力モードは、無線アクセスポイントよらず、無線装置によって選択できる。
【０００６】
別の実施例として、電力を節約するためのエンドユーザ無線装置を含む。エンドユーザ無線装置は、エンドユーザ無線装置のパケット通信情報を決定するために動作可能である無線インターフェイスを含んでもよい。エンドユーザ無線装置は、決定されたパケット通信情報に応じて、軽いトラフィックプロファイル、定期的トラフィックプロファイル、および重いトラフィックプロファイルからトラフィックプロファイルを選択することが可能である、無線インターフェイスと通信する電力節約ロジックをさらに含んでもよい。無線インターフェイスは、トラフィックプロファイルに関連する電力モードを使用して、エンドユーザ無線装置と無線アクセスポイントとの間でパケットを通信することができる。
【０００７】
さらに他の実施例は、電力を節約するための無線装置を含む。無線装置は、一連の命令を実行するよう動作可能であるプロセッサを含んでもよい。無線装置はさらに、プロセッサと通信するメモリを含んでもよい。メモリは、一連の命令を記憶することができる。一連の命令は実行されて、パケットを通信するためのパケット通信情報を決定し、決定されたパケット通信情報に応じて無線装置のトラフィックプロファイルを選択し、パケット通信情報内の時間間隔の間に通信されるパケットの平均期間が高しきい値以上であると判断したことに応じて、通信パケット間に既定の起動周期を使用し、時間間隔の間に通信されるパケットの平均期間が低しきい値よりも大きくかつ高しきい値よりも低いと判断したことに応じて、通信パケット間でより短い起動周期を使用し、時間間隔の間に通信されるパケットの平均期間が低しきい値以下であると判断したことに応じてフル電力モードを使用する。
【０００８】
本発明の例示的実施例を、添付される図面を参照して以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例における通信システムのイメージ図である。
【図２】本発明の実施例における無線装置のブロック図である。
【図３】先行技術における電力節約モードを用いるデータストリームを示す図である。
【図４】先行技術における電力節約モードを用いる重いデータストリームを示す図である。
【図５】本発明の実施例における定期電力節約モードを用いる音声ストリームを示す図である。
【図６】本発明の実施例におけるフル電力モードを用いる重いデータストリームを示す図である。
【図７】本発明の実施例における電力節約モードを用いる軽いデータストリームを示す図である。
【図８】本発明の実施例における電力を節約するためのトラフィックプロファイルを使用するための処理のフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面の詳細な説明
本発明の実施例では、電力を節約しかつデータスループットを最大限にするためのトラフィックプロファイルを用いるためのシステムおよび方法を提供する。ＷＬＡＮまたは無線装置は、使用の際さまざまなレベルのトラフィックで通信し得る。このトラフィックのレベルは、トラフィックが全くないまたは少ししかない場合から非常に大きなファイル転送まで変化する。音声トラフィックのようなデジタル音声電話技術はその中間辺りにあるが、待ち時間の増加およびスループットの減少は、呼出および音声の品質に著しく影響し得るので、特に重要である。一実施例において、ＷＬＡＮ装置によって定められる異なるレベルのトラフィックは、特定の通信アプリケーションとリンクされる１つ以上の状態、モード、またはプロファイルに関連する。たとえば、大型のファイル転送では効率よく通信するために高いスループットを必要とするのに対して、音声ストリーム通信は呼出の品質を確保するために低いジッタおよび低い待ち時間を必要とする。
【００１１】
本発明の実施例では、トラフィックプロファイルを入力または選択するために、１つ以上の決定を行う。トラフィックプロファイルは、パケット通信情報、ＷＬＡＮ装置によって使用されるアプリケーション、または他の類似の情報を用いて選択できる。一実施例において、パケット通信情報は、パケットが無線装置に入出力される頻度である。しかし、パケット通信情報は、無線装置に入出力されるパケット通信間の平均期間、パケットサイズ、ある時間のウインドウ内に通信されるパケットの個数、起動周期または停止期間間隔の間に受取られたパケットの平均個数、または無線装置とやり取りされるパケットのタイミングや他の特徴について他の情報を含んでもよい。
【００１２】
一実施例において、パケット通信情報はここに記載される平均パケット期間をんでもよい。トラフィックプロファイルは、全体のＷＬＡＮ性能、特に電力消費を向上させ得る通信動作または電力状態もしくは電力モードと関連付けられる。本発明の実施例では、いくつかの電力モードを用いてデータを効率よく通信するために、ＷＬＡＮ装置がより高いスループットを維持できるようにする。本発明の実施例では、さらに無線アクセスポイントとの相互作用または協調なしに、ＷＬＡＮ装置が高い電力消費状態にある時間間隔を減少させることができる。本発明の実施例は、デジタルロジック、ステートマシン、アルゴリズム、ソフトウェア、回路およびそのいずれかの組合せを用いて実施できる。
【００１３】
さまざまな実施例は、既存のシステム、装置および処理に対して、著しい利点を有する。一実施例において、無線装置は、特定の期間、インターバル、アプリケーション、パケットタイプ、ウインドウ、またはしきい値について、測定、計算、平均化、または他の態様で決定されたパケット通信情報に基づいて、３つのトラフィックプロファイルのうちの１つを選択することができる。たとえば、ある時間間隔で送信（および／または受信）されたパケットの個数は、「通信平均」と呼ぶことがある。ある期間に通信されたパケットの平均個数は、適用可能なトラフィックプロファイルを決定するために用いることができる。スリープモードおよびフル電力モードに加えて、無線装置は定期データモードを用いることができ、定期データモードにより無線装置で一般に用いられる起動周期は、たとえば１００ミリ秒（ｍｓ）の既定の起動周期よりもはるかに短くすることができる。その結果、無線装置は、無線アクセスポイントが無線装置からのパケットを予定しているか否かと無関係に、「起動」して短い期間で送信することができ、さらにデータパケットが無線アクセスポイントでバッファリングされているか否かと無関係に、短い期間で受信できる。別の実施例において、無線装置は、パケットがサンプリングされると直ちに、またはスリープ状態に戻る前に無線装置または無線アクセスポイントで受取られると、無線アクセスポイントに対してデータパケットを送信または受信することができる。したがって、無線装置は定期データモードにおいてそれほど遅れることなく無線アクセスポイントと通信することができる。
【００１４】
無線装置は、無線装置と無線アクセスポイントとの間で用いられる通信規格を変えることなく、または適用可能な無線アクセスポイントを再構成することなく、記載されているシステムおよび方法を実施することができる。さまざまな実施例は、軽いトラフィック、定期トラフィック、および重いトラフィックのプロファイルの決定に応じて、それぞれ既存の電力節約モード、音声通信用の特殊な電力節約モードまたは定期の電力節約モード、およびフル電力モードを使用するよう、さらに構成され得る。各電力モードは特定の起動周期を実現できる。
【００１５】
図１は本発明の例示的実施例に従う通信システムのイメージ図である。通信システム１００はいくつものハードウェア、ソフトウェア、装置、システム、機器、コンポーネント、および他の要素を含んでもよい。一実施例では、通信システム１００は、無線装置１０２、１０４、１０６および１０８、無線ルータ１１０、データ接続１１２、ならびに通信ネットワーク１１４を含む。
【００１６】
無線装置１０２、１０４、１０６および１０８は、特定の電力節約モード、動作、またはステップを実現するために、いくつかのトラフィックプロファイルを使用することができるＷＬＡＮ装置の実施例である。特に、無線装置１０２、１０４、１０６および１０８は、エンドユーザ無線装置である。エンドユーザ無線装置は、通信の最終受取り者である個人によって使用される無線装置である。エンドユーザ無線装置は、１つ以上の通信ネットワークと通信を行うために、移動可能なユーザが使用するものである。一実施例において、無線装置１０２、１０４、１０６および１０８は、携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、無線電話、ラップトップコンピュータ、携帯端末、または他の無線演算および通信装置を含む。
【００１７】
無線装置１０２、１０４、１０６および１０８は１つ以上の無線アクセスポイントと通信することができる。無線アクセスポイントは、通信ネットワーク１１４を介して無線装置１０２、１０４、１０６および１０８と送信および受信するためのインターフェイスである。無線ルータ１１０は無線アクセスポイントの一実施例である。無線アクセスポイントはさらに、ＷｉＭＡＸアンテナおよび通信システム、フェムトもしくはピコセル、ＷｉＦｉルータ、または他の無線通信システムでもよい。無線ルータ１１０はいくつもの通信プロトコルおよび規格により、任意の数の個人の装置、事業所の装置、組織の装置、または他の無線装置と通信することができる。一実施例において、無線ルータ１１０はデータ接続１１２を介して通信ネットワーク１１４と通信することができる。本発明の実施例では、無線ルータ１１０が使用する通信規格、設定およびプロトコルを恒久的に、または一時的に再構成または変更することなく、１つ以上の無線装置１０２、１０４、１０６および１０８と通信することができる。
【００１８】
データ接続１１２は、光ファイバケーブル、ＤＳＬ、Ｔ１、サテライト、ＷｉＭＡＸ、送電線、またはデータ、音声、もしくはパケット通信を送るのに適する他の通信線、リンク、もしくは接続などである。通信ネットワーク１１４は、無線ルータ１１０に通信を送信または無線ルータ１１０から受信するためのシステムおよび環境である。通信ネットワーク１１４は、インターネット、公衆および構内アクセスネットワーク、仮想ネットワーク、ならびに他のネットワーク、タイプ、および構成を含むいくつものネットワークと通信することができる。上記のように、無線装置１０２、１０４、１０６および１０８は、通信を強化して電力を節約するために、トラフィックプロファイルおよび対応する電力節約モードを選択するのに、１つ以上の決定を用いることができる。
【００１９】
無線装置１０２、１０４、１０６および１０８は電力節約モードとしてスリープ状態またはモードを用いることができる。スリープモードは、電池の消費を減少させるために、無線装置１０２、１０４、１０６ならびに１０８および使用するアプリケーションにおいて有用である。一実施例において、スリープモード動作は、対応する停止期間間隔によって分けられている定期的モニタリングインターバル（起動インターバル）の間に通信チャネルを監視することによって特徴付けられる。一実施例において、通信チャネルはスリープモードを実現するために用いられるページングチャネルである。スリープモードにおいて、無線装置１０２、１０４、１０６および１０８は無線ルータ１１０にパケットを送って、各装置が停止期間間隔でスリープモードに入り、データ通信が一時的に停止されることを示す。
【００２０】
一実施例において、停止期間間隔を示すビーコン信号または呼び出し信号を、特定の頻度または所定の期間で無線ルータ１１０から１つ以上の無線装置１０２、１０４、１０６および１０８に送って、停止期間間隔後に通信を開始させることができる。停止期間間隔は、停止期間間隔間または停止期間間隔の際に起こり得る通信と無関係に、一定のままである。無線装置１０２、１０４、１０６および１０８は同様にスリープ状態から起動して、ビーコン信号が受取られたか否か、および通信を行なうのかまたは直ちにスリープ状態に戻るかを決定することができる。受信するパケットはないとビーコン信号が示せば、無線装置１０２、１０４、１０６および１０８は直ちにスリープ状態に再度入ることができる。ビーコン信号が受取られたら、または無線装置１０２、１０４、１０６ならびに１０８および／または無線ルータ１１０にとって通信するべきパケットがある場合、無線装置は活性状態に入り、次のビーコン信号まで、スリープ状態に再度入る前に通信を行なう。
【００２１】
トラフィックプロファイルの選択は、ある期間に送られたパケットの平均個数、無線装置１０２、１０４、１０６および１０８の利用形態の種類、パケットタイプ、またはパケットトラフィックおよびタイプに関する他の情報に基づき、行なうことができる。その結果、無線装置はスリープ状態からより効率よく遷移して選択されたプロファイルに基づき通信を行なうことができ、それによりバッテリの電力を節約しながらパケットスループットを向上させる。
【００２２】
図２は本発明の実施例における無線装置のブロック図である。無線装置２００は図１の１つ以上の無線装置１０２、１０４、１０６および１０８の特定の実施例である。別の実施例において、無線装置２００はいくつかの他の特定用途むけ集積回路（ＡＳＩＣ）、装置、チップ、ルータ、スイッチ、インターフェイスまたはシステムへの無線通信を可能にする無線通信装置内のデータインターフェイスを表わすことができる。無線装置２００は同様にいくつかの装置、カード、回路、バッファ、プログラム可能メモリまたはロジック、レギュレータ、ドライバ、クロック、タイマ、ボード、バス、ならびに他の通信および演算コンポーネントなどを含む。
【００２３】
一実施例において、無線装置２００は、プロセッサ２０２、電力節約ロジック２０４、無線インターフェイス２０６、メモリ２０８、軽いトラフィックプロファイル２１０、定期トラフィックプロファイル２１２、および重いトラフィックプロファイル２１４を含む。前記のように、無線装置２００は無線ルータ２１６と通信し得る。
【００２４】
別の実施例において、無線装置２００のさまざまなエレメントは、ＡＳＩＣまたはチップセットの一部として実現できる。プロセッサ２０２は、一連の命令の実行を制御可能な回路またはロジックである。プロセッサ２０２は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、中央処理装置、または電子装置を制御するのに適する他の装置であり、ソフトウェア命令、プログラムおよびアプリケーションを実行し、信号および情報を変換および処理し、さらに他の関連するタスクを行なう１つ以上のハードウェアおよびソフトウェアエレメントを含む。プロセッサ２０２は単一のチップ、または他の演算もしくは通信エレメントと統合される。
【００２５】
メモリ２０８は、後で引出されるまたはアクセスされるデータを格納するよう構成されているハードウェアエレメント、装置、または記録媒体である。メモリ２０８は静的メモリおよび動的メモリの両方を含むことができる。メモリ２０８はハードディスク、ランダムアクセスメモリ、キャッシュ、取外し可能媒体ドライブ、大容量記憶装置、またはデータ、命令および情報を記憶するのに適する構成を含むことができる。一実施例において、メモリ２０８およびプロセッサ２０２を統合することができる。メモリ２０８は揮発性または不揮発性の記憶技術および媒体のいずれかを用いることができる。
【００２６】
無線装置２００は、幾通りもの方法で、ここに記載されている特定の動作を行なって、機能、処理、ステップおよび方法を実施することができる。一実施例において、電力節約ロジック２０４は、メモリ２０８に記憶される適切なプロファイルの決定に基づき、選択された電力モードを実現するためのデジタルロジックである。別の実施例において、電力節約ロジック２０４は、軽いトラフィックプロファイル２１０、定期トラフィックプロファイル２１２、および重いトラフィックプロファイル２１４と関連する動作または停止期間間隔を記憶および実施することができる。たとえば、定期トラフィックプロファイル２１２の選択に応じて、電力節約ロジック２０４は、無線インターフェイスに含まれる送信機のような、無線装置２００のコンポーネントおよびエレメントのすべてまたは一部にコマンドを送って、定期スリープモードからスリープモード（電力節約モード）に入ることができる。同様に、送信機は集中したパケットトラフィックに基づき、より高い頻度で定期スリープモードからフル電力モードに移ることができる。無線装置２００のコマンドラインまたは信号構造は、無線装置２００および対応するコンポーネントの、電力モード間での遷移を示すことができる。
【００２７】
電力節約ロジック２０４は、無線装置２００と無線ルータ２１６との間の平均パケット期間および送信に関連する適切なトラフィックプロファイルの決定に基づき、電力節約モードまたは動作を実現するのに適するデジタルロジック、ステートマシン、コントローラ、ファームウェア、一連の命令、または他のロジックであり得る。
【００２８】
無線インターフェイス２０６は、無線ルータ２１６を含む他の無線装置と通信するための無線トランスミッタおよびレシーバインターフェイスである。無線インターフェイス２０６はいくつものアンテナ、メモリ、フィルタ、増幅器、バッファ、コントローラ、ドライバ、アプリケーション、および他の同様の通信エレメントを含んでもよい。メモリ２０８内に記憶されるトラフィックプロファイルは、無線装置２００の通信性能、測定、または特性に基づき実施できる。
【００２９】
トラフィックプロファイルは、無線装置２００の状態、モード、または設定を表わすことができる。トラフィックプロファイルは、ここに記載される動作を実施するためのいくつかのしきい値、パラメータ、および条件を用いることができる。特に、適するトラフィックプロファイルの決定は、無線インターフェイス２０６によって送られる最新のパケットの期間に送られたパケットの平均個数に基づいて選択できる。ここに記載されるパケット通信は、無線インターフェイス２０６によって送信および受信された入出力パケットを含むことができる。一実施例において、平均期間とは、特定の時間間隔の間で受取られたパケットの個数、または通信ウインドウの数である。平均期間は、送られるパケットの合計数、または無線装置２００でパケットが送受信される平均頻度を表わしている。トラフィックプロファイルの選択は、ある時間間隔で送られるパケットの平均個数に基づいて行なうことができる。
【００３０】
一実施例において、平均期間＝Σインターバル［ｉ］／ｎであって、ｉ＝１，ｎであり、ｎは最適化、テスト、または実験に基づき定めることができる。一実施例において、ｎはたとえば３０個のパケットのように、複数のパケットを示す。さらに、たとえば、５０個の受信されたパケットというように、平均期間を定めるために他の特定の範囲または値を用いることができる。一例では、３０個のパケットを受取る平均ウインドウは、長さで約２０ｍｓであり得る。その結果、インターバル当たりの平均トラフィックに基づくトラフィックプロファイルの決定は、たとえば６００ｍｓ時間間隔のように、合計時間で定めることができる。決定を行なうのに用いることができる音声ストリームおよびデータストリームは、図３から図６においてさらに記載される。パケットの個数または時間の期間は、無線装置２００および無線ルータ２１６の通信特性に基づき選択できるしきい値である。別の実施例において、割当てられた時間間隔の間に送られたパケットの個数のみを用いて、ある時間のインターバルの間に通信されるパケットの平均個数を決定する。同様に、トラフィックプロファイルを選択するために、パケットを送信する平均期間またはパケットを受信する平均期間の短い方を、あるインターバルの間に送られるパケットの平均個数として用いることができる。
【００３１】
一実施例において、図７で示されるように、パケットが疎である場合には、軽いトラフィックプロファイル２１０が選択される。軽いトラフィックプロファイル２１０において、既存の電力節約モードを用いることができる。既存の電力節約モードは、図７に示される無線装置状態７０４のように、無線装置２００は主にスリープ状態である待機状態にあることを示すので、無線装置２００は軽いトラフィックプロファイル２１０を用いることによって電力消費を減少させることができる。特に、無線装置用のＩＥＥＥ電力節約モードを用いて、既定設定（すなわち１００ｍｓ）に基づき、各停止期間間隔において無線装置２００または無線インターフェイス２０６を起動させる。一実施例において、送信または受信された最新のｎ個のパケットの平均期間が、たとえば６０ｍｓといった第１のまたは高しきい値より大きい場合に、軽いトラフィックプロファイル２１０が実施される。
【００３２】
一実施例において、定期トラフィックプロファイル２１２は、図５でさらに示されるように、無線装置２００または無線インターフェイス２０６を介して送られる定期パケットがあることを示す。定期トラフィックプロファイルにおいて、定期電力節約モードが用いられ、無線装置の時間期間は、無線アクセスポイントからのパケットの送信期間に応じて設定される。定期パケット通信の一例は、インターネットを介する音声プロトコル（ＶｏＩｐ）通信である。一実施例において、定期トラフィックプロファイル２１２は最新のｎ個のパケットの平均期間が、第１のしきい値（すなわち６０ｍｓ）以下であり、かつたとえば１０ｍｓである第２のまたは低しきい値より高いことを示す。たとえば、典型的なＶｏＩｐ通信パケットは２０ｍｓ毎にサンプリングまたは受信される。
【００３３】
特に、ＶｏＩｐ通信では呼出品質を確保にするために、ジッタおよび待ち時間を低くする必要があるかもしれない。ＩＥＥＥ電力節約モードは、低いジッタおよび待ち時間要件を満たすには不十分であることが注目される。待ち時間は一時的遅延の尺度である。たとえば、待ち時間は音声通信の送信側または通信側からの音声通信パケットの送信および受信における遅延を指す。ジッタは、ネットワークの混雑、タイミングドリフト、またはルート変更によって引起される、到着パケット間の時間変動である。たとえば、停止期間間隔間で無線装置または無線ルータ２１６によって待機させられるまたはバッファリングされる通信パケットは過密となり、スループットを減少させて待ち時間を増加させ得る。無線装置２００または無線ルータ２１６から送られるパケットの遅延は、同様に第２の通信相手によって用いられる無線装置２００および電話装置のジッタを増加させ得る。
【００３４】
一実施例において、重いトラフィックプロファイル２１４は、大容量のパケットが、図６によってさらに示されるように短いインターバルで送られる、大型ファイル転送に用いることができる。重いトラフィックプロファイル２１４では、フル電力モードを用いることができる。大型のファイル転送は典型的に高いスループットを必要とする。その結果、通信を１００ｍｓ毎に中断し得る標準の電力節約モードは、不必要なオーバヘッドおよび遅延を加える、または大型ファイルの通信および確認を遅らせ得る。既存の電力節約モードによる割り込みによって中断される大型データ転送の一例を図４に示す。逆に、本発明によれば、無線装置２００はフル電力モードの際にパワーオン状態を維持することができるので、通信の中断は起こらない。一実施例において、重いトラフィックプロファイル２１４は、最新のｎパケットのインターバルの間に送られるパケットの平均個数が、たとえば１０ｍｓである第２のまたは低しきい値以下であることを示し得る。
【００３５】
別の実施例において、トラフィックプロファイルは他の決定に基づいて選択することができる。たとえば、電力節約ロジック２０４は、ＶｏＩｐアプリケーション、ロジックまたは回路の活性化または利用に基づき、定期トラフィックプロファイル２１２を選択することができる。重いトラフィックプロファイル２１４および軽いトラフィックプロファイル２１０は同様に、無線装置２００の異なるアプリケーションおよび機能に関連付けられ得る。別の例では、動作システムフラグまたはドライバは、電力節約ロジック２０４を促して、フラグまたはドライバによって示されるトラフィックのタイプまたは量に対応するトラフィックプロファイルを選択させる。同様に、出力されるパケットヘッダから情報を引出して、適切なトラフィックプロファイルを決定することができる。たとえば、無線インターフェイス２０６による音声トラフィックの通信は、定期トラフィックプロファイル２１２を選択することができることを電力節約ロジック２０４に示し、ｅメール、映像、または画像通信は、重いトラフィックプロファイルを選択することを電力節約ロジック２０４に示す。同様に、無線装置２００と無線ルータ２１６との間にリンクまたはハートビートを確立するために用いられると特定されるパケットは、軽いトラフィックプロファイル２１０を選択することを示し得る。リンクまたはハートビート接続は、接続が存在し、双方の装置は必要に応じてパケットを送信および受信するよう機能することを知らせるために用いることができる。
【００３６】
図３は先行技術に従う電力節約モードを用いるデータストリームを示す。図３のデータストリームは、データストリーム３０２、無線装置状態３０４、および通信ストリーム３０６を含んでもよい。データストリームは、データストリーム３０２の音声通信のために、既定電力節約モードおよび対応する停止期間間隔を用いて実現できる音声通信である。データストリームはさらに、大型の固定停止期間間隔またはウインドウが、たとえば既定のＩＥＥＥスリープモードまたは電力節約モードのような既定のスリープ基準を用いると、ＶｏＩＰではうまくいかないことを示す。
【００３７】
データストリーム３０２は、１ヶ所以上の受信相手に送信するために、無線装置によってサンプリングまたは処理された音声パケット、および無線アクセスポイントによって無線装置に送られたパケットを表わし得る。たとえば、データストリーム３０２は約２０ｍｓで間隔が空けられている定期データパケットを表わし得る。
【００３８】
一実施例において、音声ストリームのパケットは、停止期間間隔が終わるまで、または待機もしくはバッファリングされたデータストリーム３０２パケットを送ることができると示す、無線装置による内部からまたは外部からビーコン信号が受取られるまで、通信することはできない。一例において、停止期間間隔は１００ｍｓ続き、その時点で無線装置状態３０４はスリープモードから遷移して、待機またはバッファリングされたパケットを通信する。たとえば、無線装置状態３０４が遷移すると、音声ストリームのパケット２−６は通信ストリーム３０６にて送信または受信される。
【００３９】
装置は、次のウインドウの始まりで、データストリーム３０２のパケット７−１１を通信ストリーム３０６にて送信および受信する前に、１００ｍｓの残りの部分では電力節約モードに入る。パケットは通信ストリーム３０６で送られる前に著しく遅延して、待ち時間を増加させ、潜在的に双方の通信側にジッタを引起してしまうので、既存の電力節約モードは音声通信には適さないことになる。
【００４０】
図４は先行技術に従う電力節約モードを用いる重いデータストリームを示す図である。図４のデータストリームは、データストリーム４０２、無線装置状態４０４、通信ストリーム４０６、失われたパケット４０８、パワーオン状態４１０および４１２、パワーオフ状態４１４、ポーズ４１６、および速いパケット４１８を含む。データストリームは、標準のまたは既定の電力節約モードが活性化された場合に、大型ファイル転送がどのように実現されるかを示す。たとえば、現行の例では、標準の電力設定を用いて１００ｍｓの停止期間間隔（またはウインドウ）を使用することができる。無線装置状態４０４は、パワーオン状態４１０からパワーオフ状態４１４に遷移して、パワーオン状態４１２に戻る。
【００４１】
通信ストリーム４０６は、通信のために蓄積またはバッファリングされているデータストリーム４０２内のパケットと無関係に、無線装置状態４０４がパワーオン状態４１０もしくは活性状態から、パワーオフ状態４１４もしくはスリープ状態に遷移する場合に中断される。一実施例において、失われたパケット４０８は、無線アクセスポイントから無線装置に送られる前に、移転、削除、または失われる。たとえば、バッファの容量を超えてしまって、パケットが上書き、破棄、または削除されるかもしれない。その結果、失われたパケット４０８は再送信されなければならず、ファイルまたはデータが損なわれたり、他の問題がいくつか起こり得る。パケットが失われることは、音声通信の際に特に問題であり、呼出の劣化をもたらす。その結果、示される電力節約モードは、定期データトラフィックによって特徴付けられる音声通信には不適切である。
【００４２】
無線装置状態４０４からパワーオフ状態４１４に遷移する際、データストリーム４０２はもう通信ストリーム４０６内では送られない。無線装置状態４０４が一時的に遷移してスリープモードに伴うパワーオフ状態４１４に入れば、無線装置がパワーオン状態４１２に戻るまで、通信相手にパケットを送る時間が遅くなるかもしれない。たとえば、データストリーム４０２で送られる画像は、無線装置状態４０４によって示される、フル電力モードからスリープモードへの遷移によって通信ストリーム４０６内で起こる中断により、さらに遅延される。
【００４３】
図５、図６および図７は、本発明の実施例における、トラフィックプロファイルに関連する電力モードおよび通信を示す。図７は、軽いトラフィックプロファイルで用いることができる既存の電力節約モードを示す。パケットの通信の合間に完全な停止期間間隔が経過することがある。図６は、重いトラフィックプロファイルに用いることができるフル電力モードにある無線装置を示す。重いトラフィックプロファイルは、停止期間間隔を用いるとさらなる遅延、パケットの損失、および他の通信問題を引起す。重いトラフィックプロファイルにおいて、パワーオン状態が維持され、パケットは無線装置と無線アクセスポイントとの間で普通に送られる。
【００４４】
図５は定期トラフィックプロファイルに用いることができるインターバルパワーセーブモードを示す。一実施例において、無線装置は無線アクセスポイントに対して送信または通信するためにスリープ状態から出るのに、短縮した期間を用いることができる。その結果、停止期間間隔いっぱいに停止するのではなく、無線装置はより高い頻度で「起動」してパケットを通信および／または送信する。一実施例において、停止期間間隔は、無線アクセスポイントが用いる典型的なビーコンまたは停止期間間隔の一部またはその倍数であり得る。たとえば、停止期間間隔を２０ｍｓとして、無線アクセスポイントおよび無線装置によって典型的に用いられる１００ｍｓ停止期間間隔の間に、無線装置をスリープ状態から出して、次のスリープ状態に戻る前に、５回までパケットを送信することができる。別の実施例において、無線装置は待ち時間およびジッタを減らすために、パケットが無線装置によって受取られるまたはサンプリングされると直ちにパケットを送信することができる。サンプリングされたパケットが無線装置および／または無線アクセスポイントによって送られる前に、準備および処理のために少しの遅延が発生するかもしれない。
【００４５】
図５は本発明の実施例におけるインターバル電力節約モードを用いる音声ストリームを示す図である。図５のデータストリームは、音声ストリーム５０２、無線装置状態５０４、および通信ストリーム５０６を含む。一実施例において、音声ストリーム５０２は、無線装置によってサンプリングされた音声信号である。別の実施例において、音声ストリーム５０２は、たとえばBluetooth（登録商標）ヘッドセットのような接続された装置から
の音声パケットを表わすこともある。前記のように、音声ストリーム５０２は、約２０ｍｓ毎に間隔が空けられている音声パケットを有する。
【００４６】
実施例としては、定期トラフィックプロファイルの際に電力節約をより効率よく実現するために用いることができる。無線装置が定期トラフィックプロファイルを選択したことに応じて、起動周期は、既定レベルから短くされたウェーク期間に調整することができる。一実施例において、無線装置は、音声ストリーム５０２から保留またはバッファリングされたパケットを送るために、スリープ状態から遷移するのに２０ｍｓという短い起動周期を用いる。その結果、無線装置は無線アクセスポイントが使用することができる１回の停止期間間隔の間に、複数回スリープ状態に入ったり出たりすることになる。
【００４７】
その結果、音声ストリーム５０２内のパケットの通信は、著しい遅延またはパケットの混雑なしで行なわれる。より高い頻度で電力節減モードから遷移する有効性を考えて理解するために、図３および図５の通信ストリームを比較することができる。例示的実施例において、無線装置は起動周期を１００ｍｓのような既定設定ではなく、独立してたとえば２０ｍｓといった新しい起動周期に調整する。
【００４８】
無線装置は無線装置状態５０４をより高い頻度でフルパワー（通信モードとも呼ぶ）に変更して、著しく遅延することなく音声ストリームのパケットが通信ストリーム５０６で通信されることを確実にし、それにより待ち時間を減少させ、ジッタの可能性を減らす。さらに無線装置はバッテリの電源を節約するために、より早くスリープ状態に戻る。２０ｍｓの起動周期の間電力節約モードに留まることにより、通信ストリーム５０６は音声ストリーム５０２のスループットを最大限にする一方で、バッテリの寿命を節約する。図５を図３と比較して、待ち時間およびジッタに影響し得る、たとえば１および７のパケットを送る際の遅延が減少していることが見られる。パケット１および７は、図３の通信ストリーム３０６を図５の通信ストリーム５０６と比較した場合、著しく遅延されているのがわかる。
【００４９】
別の実施例において、無線装置は無線アクセスポイントに送るためのパケットをサンプリングまたは受取ることに応じて、無線装置状態５０４をスリープモードからフル電力モードに遷移させることができる。その結果、無線装置は自動的に起動して、スリープ状態に戻る前にサンプリングされたまたは伝送用のバッファリングされた１つ以上のパケットを送る。音声ストリーム５０２のサンプリングまたは受取り、無線装置状態５０４の遷移、および通信ストリーム５０６での音声パケットの通信間には、小さな遅延が起こり得る。
【００５０】
図６は本発明の実施例におけるフル電力モードを用いる重いデータストリームを示す。図６のデータストリームは、データストリーム６０２、無線装置状態６０４、および通信ストリーム６０６を含む。実施例としては、重いトラフィックプロファイルの選択に応じて、より効率よく通信を行なうために用いることができる。データストリーム６０２は極端なまたは大規模なデータストリームを表わし得る。たとえば、映像メッセージをＰＤＡから受信側の携帯電話に送ることができる。
【００５１】
一実施例において、無線装置状態６０４は、フルパワー状態が非活性化、不能化されたこと、または不必要に電力節約モードに入ることなく、送信ストリームがデータストリーム６０２を早く送ることができるよう、フル電力モードに留まるよう他の態様で構成されたことを示す。実施例としては、無線装置状態４０４を不能化（図４に示される）にする、または平均インターバルが１０ｍｓ未満である場合に、もしくは重いトラフィックプロファイルが選択されたことを示すほかの特定のしきい値やレベルに応じて、フルパワーに設定することができる。図６は同様に図４と比較して、無線装置状態６０４が図４の無線装置状態４０４のように不必要に遷移しないので、データストリーム６０２が遅延することなく通信ストリーム６０８内で送ることができるのを示す。図６において、データストリーム６０２の通信は遅延されず、より大きい通信または極端な通信に必要な時間を減少させる。
【００５２】
図７は本発明の実施例におけるスリープモードを用いる軽いデータストリームを示す。図７のデータストリームは、データストリーム７０２、無線装置状態７０４、および通信システム７０６を含む。例示的実施例は、軽いトラフィックプロファイルの選択に応じてより効率よく通信を行なうために用いることができる。データストリーム７０２は断続するパケットの通信を表わす。
【００５３】
一実施例において、無線装置状態７０４は、平均インターバルが６０ｍｓより大きいことまたは別のしきい値に応じて、スリープモードを使用することができる。スリープモードは、データストリーム７０２内のパケットが疎であることにより、たとえば１００ｍｓの起動周期またはウインドウを用いることができる。軽いトラフィックプロファイルはスリープモードを実現し得る。なぜなら、パケットは図７の通信遅延によって著しく影響される音声通信または他のアプリケーションを示す十分な頻度で送られないからである。その結果、軽いトラフィックプロファイル用に実施されたスリープモードは、バッテリの電力を節約しながら許容されるレベルのスループットを提供することができる。
【００５４】
図８は本発明の実施例における電力を節約するためにトラフィックプロファイルを使用するプロセスのフローチャート図である。図８のプロセスは、実施例に従い、無線装置によってまたは無線装置の無線インターフェイスによって、実現することができる。図８に示される値、しきい値、および基準は、トラフィックプロファイルと、各トラフィックプロファイルに関連する電力節約モードまたは動作とを決定するために用いることができる情報およびデータの一例である。他の実施例において、より多くの電力節約モードおよびトラフィックプロファイルを用いて、起動周期をさらに調整することができる。
【００５５】
プロセスは、最新のｎ個のパケットの平均期間が６０ｍｓより大きいかどうかを決定することによって始まる（ステップ８０２）。平均期間は、特定の時間間隔内で完全にもしくは部分的に送られたパケットのリアルタイムのもしくは実行中の平均の個数である、またはパケットの個数に基づく。平均期間は、同様にいくつもの他の評価、分析、計算、または統計的測定もしくは近似値を用いることができる。一実施例において、平均期間は、ある時間間隔の間に送信された平均パケット個数またはある時間間隔の間に受取られた平均パケット個数のうちの小さい方であり得る。代替的に、送信平均または受信平均を用いることができる。
【００５６】
最新のｎ個のパケットの平均期間がたとえば６０ｍｓより大きいという決定に応じて、および／または他の決定に応じて、無線装置は軽いトラフィックプロファイルを選択することができる（ステップ８０４）。軽いトラフィックプロファイルは、無線装置によって用いられる設定、状態、条件、またはモードであり得る。たとえば、無線装置はビーコン信号毎に送信のために起動する（ステップ８０６）。ステップ８０６の間、無線装置は軽いトラフィックプロファイルに関連する標準の電力節約モードを選択し、その間にパケットがスリープモードに入る前に送信および受信される。一実施例において、無線装置は特定の頻度、期間、または１００ｍｓ毎といった間隔で、標準の電力節約モードの際にフル電力モードに入ることができる。この１００ｍｓは、電力節約モードの間に用いられる起動周期に対応し得る。無線装置は、最新のｎ個のパケットの平均期間が６０ｍｓより大きいか否かを決定することができる（ステップ８０２）。
【００５７】
無線装置は最新のｎ個のパケットの平均インターバルが６０ｍｓ以下であると判断すれば、無線装置は最新のｎ個のパケットの平均期間が、６０ｍｓ以下であり、かつ１０ｍｓより大きいかどうかを判断することができる（ステップ８０８）。最新のｎ個のパケットの平均期間が６０ｍｓおよび１０ｍｓの間にあれば、無線装置は定期トラフィックプロファイルを選択することができる（ステップ８１０）。一実施例において、定期トラフィックプロファイルはＶｏＩＰ通信用に構成され得る。たとえば、定期トラフィックプロファイルは、呼出品質を維持するために、スループットおよび待ち時間の問題を妨げる、より短い起動周期を用いることができる。
【００５８】
次に、無線装置は特定の期間で起動する（ステップ８１２）。一実施例において、起動周期またはウインドウは２０ｍｓ毎にある。無線装置は待ち時間を減らしかつスループットを上げるために、２０ｍｓ毎にフルパワー状態に入り、スリープ状態に再び入る前にパケットを送受信する。より短い起動周期により、無線装置によってサンプリングまたは受取られた音声パケットにもっと密接に対応して、音声通信を強化する。次に、無線装置はステップ８０２に戻る。
【００５９】
最新のｎ個のパケットの平均期間が、ステップ８０８において６０ｍｓおよび１０ｍｓの間にない場合、無線装置は重いトラフィックプロファイルを選択することができる（ステップ８１４）。重いトラフィックプロファイルは、大型のファイルまたは他のデータの重い通信が起こっていることを示し得る。次に、無線装置はフル電力モードを使用する（ステップ８１６）。重いトラフィックプロファイルが認識または設定される間、無線装置がフルパワー状態で通信できるよう、電力節約モードおよび機構は少なくとも一時的に停止される。一実施例において、送信機はプロセッサまたは無線装置のロジックからコマンドを受取って、別個の電力モードを使用する後のコマンドを受取るまで、フルパワー状態または設定を用いて無線アクセスポイントと通信する。たとえば、通信の間に用いられる、起動周期、停止期間間隔、特性、時期、またはウインドウを無効にすることができる。重い通信であって利用できる帯域幅および処理能力がすべて無線装置によって必要とされる通信の際に、停止または中断されないように、電力節約機能を停止、無効化またはオフにすることができる。次に、無線装置はステップ８０２に戻る。
【００６０】
一実施例において、ステップ８０２および８０８の判断は１００ｍｓ毎に行なうことができる。たとえば、経過した６００ｍｓの間に送られたパケットの数を測定するためにカウンタを用いることができる。約６００ｍｓの終わりに、そのインターバル（６００ｍｓ）の間に送られた平均パケット数の判断を行なうことができる。ステップ８０２および８０８は、無線装置が送ったパケットに基づき、適切なトラフィックプロファイルを連続して決定するために繰返すことができる。その結果、無線装置は適するトラフィックプロファイルおよび対応する電力節約モードへの遷移を続けて決定することができる。
【００６１】
別の実施例において、トラフィックプロファイルの決定は、ジッタおよび待ち時間の許容値を調整するために、他の基準に基づいて行なうことができる。一実施例において、トラフィックプロファイルは、無線装置によって実施される通信の種類または無線装置によって実行されるアプリケーションに応じて、選択することができる。たとえば、無線装置が音声パケットを送受信しているのなら、定期トラフィックプロファイルを選択することができる。別の例では、無線装置はピア−ツウ−ピアアプリケーションの実行に応じて、重いトラフィックプロファイルを選択することができる。
【００６２】
前記詳細な説明は、本発明を実現するための実施例の一部であり、範囲を限定するものではない。たとえば、本発明のトラフィックプロファイルおよび電力モードに、他のトラフィックプロファイルを加えることができる。特許請求の範囲はより特定的に示される発明のいくつかの実施例を記載している。
【背景技術】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は２００８年１１月２６日に出願され、「トラフィックプロファイルに基づく適合型電力節約のためのシステムおよび方法」と題され、ここに引用により援用される、米国仮出願第６１／１１８，１３７号の優先権を主張する。
【０００２】
背景
近年、通信サービスおよび製品の使用は急激に増加している。この増加は改良されたハードウェア、ソフトウェア、規格およびプロトコルによってもたらされている。無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）の利用も同様に増えている。多くの事業所、家庭、会社や他の場所でも今はＷＬＡＮを利用して、従業員や居住者に向上した通信を発展させている。たとえば、ＷｉＦｉネットワークは普及しているＷＬＡＮの一例である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００５／００２１３７号
【特許文献２】特開２００６−２７９９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＷＬＡＮは非常に有用であるが、ＷＬＡＮを介してアクセスおよび通信する無線装置は、他の無線通信と比べてより早く電力を消費してしまうことがある。無線装置の中には電力を節約するために、通常モードおよびスリープモードを用いて無線アクセスポイントで通信するものがある。通常モードでは、無線装置の電力消費が高く、電池を早く消耗させる。スリープモードでは、無線装置が停止している間は、データスループットの大きな遅延を引起し得る。その結果、高いスループットを維持しながら電力節約を最大限にするのは非常に困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明の概要
一実施例は、無線通信用の電力を節約するためのシステムおよび方法を含む。無線装置に入出力されるパケット通信情報を決定することができる。トラフィックプロファイルは、決定されたパケット通信情報に応じて、軽いトラフィックプロファイル、定期的トラフィックプロファイル、および重いトラフィックプロファイルから選択することができる。パケットは、選択されたトラフィックプロファイルに応じて決定された電力モードを用いて、無線アクセスポイントと通信できる。電力モードは、無線アクセスポイントよらず、無線装置によって選択できる。
【０００６】
別の実施例として、電力を節約するためのエンドユーザ無線装置を含む。エンドユーザ無線装置は、エンドユーザ無線装置のパケット通信情報を決定するために動作可能である無線インターフェイスを含んでもよい。エンドユーザ無線装置は、決定されたパケット通信情報に応じて、軽いトラフィックプロファイル、定期的トラフィックプロファイル、および重いトラフィックプロファイルからトラフィックプロファイルを選択することが可能である、無線インターフェイスと通信する電力節約ロジックをさらに含んでもよい。無線インターフェイスは、トラフィックプロファイルに関連する電力モードを使用して、エンドユーザ無線装置と無線アクセスポイントとの間でパケットを通信することができる。
【０００７】
さらに他の実施例は、電力を節約するための無線装置を含む。無線装置は、一連の命令を実行するよう動作可能であるプロセッサを含んでもよい。無線装置はさらに、プロセッサと通信するメモリを含んでもよい。メモリは、一連の命令を記憶することができる。一連の命令は実行されて、パケットを通信するためのパケット通信情報を決定し、決定されたパケット通信情報に応じて無線装置のトラフィックプロファイルを選択し、パケット通信情報内の時間間隔の間に通信されるパケットの平均期間が高しきい値以上であると判断したことに応じて、通信パケット間に既定の起動周期を使用し、時間間隔の間に通信されるパケットの平均期間が低しきい値よりも大きくかつ高しきい値よりも低いと判断したことに応じて、通信パケット間でより短い起動周期を使用し、時間間隔の間に通信されるパケットの平均期間が低しきい値以下であると判断したことに応じてフル電力モードを使用する。
【０００８】
本発明の例示的実施例を、添付される図面を参照して以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例における通信システムのイメージ図である。
【図２】本発明の実施例における無線装置のブロック図である。
【図３】先行技術における電力節約モードを用いるデータストリームを示す図である。
【図４】先行技術における電力節約モードを用いる重いデータストリームを示す図である。
【図５】本発明の実施例における定期電力節約モードを用いる音声ストリームを示す図である。
【図６】本発明の実施例におけるフル電力モードを用いる重いデータストリームを示す図である。
【図７】本発明の実施例における電力節約モードを用いる軽いデータストリームを示す図である。
【図８】本発明の実施例における電力を節約するためのトラフィックプロファイルを使用するための処理のフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面の詳細な説明
本発明の実施例では、電力を節約しかつデータスループットを最大限にするためのトラフィックプロファイルを用いるためのシステムおよび方法を提供する。ＷＬＡＮまたは無線装置は、使用の際さまざまなレベルのトラフィックで通信し得る。このトラフィックのレベルは、トラフィックが全くないまたは少ししかない場合から非常に大きなファイル転送まで変化する。音声トラフィックのようなデジタル音声電話技術はその中間辺りにあるが、待ち時間の増加およびスループットの減少は、呼出および音声の品質に著しく影響し得るので、特に重要である。一実施例において、ＷＬＡＮ装置によって定められる異なるレベルのトラフィックは、特定の通信アプリケーションとリンクされる１つ以上の状態、モード、またはプロファイルに関連する。たとえば、大型のファイル転送では効率よく通信するために高いスループットを必要とするのに対して、音声ストリーム通信は呼出の品質を確保するために低いジッタおよび低い待ち時間を必要とする。
【００１１】
本発明の実施例では、トラフィックプロファイルを入力または選択するために、１つ以上の決定を行う。トラフィックプロファイルは、パケット通信情報、ＷＬＡＮ装置によって使用されるアプリケーション、または他の類似の情報を用いて選択できる。一実施例において、パケット通信情報は、パケットが無線装置に入出力される頻度である。しかし、パケット通信情報は、無線装置に入出力されるパケット通信間の平均期間、パケットサイズ、ある時間のウインドウ内に通信されるパケットの個数、起動周期または停止期間間隔の間に受取られたパケットの平均個数、または無線装置とやり取りされるパケットのタイミングや他の特徴について他の情報を含んでもよい。
【００１２】
一実施例において、パケット通信情報はここに記載される平均パケット期間をんでもよい。トラフィックプロファイルは、全体のＷＬＡＮ性能、特に電力消費を向上させ得る通信動作または電力状態もしくは電力モードと関連付けられる。本発明の実施例では、いくつかの電力モードを用いてデータを効率よく通信するために、ＷＬＡＮ装置がより高いスループットを維持できるようにする。本発明の実施例では、さらに無線アクセスポイントとの相互作用または協調なしに、ＷＬＡＮ装置が高い電力消費状態にある時間間隔を減少させることができる。本発明の実施例は、デジタルロジック、ステートマシン、アルゴリズム、ソフトウェア、回路およびそのいずれかの組合せを用いて実施できる。
【００１３】
さまざまな実施例は、既存のシステム、装置および処理に対して、著しい利点を有する。一実施例において、無線装置は、特定の期間、インターバル、アプリケーション、パケットタイプ、ウインドウ、またはしきい値について、測定、計算、平均化、または他の態様で決定されたパケット通信情報に基づいて、３つのトラフィックプロファイルのうちの１つを選択することができる。たとえば、ある時間間隔で送信（および／または受信）されたパケットの個数は、「通信平均」と呼ぶことがある。ある期間に通信されたパケットの平均個数は、適用可能なトラフィックプロファイルを決定するために用いることができる。スリープモードおよびフル電力モードに加えて、無線装置は定期データモードを用いることができ、定期データモードにより無線装置で一般に用いられる起動周期は、たとえば１００ミリ秒（ｍｓ）の既定の起動周期よりもはるかに短くすることができる。その結果、無線装置は、無線アクセスポイントが無線装置からのパケットを予定しているか否かと無関係に、「起動」して短い期間で送信することができ、さらにデータパケットが無線アクセスポイントでバッファリングされているか否かと無関係に、短い期間で受信できる。別の実施例において、無線装置は、パケットがサンプリングされると直ちに、またはスリープ状態に戻る前に無線装置または無線アクセスポイントで受取られると、無線アクセスポイントに対してデータパケットを送信または受信することができる。したがって、無線装置は定期データモードにおいてそれほど遅れることなく無線アクセスポイントと通信することができる。
【００１４】
無線装置は、無線装置と無線アクセスポイントとの間で用いられる通信規格を変えることなく、または適用可能な無線アクセスポイントを再構成することなく、記載されているシステムおよび方法を実施することができる。さまざまな実施例は、軽いトラフィック、定期トラフィック、および重いトラフィックのプロファイルの決定に応じて、それぞれ既存の電力節約モード、音声通信用の特殊な電力節約モードまたは定期の電力節約モード、およびフル電力モードを使用するよう、さらに構成され得る。各電力モードは特定の起動周期を実現できる。
【００１５】
図１は本発明の例示的実施例に従う通信システムのイメージ図である。通信システム１００はいくつものハードウェア、ソフトウェア、装置、システム、機器、コンポーネント、および他の要素を含んでもよい。一実施例では、通信システム１００は、無線装置１０２、１０４、１０６および１０８、無線ルータ１１０、データ接続１１２、ならびに通信ネットワーク１１４を含む。
【００１６】
無線装置１０２、１０４、１０６および１０８は、特定の電力節約モード、動作、またはステップを実現するために、いくつかのトラフィックプロファイルを使用することができるＷＬＡＮ装置の実施例である。特に、無線装置１０２、１０４、１０６および１０８は、エンドユーザ無線装置である。エンドユーザ無線装置は、通信の最終受取り者である個人によって使用される無線装置である。エンドユーザ無線装置は、１つ以上の通信ネットワークと通信を行うために、移動可能なユーザが使用するものである。一実施例において、無線装置１０２、１０４、１０６および１０８は、携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、無線電話、ラップトップコンピュータ、携帯端末、または他の無線演算および通信装置を含む。
【００１７】
無線装置１０２、１０４、１０６および１０８は１つ以上の無線アクセスポイントと通信することができる。無線アクセスポイントは、通信ネットワーク１１４を介して無線装置１０２、１０４、１０６および１０８と送信および受信するためのインターフェイスである。無線ルータ１１０は無線アクセスポイントの一実施例である。無線アクセスポイントはさらに、ＷｉＭＡＸアンテナおよび通信システム、フェムトもしくはピコセル、ＷｉＦｉルータ、または他の無線通信システムでもよい。無線ルータ１１０はいくつもの通信プロトコルおよび規格により、任意の数の個人の装置、事業所の装置、組織の装置、または他の無線装置と通信することができる。一実施例において、無線ルータ１１０はデータ接続１１２を介して通信ネットワーク１１４と通信することができる。本発明の実施例では、無線ルータ１１０が使用する通信規格、設定およびプロトコルを恒久的に、または一時的に再構成または変更することなく、１つ以上の無線装置１０２、１０４、１０６および１０８と通信することができる。
【００１８】
データ接続１１２は、光ファイバケーブル、ＤＳＬ、Ｔ１、サテライト、ＷｉＭＡＸ、送電線、またはデータ、音声、もしくはパケット通信を送るのに適する他の通信線、リンク、もしくは接続などである。通信ネットワーク１１４は、無線ルータ１１０に通信を送信または無線ルータ１１０から受信するためのシステムおよび環境である。通信ネットワーク１１４は、インターネット、公衆および構内アクセスネットワーク、仮想ネットワーク、ならびに他のネットワーク、タイプ、および構成を含むいくつものネットワークと通信することができる。上記のように、無線装置１０２、１０４、１０６および１０８は、通信を強化して電力を節約するために、トラフィックプロファイルおよび対応する電力節約モードを選択するのに、１つ以上の決定を用いることができる。
【００１９】
無線装置１０２、１０４、１０６および１０８は電力節約モードとしてスリープ状態またはモードを用いることができる。スリープモードは、電池の消費を減少させるために、無線装置１０２、１０４、１０６ならびに１０８および使用するアプリケーションにおいて有用である。一実施例において、スリープモード動作は、対応する停止期間間隔によって分けられている定期的モニタリングインターバル（起動インターバル）の間に通信チャネルを監視することによって特徴付けられる。一実施例において、通信チャネルはスリープモードを実現するために用いられるページングチャネルである。スリープモードにおいて、無線装置１０２、１０４、１０６および１０８は無線ルータ１１０にパケットを送って、各装置が停止期間間隔でスリープモードに入り、データ通信が一時的に停止されることを示す。
【００２０】
一実施例において、停止期間間隔を示すビーコン信号または呼び出し信号を、特定の頻度または所定の期間で無線ルータ１１０から１つ以上の無線装置１０２、１０４、１０６および１０８に送って、停止期間間隔後に通信を開始させることができる。停止期間間隔は、停止期間間隔間または停止期間間隔の際に起こり得る通信と無関係に、一定のままである。無線装置１０２、１０４、１０６および１０８は同様にスリープ状態から起動して、ビーコン信号が受取られたか否か、および通信を行なうのかまたは直ちにスリープ状態に戻るかを決定することができる。受信するパケットはないとビーコン信号が示せば、無線装置１０２、１０４、１０６および１０８は直ちにスリープ状態に再度入ることができる。ビーコン信号が受取られたら、または無線装置１０２、１０４、１０６ならびに１０８および／または無線ルータ１１０にとって通信するべきパケットがある場合、無線装置は活性状態に入り、次のビーコン信号まで、スリープ状態に再度入る前に通信を行なう。
【００２１】
トラフィックプロファイルの選択は、ある期間に送られたパケットの平均個数、無線装置１０２、１０４、１０６および１０８の利用形態の種類、パケットタイプ、またはパケットトラフィックおよびタイプに関する他の情報に基づき、行なうことができる。その結果、無線装置はスリープ状態からより効率よく遷移して選択されたプロファイルに基づき通信を行なうことができ、それによりバッテリの電力を節約しながらパケットスループットを向上させる。
【００２２】
図２は本発明の実施例における無線装置のブロック図である。無線装置２００は図１の１つ以上の無線装置１０２、１０４、１０６および１０８の特定の実施例である。別の実施例において、無線装置２００はいくつかの他の特定用途むけ集積回路（ＡＳＩＣ）、装置、チップ、ルータ、スイッチ、インターフェイスまたはシステムへの無線通信を可能にする無線通信装置内のデータインターフェイスを表わすことができる。無線装置２００は同様にいくつかの装置、カード、回路、バッファ、プログラム可能メモリまたはロジック、レギュレータ、ドライバ、クロック、タイマ、ボード、バス、ならびに他の通信および演算コンポーネントなどを含む。
【００２３】
一実施例において、無線装置２００は、プロセッサ２０２、電力節約ロジック２０４、無線インターフェイス２０６、メモリ２０８、軽いトラフィックプロファイル２１０、定期トラフィックプロファイル２１２、および重いトラフィックプロファイル２１４を含む。前記のように、無線装置２００は無線ルータ２１６と通信し得る。
【００２４】
別の実施例において、無線装置２００のさまざまなエレメントは、ＡＳＩＣまたはチップセットの一部として実現できる。プロセッサ２０２は、一連の命令の実行を制御可能な回路またはロジックである。プロセッサ２０２は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、中央処理装置、または電子装置を制御するのに適する他の装置であり、ソフトウェア命令、プログラムおよびアプリケーションを実行し、信号および情報を変換および処理し、さらに他の関連するタスクを行なう１つ以上のハードウェアおよびソフトウェアエレメントを含む。プロセッサ２０２は単一のチップ、または他の演算もしくは通信エレメントと統合される。
【００２５】
メモリ２０８は、後で引出されるまたはアクセスされるデータを格納するよう構成されているハードウェアエレメント、装置、または記録媒体である。メモリ２０８は静的メモリおよび動的メモリの両方を含むことができる。メモリ２０８はハードディスク、ランダムアクセスメモリ、キャッシュ、取外し可能媒体ドライブ、大容量記憶装置、またはデータ、命令および情報を記憶するのに適する構成を含むことができる。一実施例において、メモリ２０８およびプロセッサ２０２を統合することができる。メモリ２０８は揮発性または不揮発性の記憶技術および媒体のいずれかを用いることができる。
【００２６】
無線装置２００は、幾通りもの方法で、ここに記載されている特定の動作を行なって、機能、処理、ステップおよび方法を実施することができる。一実施例において、電力節約ロジック２０４は、メモリ２０８に記憶される適切なプロファイルの決定に基づき、選択された電力モードを実現するためのデジタルロジックである。別の実施例において、電力節約ロジック２０４は、軽いトラフィックプロファイル２１０、定期トラフィックプロファイル２１２、および重いトラフィックプロファイル２１４と関連する動作または停止期間間隔を記憶および実施することができる。たとえば、定期トラフィックプロファイル２１２の選択に応じて、電力節約ロジック２０４は、無線インターフェイスに含まれる送信機のような、無線装置２００のコンポーネントおよびエレメントのすべてまたは一部にコマンドを送って、定期スリープモードからスリープモード（電力節約モード）に入ることができる。同様に、送信機は集中したパケットトラフィックに基づき、より高い頻度で定期スリープモードからフル電力モードに移ることができる。無線装置２００のコマンドラインまたは信号構造は、無線装置２００および対応するコンポーネントの、電力モード間での遷移を示すことができる。
【００２７】
電力節約ロジック２０４は、無線装置２００と無線ルータ２１６との間の平均パケット期間および送信に関連する適切なトラフィックプロファイルの決定に基づき、電力節約モードまたは動作を実現するのに適するデジタルロジック、ステートマシン、コントローラ、ファームウェア、一連の命令、または他のロジックであり得る。
【００２８】
無線インターフェイス２０６は、無線ルータ２１６を含む他の無線装置と通信するための無線トランスミッタおよびレシーバインターフェイスである。無線インターフェイス２０６はいくつものアンテナ、メモリ、フィルタ、増幅器、バッファ、コントローラ、ドライバ、アプリケーション、および他の同様の通信エレメントを含んでもよい。メモリ２０８内に記憶されるトラフィックプロファイルは、無線装置２００の通信性能、測定、または特性に基づき実施できる。
【００２９】
トラフィックプロファイルは、無線装置２００の状態、モード、または設定を表わすことができる。トラフィックプロファイルは、ここに記載される動作を実施するためのいくつかのしきい値、パラメータ、および条件を用いることができる。特に、適するトラフィックプロファイルの決定は、無線インターフェイス２０６によって送られる最新のパケットの期間に送られたパケットの平均個数に基づいて選択できる。ここに記載されるパケット通信は、無線インターフェイス２０６によって送信および受信された入出力パケットを含むことができる。一実施例において、平均期間とは、特定の時間間隔の間で受取られたパケットの個数、または通信ウインドウの数である。平均期間は、送られるパケットの合計数、または無線装置２００でパケットが送受信される平均頻度を表わしている。トラフィックプロファイルの選択は、ある時間間隔で送られるパケットの平均個数に基づいて行なうことができる。
【００３０】
一実施例において、平均期間＝Σインターバル［ｉ］／ｎであって、ｉ＝１，ｎであり、ｎは最適化、テスト、または実験に基づき定めることができる。一実施例において、ｎはたとえば３０個のパケットのように、複数のパケットを示す。さらに、たとえば、５０個の受信されたパケットというように、平均期間を定めるために他の特定の範囲または値を用いることができる。一例では、３０個のパケットを受取る平均ウインドウは、長さで約２０ｍｓであり得る。その結果、インターバル当たりの平均トラフィックに基づくトラフィックプロファイルの決定は、たとえば６００ｍｓ時間間隔のように、合計時間で定めることができる。決定を行なうのに用いることができる音声ストリームおよびデータストリームは、図３から図６においてさらに記載される。パケットの個数または時間の期間は、無線装置２００および無線ルータ２１６の通信特性に基づき選択できるしきい値である。別の実施例において、割当てられた時間間隔の間に送られたパケットの個数のみを用いて、ある時間のインターバルの間に通信されるパケットの平均個数を決定する。同様に、トラフィックプロファイルを選択するために、パケットを送信する平均期間またはパケットを受信する平均期間の短い方を、あるインターバルの間に送られるパケットの平均個数として用いることができる。
【００３１】
一実施例において、図７で示されるように、パケットが疎である場合には、軽いトラフィックプロファイル２１０が選択される。軽いトラフィックプロファイル２１０において、既存の電力節約モードを用いることができる。既存の電力節約モードは、図７に示される無線装置状態７０４のように、無線装置２００は主にスリープ状態である待機状態にあることを示すので、無線装置２００は軽いトラフィックプロファイル２１０を用いることによって電力消費を減少させることができる。特に、無線装置用のＩＥＥＥ電力節約モードを用いて、既定設定（すなわち１００ｍｓ）に基づき、各停止期間間隔において無線装置２００または無線インターフェイス２０６を起動させる。一実施例において、送信または受信された最新のｎ個のパケットの平均期間が、たとえば６０ｍｓといった第１のまたは高しきい値より大きい場合に、軽いトラフィックプロファイル２１０が実施される。
【００３２】
一実施例において、定期トラフィックプロファイル２１２は、図５でさらに示されるように、無線装置２００または無線インターフェイス２０６を介して送られる定期パケットがあることを示す。定期トラフィックプロファイルにおいて、定期電力節約モードが用いられ、無線装置の時間期間は、無線アクセスポイントからのパケットの送信期間に応じて設定される。定期パケット通信の一例は、インターネットを介する音声プロトコル（ＶｏＩｐ）通信である。一実施例において、定期トラフィックプロファイル２１２は最新のｎ個のパケットの平均期間が、第１のしきい値（すなわち６０ｍｓ）以下であり、かつたとえば１０ｍｓである第２のまたは低しきい値より高いことを示す。たとえば、典型的なＶｏＩｐ通信パケットは２０ｍｓ毎にサンプリングまたは受信される。
【００３３】
特に、ＶｏＩｐ通信では呼出品質を確保にするために、ジッタおよび待ち時間を低くする必要があるかもしれない。ＩＥＥＥ電力節約モードは、低いジッタおよび待ち時間要件を満たすには不十分であることが注目される。待ち時間は一時的遅延の尺度である。たとえば、待ち時間は音声通信の送信側または通信側からの音声通信パケットの送信および受信における遅延を指す。ジッタは、ネットワークの混雑、タイミングドリフト、またはルート変更によって引起される、到着パケット間の時間変動である。たとえば、停止期間間隔間で無線装置または無線ルータ２１６によって待機させられるまたはバッファリングされる通信パケットは過密となり、スループットを減少させて待ち時間を増加させ得る。無線装置２００または無線ルータ２１６から送られるパケットの遅延は、同様に第２の通信相手によって用いられる無線装置２００および電話装置のジッタを増加させ得る。
【００３４】
一実施例において、重いトラフィックプロファイル２１４は、大容量のパケットが、図６によってさらに示されるように短いインターバルで送られる、大型ファイル転送に用いることができる。重いトラフィックプロファイル２１４では、フル電力モードを用いることができる。大型のファイル転送は典型的に高いスループットを必要とする。その結果、通信を１００ｍｓ毎に中断し得る標準の電力節約モードは、不必要なオーバヘッドおよび遅延を加える、または大型ファイルの通信および確認を遅らせ得る。既存の電力節約モードによる割り込みによって中断される大型データ転送の一例を図４に示す。逆に、本発明によれば、無線装置２００はフル電力モードの際にパワーオン状態を維持することができるので、通信の中断は起こらない。一実施例において、重いトラフィックプロファイル２１４は、最新のｎパケットのインターバルの間に送られるパケットの平均個数が、たとえば１０ｍｓである第２のまたは低しきい値以下であることを示し得る。
【００３５】
別の実施例において、トラフィックプロファイルは他の決定に基づいて選択することができる。たとえば、電力節約ロジック２０４は、ＶｏＩｐアプリケーション、ロジックまたは回路の活性化または利用に基づき、定期トラフィックプロファイル２１２を選択することができる。重いトラフィックプロファイル２１４および軽いトラフィックプロファイル２１０は同様に、無線装置２００の異なるアプリケーションおよび機能に関連付けられ得る。別の例では、動作システムフラグまたはドライバは、電力節約ロジック２０４を促して、フラグまたはドライバによって示されるトラフィックのタイプまたは量に対応するトラフィックプロファイルを選択させる。同様に、出力されるパケットヘッダから情報を引出して、適切なトラフィックプロファイルを決定することができる。たとえば、無線インターフェイス２０６による音声トラフィックの通信は、定期トラフィックプロファイル２１２を選択することができることを電力節約ロジック２０４に示し、ｅメール、映像、または画像通信は、重いトラフィックプロファイルを選択することを電力節約ロジック２０４に示す。同様に、無線装置２００と無線ルータ２１６との間にリンクまたはハートビートを確立するために用いられると特定されるパケットは、軽いトラフィックプロファイル２１０を選択することを示し得る。リンクまたはハートビート接続は、接続が存在し、双方の装置は必要に応じてパケットを送信および受信するよう機能することを知らせるために用いることができる。
【００３６】
図３は先行技術に従う電力節約モードを用いるデータストリームを示す。図３のデータストリームは、データストリーム３０２、無線装置状態３０４、および通信ストリーム３０６を含んでもよい。データストリームは、データストリーム３０２の音声通信のために、既定電力節約モードおよび対応する停止期間間隔を用いて実現できる音声通信である。データストリームはさらに、大型の固定停止期間間隔またはウインドウが、たとえば既定のＩＥＥＥスリープモードまたは電力節約モードのような既定のスリープ基準を用いると、ＶｏＩＰではうまくいかないことを示す。
【００３７】
データストリーム３０２は、１ヶ所以上の受信相手に送信するために、無線装置によってサンプリングまたは処理された音声パケット、および無線アクセスポイントによって無線装置に送られたパケットを表わし得る。たとえば、データストリーム３０２は約２０ｍｓで間隔が空けられている定期データパケットを表わし得る。
【００３８】
一実施例において、音声ストリームのパケットは、停止期間間隔が終わるまで、または待機もしくはバッファリングされたデータストリーム３０２パケットを送ることができると示す、無線装置による内部からまたは外部からビーコン信号が受取られるまで、通信することはできない。一例において、停止期間間隔は１００ｍｓ続き、その時点で無線装置状態３０４はスリープモードから遷移して、待機またはバッファリングされたパケットを通信する。たとえば、無線装置状態３０４が遷移すると、音声ストリームのパケット２−６は通信ストリーム３０６にて送信または受信される。
【００３９】
装置は、次のウインドウの始まりで、データストリーム３０２のパケット７−１１を通信ストリーム３０６にて送信および受信する前に、１００ｍｓの残りの部分では電力節約モードに入る。パケットは通信ストリーム３０６で送られる前に著しく遅延して、待ち時間を増加させ、潜在的に双方の通信側にジッタを引起してしまうので、既存の電力節約モードは音声通信には適さないことになる。
【００４０】
図４は先行技術に従う電力節約モードを用いる重いデータストリームを示す図である。図４のデータストリームは、データストリーム４０２、無線装置状態４０４、通信ストリーム４０６、失われたパケット４０８、パワーオン状態４１０および４１２、パワーオフ状態４１４、ポーズ４１６、および速いパケット４１８を含む。データストリームは、標準のまたは既定の電力節約モードが活性化された場合に、大型ファイル転送がどのように実現されるかを示す。たとえば、現行の例では、標準の電力設定を用いて１００ｍｓの停止期間間隔（またはウインドウ）を使用することができる。無線装置状態４０４は、パワーオン状態４１０からパワーオフ状態４１４に遷移して、パワーオン状態４１２に戻る。
【００４１】
通信ストリーム４０６は、通信のために蓄積またはバッファリングされているデータストリーム４０２内のパケットと無関係に、無線装置状態４０４がパワーオン状態４１０もしくは活性状態から、パワーオフ状態４１４もしくはスリープ状態に遷移する場合に中断される。一実施例において、失われたパケット４０８は、無線アクセスポイントから無線装置に送られる前に、移転、削除、または失われる。たとえば、バッファの容量を超えてしまって、パケットが上書き、破棄、または削除されるかもしれない。その結果、失われたパケット４０８は再送信されなければならず、ファイルまたはデータが損なわれたり、他の問題がいくつか起こり得る。パケットが失われることは、音声通信の際に特に問題であり、呼出の劣化をもたらす。その結果、示される電力節約モードは、定期データトラフィックによって特徴付けられる音声通信には不適切である。
【００４２】
無線装置状態４０４からパワーオフ状態４１４に遷移する際、データストリーム４０２はもう通信ストリーム４０６内では送られない。無線装置状態４０４が一時的に遷移してスリープモードに伴うパワーオフ状態４１４に入れば、無線装置がパワーオン状態４１２に戻るまで、通信相手にパケットを送る時間が遅くなるかもしれない。たとえば、データストリーム４０２で送られる画像は、無線装置状態４０４によって示される、フル電力モードからスリープモードへの遷移によって通信ストリーム４０６内で起こる中断により、さらに遅延される。
【００４３】
図５、図６および図７は、本発明の実施例における、トラフィックプロファイルに関連する電力モードおよび通信を示す。図７は、軽いトラフィックプロファイルで用いることができる既存の電力節約モードを示す。パケットの通信の合間に完全な停止期間間隔が経過することがある。図６は、重いトラフィックプロファイルに用いることができるフル電力モードにある無線装置を示す。重いトラフィックプロファイルは、停止期間間隔を用いるとさらなる遅延、パケットの損失、および他の通信問題を引起す。重いトラフィックプロファイルにおいて、パワーオン状態が維持され、パケットは無線装置と無線アクセスポイントとの間で普通に送られる。
【００４４】
図５は定期トラフィックプロファイルに用いることができるインターバルパワーセーブモードを示す。一実施例において、無線装置は無線アクセスポイントに対して送信または通信するためにスリープ状態から出るのに、短縮した期間を用いることができる。その結果、停止期間間隔いっぱいに停止するのではなく、無線装置はより高い頻度で「起動」してパケットを通信および／または送信する。一実施例において、停止期間間隔は、無線アクセスポイントが用いる典型的なビーコンまたは停止期間間隔の一部またはその倍数であり得る。たとえば、停止期間間隔を２０ｍｓとして、無線アクセスポイントおよび無線装置によって典型的に用いられる１００ｍｓ停止期間間隔の間に、無線装置をスリープ状態から出して、次のスリープ状態に戻る前に、５回までパケットを送信することができる。別の実施例において、無線装置は待ち時間およびジッタを減らすために、パケットが無線装置によって受取られるまたはサンプリングされると直ちにパケットを送信することができる。サンプリングされたパケットが無線装置および／または無線アクセスポイントによって送られる前に、準備および処理のために少しの遅延が発生するかもしれない。
【００４５】
図５は本発明の実施例におけるインターバル電力節約モードを用いる音声ストリームを示す図である。図５のデータストリームは、音声ストリーム５０２、無線装置状態５０４、および通信ストリーム５０６を含む。一実施例において、音声ストリーム５０２は、無線装置によってサンプリングされた音声信号である。別の実施例において、音声ストリーム５０２は、たとえばBluetooth（登録商標）ヘッドセットのような接続された装置から
の音声パケットを表わすこともある。前記のように、音声ストリーム５０２は、約２０ｍｓ毎に間隔が空けられている音声パケットを有する。
【００４６】
実施例としては、定期トラフィックプロファイルの際に電力節約をより効率よく実現するために用いることができる。無線装置が定期トラフィックプロファイルを選択したことに応じて、起動周期は、既定レベルから短くされたウェーク期間に調整することができる。一実施例において、無線装置は、音声ストリーム５０２から保留またはバッファリングされたパケットを送るために、スリープ状態から遷移するのに２０ｍｓという短い起動周期を用いる。その結果、無線装置は無線アクセスポイントが使用することができる１回の停止期間間隔の間に、複数回スリープ状態に入ったり出たりすることになる。
【００４７】
その結果、音声ストリーム５０２内のパケットの通信は、著しい遅延またはパケットの混雑なしで行なわれる。より高い頻度で電力節減モードから遷移する有効性を考えて理解するために、図３および図５の通信ストリームを比較することができる。例示的実施例において、無線装置は起動周期を１００ｍｓのような既定設定ではなく、独立してたとえば２０ｍｓといった新しい起動周期に調整する。
【００４８】
無線装置は無線装置状態５０４をより高い頻度でフルパワー（通信モードとも呼ぶ）に変更して、著しく遅延することなく音声ストリームのパケットが通信ストリーム５０６で通信されることを確実にし、それにより待ち時間を減少させ、ジッタの可能性を減らす。さらに無線装置はバッテリの電源を節約するために、より早くスリープ状態に戻る。２０ｍｓの起動周期の間電力節約モードに留まることにより、通信ストリーム５０６は音声ストリーム５０２のスループットを最大限にする一方で、バッテリの寿命を節約する。図５を図３と比較して、待ち時間およびジッタに影響し得る、たとえば１および７のパケットを送る際の遅延が減少していることが見られる。パケット１および７は、図３の通信ストリーム３０６を図５の通信ストリーム５０６と比較した場合、著しく遅延されているのがわかる。
【００４９】
別の実施例において、無線装置は無線アクセスポイントに送るためのパケットをサンプリングまたは受取ることに応じて、無線装置状態５０４をスリープモードからフル電力モードに遷移させることができる。その結果、無線装置は自動的に起動して、スリープ状態に戻る前にサンプリングされたまたは伝送用のバッファリングされた１つ以上のパケットを送る。音声ストリーム５０２のサンプリングまたは受取り、無線装置状態５０４の遷移、および通信ストリーム５０６での音声パケットの通信間には、小さな遅延が起こり得る。
【００５０】
図６は本発明の実施例におけるフル電力モードを用いる重いデータストリームを示す。図６のデータストリームは、データストリーム６０２、無線装置状態６０４、および通信ストリーム６０６を含む。実施例としては、重いトラフィックプロファイルの選択に応じて、より効率よく通信を行なうために用いることができる。データストリーム６０２は極端なまたは大規模なデータストリームを表わし得る。たとえば、映像メッセージをＰＤＡから受信側の携帯電話に送ることができる。
【００５１】
一実施例において、無線装置状態６０４は、フルパワー状態が非活性化、不能化されたこと、または不必要に電力節約モードに入ることなく、送信ストリームがデータストリーム６０２を早く送ることができるよう、フル電力モードに留まるよう他の態様で構成されたことを示す。実施例としては、無線装置状態４０４を不能化（図４に示される）にする、または平均インターバルが１０ｍｓ未満である場合に、もしくは重いトラフィックプロファイルが選択されたことを示すほかの特定のしきい値やレベルに応じて、フルパワーに設定することができる。図６は同様に図４と比較して、無線装置状態６０４が図４の無線装置状態４０４のように不必要に遷移しないので、データストリーム６０２が遅延することなく通信ストリーム６０８内で送ることができるのを示す。図６において、データストリーム６０２の通信は遅延されず、より大きい通信または極端な通信に必要な時間を減少させる。
【００５２】
図７は本発明の実施例におけるスリープモードを用いる軽いデータストリームを示す。図７のデータストリームは、データストリーム７０２、無線装置状態７０４、および通信システム７０６を含む。例示的実施例は、軽いトラフィックプロファイルの選択に応じてより効率よく通信を行なうために用いることができる。データストリーム７０２は断続するパケットの通信を表わす。
【００５３】
一実施例において、無線装置状態７０４は、平均インターバルが６０ｍｓより大きいことまたは別のしきい値に応じて、スリープモードを使用することができる。スリープモードは、データストリーム７０２内のパケットが疎であることにより、たとえば１００ｍｓの起動周期またはウインドウを用いることができる。軽いトラフィックプロファイルはスリープモードを実現し得る。なぜなら、パケットは図７の通信遅延によって著しく影響される音声通信または他のアプリケーションを示す十分な頻度で送られないからである。その結果、軽いトラフィックプロファイル用に実施されたスリープモードは、バッテリの電力を節約しながら許容されるレベルのスループットを提供することができる。
【００５４】
図８は本発明の実施例における電力を節約するためにトラフィックプロファイルを使用するプロセスのフローチャート図である。図８のプロセスは、実施例に従い、無線装置によってまたは無線装置の無線インターフェイスによって、実現することができる。図８に示される値、しきい値、および基準は、トラフィックプロファイルと、各トラフィックプロファイルに関連する電力節約モードまたは動作とを決定するために用いることができる情報およびデータの一例である。他の実施例において、より多くの電力節約モードおよびトラフィックプロファイルを用いて、起動周期をさらに調整することができる。
【００５５】
プロセスは、最新のｎ個のパケットの平均期間が６０ｍｓより大きいかどうかを決定することによって始まる（ステップ８０２）。平均期間は、特定の時間間隔内で完全にもしくは部分的に送られたパケットのリアルタイムのもしくは実行中の平均の個数である、またはパケットの個数に基づく。平均期間は、同様にいくつもの他の評価、分析、計算、または統計的測定もしくは近似値を用いることができる。一実施例において、平均期間は、ある時間間隔の間に送信された平均パケット個数またはある時間間隔の間に受取られた平均パケット個数のうちの小さい方であり得る。代替的に、送信平均または受信平均を用いることができる。
【００５６】
最新のｎ個のパケットの平均期間がたとえば６０ｍｓより大きいという決定に応じて、および／または他の決定に応じて、無線装置は軽いトラフィックプロファイルを選択することができる（ステップ８０４）。軽いトラフィックプロファイルは、無線装置によって用いられる設定、状態、条件、またはモードであり得る。たとえば、無線装置はビーコン信号毎に送信のために起動する（ステップ８０６）。ステップ８０６の間、無線装置は軽いトラフィックプロファイルに関連する標準の電力節約モードを選択し、その間にパケットがスリープモードに入る前に送信および受信される。一実施例において、無線装置は特定の頻度、期間、または１００ｍｓ毎といった間隔で、標準の電力節約モードの際にフル電力モードに入ることができる。この１００ｍｓは、電力節約モードの間に用いられる起動周期に対応し得る。無線装置は、最新のｎ個のパケットの平均期間が６０ｍｓより大きいか否かを決定することができる（ステップ８０２）。
【００５７】
無線装置は最新のｎ個のパケットの平均インターバルが６０ｍｓ以下であると判断すれば、無線装置は最新のｎ個のパケットの平均期間が、６０ｍｓ以下であり、かつ１０ｍｓより大きいかどうかを判断することができる（ステップ８０８）。最新のｎ個のパケットの平均期間が６０ｍｓおよび１０ｍｓの間にあれば、無線装置は定期トラフィックプロファイルを選択することができる（ステップ８１０）。一実施例において、定期トラフィックプロファイルはＶｏＩＰ通信用に構成され得る。たとえば、定期トラフィックプロファイルは、呼出品質を維持するために、スループットおよび待ち時間の問題を妨げる、より短い起動周期を用いることができる。
【００５８】
次に、無線装置は特定の期間で起動する（ステップ８１２）。一実施例において、起動周期またはウインドウは２０ｍｓ毎にある。無線装置は待ち時間を減らしかつスループットを上げるために、２０ｍｓ毎にフルパワー状態に入り、スリープ状態に再び入る前にパケットを送受信する。より短い起動周期により、無線装置によってサンプリングまたは受取られた音声パケットにもっと密接に対応して、音声通信を強化する。次に、無線装置はステップ８０２に戻る。
【００５９】
最新のｎ個のパケットの平均期間が、ステップ８０８において６０ｍｓおよび１０ｍｓの間にない場合、無線装置は重いトラフィックプロファイルを選択することができる（ステップ８１４）。重いトラフィックプロファイルは、大型のファイルまたは他のデータの重い通信が起こっていることを示し得る。次に、無線装置はフル電力モードを使用する（ステップ８１６）。重いトラフィックプロファイルが認識または設定される間、無線装置がフルパワー状態で通信できるよう、電力節約モードおよび機構は少なくとも一時的に停止される。一実施例において、送信機はプロセッサまたは無線装置のロジックからコマンドを受取って、別個の電力モードを使用する後のコマンドを受取るまで、フルパワー状態または設定を用いて無線アクセスポイントと通信する。たとえば、通信の間に用いられる、起動周期、停止期間間隔、特性、時期、またはウインドウを無効にすることができる。重い通信であって利用できる帯域幅および処理能力がすべて無線装置によって必要とされる通信の際に、停止または中断されないように、電力節約機能を停止、無効化またはオフにすることができる。次に、無線装置はステップ８０２に戻る。
【００６０】
一実施例において、ステップ８０２および８０８の判断は１００ｍｓ毎に行なうことができる。たとえば、経過した６００ｍｓの間に送られたパケットの数を測定するためにカウンタを用いることができる。約６００ｍｓの終わりに、そのインターバル（６００ｍｓ）の間に送られた平均パケット数の判断を行なうことができる。ステップ８０２および８０８は、無線装置が送ったパケットに基づき、適切なトラフィックプロファイルを連続して決定するために繰返すことができる。その結果、無線装置は適するトラフィックプロファイルおよび対応する電力節約モードへの遷移を続けて決定することができる。
【００６１】
別の実施例において、トラフィックプロファイルの決定は、ジッタおよび待ち時間の許容値を調整するために、他の基準に基づいて行なうことができる。一実施例において、トラフィックプロファイルは、無線装置によって実施される通信の種類または無線装置によって実行されるアプリケーションに応じて、選択することができる。たとえば、無線装置が音声パケットを送受信しているのなら、定期トラフィックプロファイルを選択することができる。別の例では、無線装置はピア−ツウ−ピアアプリケーションの実行に応じて、重いトラフィックプロファイルを選択することができる。
【００６２】
前記詳細な説明は、本発明を実現するための実施例の一部であり、範囲を限定するものではない。たとえば、本発明のトラフィックプロファイルおよび電力モードに、他のトラフィックプロファイルを加えることができる。特許請求の範囲はより特定的に示される発明のいくつかの実施例を記載している。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信用の電力を節約するための方法であって、
無線装置に入出力されるパケット通信情報を決定するステップと、
決定されたパケット通信情報に応じて軽いトラフィックプロファイル、定期的トラフィックプロファイル、および重いトラフィックプロファイルからあるトラフィックプロファイルを選択するステップと、
選択されたトラフィックプロファイルに応じて決定された電力モードを使用して無線アクセスポイントとパケットを通信するステップとを備え、前記電力モードは前記無線装置によって前記無線アクセスポイントとは独立して使用されるものである方法。
【請求項２】
前記パケット通信情報は、ある時間間隔の間に通信されるパケットの平均である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記時間間隔の間に通信される前記パケットの平均周期は、前記時間間隔内に前記無線装置によって受取られたパケット数に応じて決定される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記トラフィックプロファイルは各起動周期毎に決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記軽いトラフィックプロファイルの選択に応じた電力モードとして既定の起動周期をパケット通信に使用し、
前記定期的トラフィックプロファイルの選択に応じた電力モードとしてより短い起動周期をパケット通信に使用し、
前記重いトラフィックプロファイルの選択に応じて起動周期のないフル電力モードを使用する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記定期的トラフィックプロファイルは音声通信のために用いられる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記無線装置は、各起動周期の間、１個のパケットを受取るよう構成されている、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記軽いトラフィックプロファイルは、ある時間間隔の間に通信されるパケットの平均周期が高しきい値よりもことに応じて選択され、前記定期的トラフィックプロファイルは、ある時間間隔の間に通信されるパケットの平均周期が高しきい値より短く（高しきい値を含む）、かつ低しきい値よりも長いことに応じて選択され、前記重いトラフィックプロファイルは、時間間隔の間に通信されるパケットの平均周期が低しきい値よりも短い（低しきい値を含む）ことに応じて選択される、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記高しきい値は６０ミリ秒であり、前記低しきい値は１０ミリ秒であり、より短いウェークアップ周期は２０ミリ秒である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
電力を節約するためのエンドユーザ無線装置であって、前記エンドユーザ無線装置は
前記エンドユーザ無線装置のパケット通信情報を決定するよう動作可能である無線インターフェイスと、
無線インターフェイスと通信し、決定された前記パケット通信情報に応じて軽いトラフィックプロファイル、定期的トラフィックプロファイル、および重いトラフィックプロファイルからあるトラフィックプロファイルを選択するよう動作可能である電力節約ロジックとを備え、前記無線インターフェイスは、前記トラフィックプロファイルと関連付けられる電力モードを使用して、前記エンドユーザ無線装置と無線アクセスポイントとの間でパケットを通信する、無線装置。
【請求項１１】
前記パケット通信情報は、ある時間間隔の間に通信されるパケットの平均周期である、請求項１０に記載の無線装置。
【請求項１２】
ある時間間隔の間に通信される前記パケットの平均周期は、前記時間間隔内に前記無線インターフェイスが前記無線アクセスポイントから受取ったパケット数を用いて決定される、請求項１１に記載の無線装置。
【請求項１３】
前記軽いトラフィックプロファイルは、時間間隔の間に通信されるパケットの平均周期が高しきい値より長いことに応じて選択され、前記定期的トラフィックプロファイルは、時間間隔の間に通信されるパケットの平均周期が高しきい値と同等もしくはより短くかつ低しきい値より長いことに応じて選択され、前記重いトラフィックプロファイルは時間間隔の間に通信されるパケットの平均周期が低しきい値と同等もしくはより短いことに応じて選択される、請求項１０に記載の無線装置。
【請求項１４】
前記電力節約ロジックは、前記軽いトラフィックプロファイルに既定の起動周期を使用し、前記高しきい値は６０ミリ秒であり、前記低しきい値は１０ミリ秒であり、前記電力節約ロジックは前記定期的トラフィックプロファイルに２０ミリ秒の起動周期を使用する、請求項１３に記載の無線装置。
【請求項１５】
前記無線装置は、前記無線アクセスポイントによって行なわれる通信を再構成することなく、前記電力モードに対応する起動周期を調整する、請求項１２に記載の無線装置。
【請求項１６】
電力を節約するための無線装置であって、前記無線装置は
一連の命令を実行するよう動作可能であるプロセッサと、
プロセッサと通信するメモリとを備え、前記メモリは一連の命令を記憶するよう動作可能であり、前記一連の命令は実行されて、
パケットの通信に関するパケット通信情報を決定し、
決定された前記パケット通信情報に応じて無線装置のトラフィックプロファイルを選択し、
パケット通信情報において、時間間隔の間に通信されるパケットの平均周期が高しきい値と同等もしくはより長いと決定したことに応じてパケットを通信する中で既定の起動周期を使用し、
時間間隔の間に通信されるパケットの平均周期が低しきい値より長くかつ高しきい値と同等もしくはより短いと決定したことに応じてパケットを通信する中でより短い起動周期を使用し、
時間間隔の間に通信されるパケットの平均周期が低しきい値より短い（低しきい値を含む）と決定したことに応じてフル電力モードを使用する、無線装置。
【請求項１７】
前記一連の命令は、前記無線装置と通信している無線アクセスポイントから受取られる通信を変えることなく無線装置によって使用される１つ以上の起動周期を動的に構成するよう実行される、請求項１６に記載の無線装置。
【請求項１８】
前記一連の命令はさらに、前記フル電力モードにおいて起動周期なしで通信するように実行される、請求項１７に記載の無線装置。
【請求項１９】
前記既定の起動周期は１００ｍｓであり、前記高しきい値は６０ｍｓであり、前記低しきい値は１０ｍｓであり、前記より短い起動周期は２０ｍｓである、請求項１６に記載の無線装置。
【請求項１】
無線通信用の電力を節約するための方法であって、
無線装置に入出力されるパケット通信情報を決定するステップと、
決定されたパケット通信情報に応じて軽いトラフィックプロファイル、定期的トラフィックプロファイル、および重いトラフィックプロファイルからあるトラフィックプロファイルを選択するステップと、
選択されたトラフィックプロファイルに応じて決定された電力モードを使用して無線アクセスポイントとパケットを通信するステップとを備え、前記電力モードは前記無線装置によって前記無線アクセスポイントとは独立して使用されるものである方法。
【請求項２】
前記パケット通信情報は、ある時間間隔の間に通信されるパケットの平均である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記時間間隔の間に通信される前記パケットの平均周期は、前記時間間隔内に前記無線装置によって受取られたパケット数に応じて決定される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記トラフィックプロファイルは各起動周期毎に決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記軽いトラフィックプロファイルの選択に応じた電力モードとして既定の起動周期をパケット通信に使用し、
前記定期的トラフィックプロファイルの選択に応じた電力モードとしてより短い起動周期をパケット通信に使用し、
前記重いトラフィックプロファイルの選択に応じて起動周期のないフル電力モードを使用する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記定期的トラフィックプロファイルは音声通信のために用いられる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記無線装置は、各起動周期の間、１個のパケットを受取るよう構成されている、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記軽いトラフィックプロファイルは、ある時間間隔の間に通信されるパケットの平均周期が高しきい値よりもことに応じて選択され、前記定期的トラフィックプロファイルは、ある時間間隔の間に通信されるパケットの平均周期が高しきい値より短く（高しきい値を含む）、かつ低しきい値よりも長いことに応じて選択され、前記重いトラフィックプロファイルは、時間間隔の間に通信されるパケットの平均周期が低しきい値よりも短い（低しきい値を含む）ことに応じて選択される、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記高しきい値は６０ミリ秒であり、前記低しきい値は１０ミリ秒であり、より短いウェークアップ周期は２０ミリ秒である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
電力を節約するためのエンドユーザ無線装置であって、前記エンドユーザ無線装置は
前記エンドユーザ無線装置のパケット通信情報を決定するよう動作可能である無線インターフェイスと、
無線インターフェイスと通信し、決定された前記パケット通信情報に応じて軽いトラフィックプロファイル、定期的トラフィックプロファイル、および重いトラフィックプロファイルからあるトラフィックプロファイルを選択するよう動作可能である電力節約ロジックとを備え、前記無線インターフェイスは、前記トラフィックプロファイルと関連付けられる電力モードを使用して、前記エンドユーザ無線装置と無線アクセスポイントとの間でパケットを通信する、無線装置。
【請求項１１】
前記パケット通信情報は、ある時間間隔の間に通信されるパケットの平均周期である、請求項１０に記載の無線装置。
【請求項１２】
ある時間間隔の間に通信される前記パケットの平均周期は、前記時間間隔内に前記無線インターフェイスが前記無線アクセスポイントから受取ったパケット数を用いて決定される、請求項１１に記載の無線装置。
【請求項１３】
前記軽いトラフィックプロファイルは、時間間隔の間に通信されるパケットの平均周期が高しきい値より長いことに応じて選択され、前記定期的トラフィックプロファイルは、時間間隔の間に通信されるパケットの平均周期が高しきい値と同等もしくはより短くかつ低しきい値より長いことに応じて選択され、前記重いトラフィックプロファイルは時間間隔の間に通信されるパケットの平均周期が低しきい値と同等もしくはより短いことに応じて選択される、請求項１０に記載の無線装置。
【請求項１４】
前記電力節約ロジックは、前記軽いトラフィックプロファイルに既定の起動周期を使用し、前記高しきい値は６０ミリ秒であり、前記低しきい値は１０ミリ秒であり、前記電力節約ロジックは前記定期的トラフィックプロファイルに２０ミリ秒の起動周期を使用する、請求項１３に記載の無線装置。
【請求項１５】
前記無線装置は、前記無線アクセスポイントによって行なわれる通信を再構成することなく、前記電力モードに対応する起動周期を調整する、請求項１２に記載の無線装置。
【請求項１６】
電力を節約するための無線装置であって、前記無線装置は
一連の命令を実行するよう動作可能であるプロセッサと、
プロセッサと通信するメモリとを備え、前記メモリは一連の命令を記憶するよう動作可能であり、前記一連の命令は実行されて、
パケットの通信に関するパケット通信情報を決定し、
決定された前記パケット通信情報に応じて無線装置のトラフィックプロファイルを選択し、
パケット通信情報において、時間間隔の間に通信されるパケットの平均周期が高しきい値と同等もしくはより長いと決定したことに応じてパケットを通信する中で既定の起動周期を使用し、
時間間隔の間に通信されるパケットの平均周期が低しきい値より長くかつ高しきい値と同等もしくはより短いと決定したことに応じてパケットを通信する中でより短い起動周期を使用し、
時間間隔の間に通信されるパケットの平均周期が低しきい値より短い（低しきい値を含む）と決定したことに応じてフル電力モードを使用する、無線装置。
【請求項１７】
前記一連の命令は、前記無線装置と通信している無線アクセスポイントから受取られる通信を変えることなく無線装置によって使用される１つ以上の起動周期を動的に構成するよう実行される、請求項１６に記載の無線装置。
【請求項１８】
前記一連の命令はさらに、前記フル電力モードにおいて起動周期なしで通信するように実行される、請求項１７に記載の無線装置。
【請求項１９】
前記既定の起動周期は１００ｍｓであり、前記高しきい値は６０ｍｓであり、前記低しきい値は１０ｍｓであり、前記より短い起動周期は２０ｍｓである、請求項１６に記載の無線装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図８】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図８】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−５１７３２（Ｐ２０１３−５１７３２Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２４５３２７（Ｐ２０１２−２４５３２７）
【出願日】平成２４年１１月７日（２０１２．１１．７）
【分割の表示】特願２０１１−５２９３８７（Ｐ２０１１−５２９３８７）の分割
【原出願日】平成２１年１１月２５日（２００９．１１．２５）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１１月７日（２０１２．１１．７）
【分割の表示】特願２０１１−５２９３８７（Ｐ２０１１−５２９３８７）の分割
【原出願日】平成２１年１１月２５日（２００９．１１．２５）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]