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JP4970273B2 - 節電方法、基地局及び加入者端末装置 - Google Patents

節電方法、基地局及び加入者端末装置 Download PDF

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Description

本発明は、一般的には、デジタル通信に関し、特に、節電の分野に関する。
２００４年９月１８日に公開された「Draft IEEE Standard for Local and metropolitan area networks, Part 16: Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems Amendment for Physical and Medium Access Control Layers for Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed Bands」を、本明細書では「ＩＥＥＥ８０２．１６規格」として参照する。この文献は、引用により本願に援用される。ＩＥＥＥ８０２．１６規格は、固定機器の動作及び移動機器の動作の組合せに採用された国際的な勧告である。この規格では、電力を効率的に使用するために、「スリープモード」手順が定義されている。このスリープモード手順は、スリープウィンドウ（sleep window：ここでは、加入者端末装置は、消費電力のレベルを低減するために、電力を落とす。）に挟まれたリスニングウィンドウ（listening window：ここでは、加入者端末装置は、基地局と通信することができる。）の実質的に無限のシーケンスを含んでいる。この勧告では、各リスニングウィンドウの期間の長さは固定されており、スリープウィンドウの期間の長さは、所定の制限値まで倍増する（double）ことができる。この手順は、「ランダム」トラヒック、例えばウェブ閲覧のような「バースト」ＩＰトラヒックを搬送する場合には、適切な解決法である。このようなトラヒックは、典型的には、非リアルタイムＭＡＣ接続及びベストエフォート型接続に関連するという特徴を有する。
しかしながら、スリープモード手順は、ランダム性を有する一種類のサービスには適しているが、異なる種類のサービスを基地局から複数の加入者端末装置に提供する場合には、問題が生じる。このようなスリープモード手順は、例えば、一方が音声／ＶｏＩＰアプリケーションであり、他方がリアルタイムアプリケーションであるようなサービスには、適切に適用することができない。これは、リアルタイムアプリケーションが、通常、上述した音声／ＶｏＩＰアプリケーションとは異なるパターンを有し、したがって、これらの全てのサービスに、このようなスリープモード手順を適用することができないためである。
異なる加入者にマルチキャスト／ブロードキャストサービスを提供するとともに、例えば、ウェブ閲覧サービスを提供しなければならない場合、ＩＥＥＥ８０２．１６規格によって提供される一種類のスリープモード手順を適用しながら、異なる種類のサービスを取り扱うことが実質的に不可能になるという問題が生じる。
また、マルチキャストサービスをサポートするシステムでは、他の問題が生じる。加入者端末装置は、通常、それぞれ異なる要求パターンを有するマルチキャスト接続とユニキャスト接続の両方に対応するように設計されているので、異なる端末装置間でスリープ／リスニングサイクルを同期させることは殆ど不可能である。ＩＥＥＥ８０２．１６規格におけるスリープモード方式の下では、唯一の妥当な解決策は、関連する全ての加入者端末装置のスリープモードを中断し、データ転送を準備することでる。加入者端末装置のスリープモードを中断する弊害は、中断された加入者端末装置が、スリープウィンドウの消費電力が最低である最低値から再起動され、順に、節電効率が低下するという点である。
さらにもう１つの問題は、スリープモード動作を、レンジング（ranging）、接続の確立／設定（connections creation/configuration）、ＳＮＭＰ等のような１つ以上の管理手続と組み合わせる必要があることである。例えば、現在、加入者端末装置が、既存の接続を介して配信するトラヒックがないようなスリープモードのときに、もう１つの接続を追加する必要性が生じたとする。この場合、基地局（base station：以下、ＢＳともいう。）は、既存の接続を使用する要求がない、すなわち実際には、スリープ状態を中断する理由がないにもかかわらず、対応するトランザクションのために、加入者端末装置を利用可能に維持しなければならない。このような状況にもかかわらず、当該技術分野で一般的に用いられている手順では、接続確立手順を適用するために、「トラヒック指示」メッセージ（" Traffic Indication " message）によって（上述したように、現在の接続を介してトラヒックを搬送する必要はないにもかかわらず）、加入者端末装置のスリープモードを中断しなければならない。この結果、スリープモード手順を、最も低いスリープウィンドウ値から再適用する必要がある。
したがって、本発明の目的は、移動端末装置の消費電力を最少とすることによって、節電を実行する新規な方法を提供することである。
本発明の更なる目的は、電力の使用効率を高めるために移動端末装置の消費電力を制御する新規な方法を提供することである。
本発明の更なるもう１つの目的は、異なる電力要求パターンを有する複数のサービスを提供するように適応化された移動端末装置の消費電力を最少とすることによって、節電を実行する節電方法を提供することである。
本発明の他の目的は、以下の本発明の説明によって明らかになる。
本発明の第１の実施の形態として、本発明は、基地局と、少なくとも加入者機器とを含む無線ネットワークに属し、サービスに関連したトラヒック要求に関する１つ以上の特性（characteristics）によって特徴付けられる少なくとも２つの異なるサービスを受信する加入者機器において節電を実行する節電方法を提供する。
この節電方法は、少なくとも２つの異なるサービスを、トラヒック要求に関する特性に基づいて、少なくとも２つの異なるサービスに関連した少なくとも２つの異なる節電クラスのうちの対応する節電クラスに分類するステップと、節電クラス毎に、必要なリスニングウィンドウ及び必要なスリープウィンドウを決定するステップと、基地局と加入者機器との間で通信が交換されない期間中の加入者機器の利用不能期間を決定するステップと、節電手順を実行するパラメータを同期させるメッセージを、基地局と加入者機器との間で交換するステップと、同期されたパラメータに基づいて、加入者機器において節電手順をアクティブ化するステップとを有する。このようなパラメータは、好ましくは、時間領域におけるリスニング／スリープウィンドウの位置、及び全体の手順を終了するための条件（例えば、接続の１つに要求が発生した場合）を含む。より好ましくは、パラメータの組は、スリープ／リスニングウィンドウのシーケンスの開始点を含む。対応する節電クラスに関連するサービス（接続）に関しては、スリープウィンドウの期間中は、通信は、考えられていない。
また、当業者には明らかであるが、少なくとも２つの異なるサービスを分類するステップは、例えば、サービスのタイプに基づき、トラヒック要求パターンに基づき、及び特定のサービスが属するサービスのグループに基づく等、１つ以上のオプションを採用することによって実現され、これらは全て、本発明の範囲に含まれる。
次に、異なるサービスを提供する期間中に、加入者機器（例えば、移動端末装置）において、基地局と加入者機器との間で通信が交換されない時間の利用不能ウィンドウ、すなわち、加入者機器に関連する全てのサービスが非アクティブであるウィンドウを決定し、利用不能ウィンドウ（unavailability window）の期間中、加入者機器において、電力レベルを低減する。
本明細書で用いる「節電クラス」という用語は、１つ以上のＭＡＣ接続（サービス）を含む１つ以上のサービスのグループを意味し、これらの全ては、同様のトラヒック（要求）動作（behavior）を有することで特徴付けられ、これらの接続の全てがリスニングウィンドウ及びスリープウィンドウの同じシーケンスに関連する単一の節電クラスに含まれる。例えば、ウェブ閲覧（サービスＡ）及びリモートのファイルサーバへの通信（サービスＢ）が同じトラヒック（要求）動作を有する場合、これらは、単一の節電クラスに関連付けられる。なお、２つのサービスが同じ種類のトラヒック動作を有していても、トラヒック動作のパラメータが異なる場合、２つのサービスがそれぞれ異なる節電クラスに属すこともある。
本発明の好ましい実施の形態では、節電方法は、加入者機器が、節電手順の開始の要求を送信することによって開始してもよい。また、節電クラスのアクティブ化の最終決定及びその適切なパラメータの決定は、好ましくは、基地局によって行ってもよい。
本発明の更に他の実施の形態では、節電クラスは、以下のグループから選択される。
タイプ１：スリープウィンドウの期間が予め定められておらず、前のスリープウィンドウの期間から導出され、リスニングウィンドウの期間が一定である。
タイプ２：全てのスリープウィンドウの期間が同じであり、一定期間を有するリスニングウィンドウに挟まれている。
タイプ３：単一のスリープウィンドウと単一のリスニングウィンドウとを有する。
節電クラスのタイプ１は、好ましくは、このクラスに含まれるサービスに関連したトラヒックが、スリープウィンドウ及びリスニングウィンドウの期間中は、交換されない。
本発明の実施の他の形態では、節電クラスのタイプ２は、リスニングウィンドウの期間中は、トラヒックの交換が禁止されることによって特徴付けられる。
本発明の更に他の実施の形態においては、節電クラスのタイプ３は、如何なるトラヒックも、スリープウィンドウの期間中は、交換されないことによって特徴付けられる。
本発明の更に他の側面では、加入者機器に許可される節電期間を制御するコントローラを提供し、この制御は、好ましくは、節電クラスを非アクティブ化することによって実行される。
サービスがタイプ１のクラスである場合、節電クラスの非アクティブ化は、以下のイベントの１つ以上の発生に応じて実行される。
＊基地局が、（利用可能ウィンドウ中に）このタイプ１の節電クラスに属す接続を介して任意の量のデータを送信するイベント
＊加入者機器が、このタイプ１の節電クラスに属すサービス（接続）に関するゼロではない帯域幅の要求を送信するイベント
＊加入者機器が、加入者機器宛のバッファリングされたトラヒックの存在を示すトラヒック指示メッセージを受信するイベント
＊加入者機器が、あるタイムアウト時間中に、トラヒック指示メッセージを受信することを失敗するイベント
本発明の更に他の実施の形態においては、節電クラスを非アクティブ化するステップは、基地局及び／又は加入者機器からの所定の管理メッセージの形式で送信されてきた明示的な要求に応じて実行される。
本発明の更に他の実施の形態においては、タイプ２の節電クラスを非アクティブ化するステップは、基地局及び／又は加入者機器からの所定の管理メッセージの形式で送信されてきた明示的な要求（例えば、終了要求）に応じて実行される。
本発明の更に他の実施の形態においては、タイプ３の節電クラスを非アクティブ化するステップは、リスニングウィンドウの終了に応じて実行される。
本発明の側面として、本発明が提供する基地局は、無線ネットワークで動作する基地局において、基地局と、基地局に関連した通信ネットワークとの間で通信を行うためのインタフェースと、基地局が、サービスに関連したトラヒック要求に関する１つ以上の特性によって特徴付けられる少なくとも２つの異なるサービスを加入者機器に提供するものであり、少なくとも１つの加入者機器に通信トラヒックを送信し、及び加入者機器から通信トラヒックを受信する少なくとも１つの無線トランシーバと、少なくとも２つの異なるサービスのそれぞれを、サービスに関連したトラヒック要求に関する特性に基づいて、加入者機器によってサポートされているサービスに関連した少なくとも２つの異なる節電クラスのうちの対応する節電クラスに分類する分類手段と、少なくとも１つのプロセッサとを備え、プロセッサは、節電クラス毎に、必要なリスニングウィンドウ及び必要なスリープウィンドウを決定し、節電手順を実行する少なくとも１つのパラメータを同期させるメッセージを、加入者機器との間で交換し、少なくとも２つの異なるサービスの提供中に、加入者機器について、基地局と加入者機器との間で通信が交換されない加入者機器の時間の利用不能ウィンドウを決定し、利用不能ウィンドウの期間中に、節電手順をアクティブ化するメッセージを加入者機器に送信する。
本発明の更なる側面として、本発明に係る加入者端末装置は、無線ネットワークで動作し、サービスに関連したトラヒック要求に関する１つ以上の特性によって特徴付けられる、少なくとも２つの異なる節電クラスに関連する少なくとも２つの異なるサービスを受信する加入者端末装置において、加入者端末装置と基地局との間で通信を行うインタフェースと、基地局に通信トラヒックを送信し、基地局から通信トラヒックを受信する少なくとも１つの無線トランシーバと、節電手順を実行する少なくとも１つのパラメータを同期させるメッセージを、基地局と交換する少なくとも１つのプロセッサと、基地局から受信された所定のメッセージに応じて、基地局と加入者端末装置との間で通信が交換されない時間の利用不能ウィンドウの期間中、少なくとも１つの無線トランシーバの電力を削減する電力コントローラとを備える。
少なくとも１つのプロセッサは、好ましくは、基地局への通信の要求を開始し、これにより、基地局に対して、加入者端末装置が節電手順を開始するか否か及び／又は節電手順を何時開始するかを決定するように要求する。
他の実施の形態においては、加入者端末装置は、基地局から受信された適切なメッセージ及び／又は信号に応じて節電手順を実行する。
以下、上述した本発明の包括的な範囲を限定することなく、本発明の具体例を説明する。
本発明の好ましい実施の形態では、加入者端末装置は、複数のスリープ状態マシン（Sleep State Machine：以下、ＳＳＭという。）を有し、ここで、「スリープ状態」という用語は、スリープ時間ウィンドウ又はリスニングウィンドウ内にあることを意味する。ＳＳＭのそれぞれは、全てが実質的に同様のトラヒック要求動作（traffic demand behavior、例えば、送信するパケットが到着したときに、パケットを送信するための要求）を有することによって特徴付けられる１つ以上のサービスを含む節電クラス（Power Saving Class：以下、ＰＳＣという。）に関連付けられる。同様に、基地局（Base Station：以下、ＢＳという。）は、そのＢＳに関連した加入者端末装置に対応する一組のＳＳＭを含む。ＢＳと、様々な加入者端末装置は、ＳＳＭの状態を同期させるために制御メッセージを交換する。加入者端末装置がダウンリンク（downlink：以下、ＤＬという。）又はアップリンク（uplink：以下、ＵＬという。）の送信を利用できない利用不能状態（non-availability）は、全ての状態マシンが「スリープ」状態にある状態として定義される。利用不能状態中は、加入者端末装置は、１つ以上の物理的動作部品の電源を切り、又はＢＳとの通信に関係ない他の動作を実行することができる。本発明の一実施の形態では、ＢＳは、ＢＳによってサポートされるサービスのクラスに必要な全てのＳＳＭを含み、一方、加入者端末装置は、その加入者端末装置が提供する全てのサービスに属する様々なクラスに対応するＳＳＭのみを含む。
図３は、それぞれ異なるＰＳＣに対応する２つのＳＳＭを有する加入者端末装置の具体例を示している。クラスＡは、ＩＥＥＥ８０２．１６規格に定義される「ベストエフォート」型（Best Effort type）及び非リアルタイム型（non-real time type）として特徴付けられる幾つかのサービスを含む。この具体例のクラスＢは、（ＩＥＥＥ８０２．１６規格では「ＵＧＳ」として定義されている）ＶｏＩＰである単一のサービスを含む。ＢＳは、それぞれが一定期間を有するリスニングウィンドウと、２倍のスリープウィンドウ（doubling sleep window）、すなわちその前のスリープウィンドウの２倍の期間持続する（節電クラスのアクティブ化の後の最初のスリープウィンドウを除く）スリープウィンドウとのシーケンスをクラスＡに割り当てる。また、ＢＳは、それぞれが一定期間を有するリスニングウィンドウのシーケンスと、必ずしもリスニングウィンドウの期間と等しくなくてもよいが、リスニングウィンドウに挟まれたそれぞれが一定期間を有するスリープウィンドウのシーケンスとをクラスＢに割り当てる。加入者端末装置は、両方のクラスがスリープウィンドウを有する時間、換言すれば、クラスＡのスリープウィンドウとクラスＢのスリープウィンドウとが重なるときには、利用不能である（したがって、電力が落とされている）と見なされる。
他の好ましい実施の形態では、ＢＳは、そのＢＳに関連した各加入者端末装置にそれぞれ適応した１つ以上のリスニング／スリープ方式を有し、これらの方式は、それぞれ、特定の節電クラス（Power Saving Class：以下、ＰＳＣという。）に関係する。上述したように、節電クラスは、共通の電力要求特性を有するＭＡＣ接続（サービス）のグループである。全ての「ベストエフォート型」接続は、（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６規格で定義されているように）単一のクラスに属していてもよく、したがって、これらは全て同じスリープ／リスニングウィンドウを有していてもよいことは、当業者にとって明らかである。一方、２つのＵＧＳ接続（サービス）が、それぞれが異なるクラスに属し、連続した割当間の時間間隔が異なる場合もある。特定のＰＳＣをアクティブ化することは、実際には、そのクラスに関連したスリープ／リスニングウィンドウのシーケンスを開始することを意味する。１つ又は複数のＰＳＣを決定及び／又はアクティブ化するためには、ＢＳ及び対応する加入者端末装置は、適用可能なＰＳＣの種類及びパラメータと、スリープ／リスニングウィンドウのシーケンスをアクティブ化する時刻とを指定する特定の管理メッセージ（management message）を交換する。
上述のように、適用可能な各サービスのスリープウィンドウを決定した後に、全てのアクティブなＳＳＭが「スリープ」状態にある利用不能期間（unavailability interval）を決定する。
本明細書において、「利用可能期間（availability interval）」という用語は、如何なる利用不能期間にも重ならない時間間隔（time interval）を意味するものとする。利用可能期間中は、加入者端末装置は、通常の動作（非スリープ状態）において実行されるのと同じ方式を用いて、全てのダウンリンク（ＤＬ）伝送を受信する。
上述のように、この具体例において提供される第２のサービスは、ＶｏＩＰ（クラスＢ）である。この場合、データの固定部分の送信要求は、周期的に発生するので、加入者端末装置には、加入者端末装置が動作する（例えば、データを送信又は受信する）と予想される時刻の周辺に一定期間を有するリスニングウィンドウと、これらのリスニングウィンドウ間に挟まれたスリープウィンドウとが与えられる。リスニングウィンドウの期間中は、好ましくは、スリープ状態を中断させることなく、データを伝送することができる。この好ましい実施の形態では、ＢＳは、ＶｏＩＰ要求が発生する毎に、スリープ手順を終了し、データ転送を準備し、スリープ手順を再起動する必要が最早ないので、既存のスリープ方式の問題点の１つが解決される。
クラスＢが上述したＶｏＩＰサービスではなく、音声サービスである場合にも、同様の解決策を適用することができる。以下、ＢＳが以下の３つのクラスに分類されるサービスの任意の組合せを加入者端末装置に提供する本発明の具体例を説明する。
タイプ１の節電クラス：
このタイプのネットワークサービスの具体例は、ウェブ閲覧及びリモートのファイルサーバとの通信である。
このクラスに含まれるいずれかのサービスを用いて、ＢＳと加入者端末装置との間で適切な運用性（operability）を確立するために、ＢＳ及び加入者端末装置は、少なくとも以下のパラメータを指定するメッセージを交換する。
パラメータInitial-sleep window（最初のスリープウィンドウ）
パラメータListening window（リスニングウィンドウ）
パラメータFinal-sleep window（最後のスリープウィンドウ）
パラメータStart time for the first sleep window（最初のスリープウィンドウの開始時刻）
節電クラスは、パラメータStart time for the first sleep windowとして指定された時刻にアクティブになる。次のスリープウィンドウのそれぞれの期間（長さ）は、前のスリープウィンドウの長さから導出することができる。例えば、各次のスリープウィンドウは、パラメータ「Final-sleep window」の値を超えない範囲内で、前のスリープウィンドウの長さの２倍にすることができる。更に、リスニングウィンドウの期間中に、ＢＳは、加入者端末装置宛のバッファリングされたＤＬトラヒックの存在／不在を示すメッセージを周期的に送信することができる。
スリープウィンドウは、通常、一定期間を有するリスニングウィンドウに挟まれている。
例えば、ＢＳは、トラヒック指示メッセージ（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６規格のMOB_TRF-IND）を送信することによって、アクティブ状態を終了する。対応する接続にＤＬトラヒック要求が発生したことを加入者端末装置に知らせるトラヒック指示メッセージは、ＢＳによって、各リスニングウィンドウの期間中に送信されなければならない。
加入者端末装置は、間違いのないMOB_TRF-INDメッセージの指示を受信した後に、ＵＬ割当を受信したときに、少なくともＢＲメッセージを送信することによって、メッセージの受信を確認することができる。
節電クラスのアクティブ状態中は、加入者端末装置は、その節電クラスに属する接続で、如何なるデータ（例えばMAC SDU）も送信又は受信せず、あるいは帯域幅要求を送信しないことになっている。
節電クラスは、パラメータStart time for the first sleep windowとして指定された時刻にアクティブになる。各次のスリープウィンドウは、それぞれ、前のスリープウィンドウの２倍の長さを有するが、指定された最終値を超えることはない。
節電クラスは、以下の１つ以上のイベントの発生に応じて非アクティブ化される。
＊ＢＳが、（利用可能ウィンドウ中に）このタイプ１の節電クラスに属す接続を介して、MAC SDU又はその一部（fragment）を送信するイベント
＊加入者端末装置が、このタイプ１の節電クラスに属すサービス（接続）に関するゼロではない帯域幅の要求を送信するイベント
＊加入者端末装置が、この加入者端末装置宛のバッファリングされたトラヒックの存在を示すトラヒック指示メッセージ（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６規格のMOB_TRF-IND）を受信するイベント
＊加入者端末装置が、あるタイムアウト時間中に、トラヒック指示メッセージ（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６規格のMOB_TRF-IND）を受信することを失敗するイベント
リスニングウィンドウの期間中は、加入者端末装置は、全てのＤＬ伝送を、通常の動作状態（非スリープ状態）と同じ方法で受信することになっている。
タイプ２の節電クラス：
このタイプに関連したサービスの具体例は、ＩＥＥＥ８０２．１６規格に記載されているＵＧＳ、ＲＴ−ＶＲタイプ、例えば音声（ＶｏＩＰ）の接続（サービス）及びリアルタイムサービスである。
このクラスに含まれるいずれかのサービスを用いて、ＢＳと加入者端末装置との間で適切な運用性を確立するために、ＢＳ及び加入者端末装置は、少なくとも以下のパラメータを指定するメッセージを交換する。
パラメータInitial-sleep window（最初のスリープウィンドウ）
パラメータListening window（リスニングウィンドウ）
パラメータStart time for the first sleep window（最初のスリープウィンドウの開始時刻）
このタイプの節電クラスは、パラメータ「Start time for the first sleep window」として指定された時刻にアクティブになる。全てのスリープウィンドウは、同じ長さであるとともに、一定期間を有するリスニングウィンドウに挟まれている。アクティブ状態は、一旦開始されると、関連する接続（サービス）を終了することによって、又は終了を指示する管理メッセージの交換によって、明示的に終了されるまで、継続する。
上述したタイプ１の節電クラスとは異なり、タイプ２の節電クラスのリスニングウィンドウの期間中に、加入者端末装置は、この節電クラスに含まれる接続（サービス）を介して、如何なるデータも送信又は受信することができる。
節電クラスは、パラメータ「Start time for the first sleep window」として指定されたフレームにおいてアクティブになる。全てのスリープウィンドウは、最初のウィンドウと同じ長さを有する。リスニングウィンドウは、一定期間を有するスリープウィンドウに挟まれている。このタイプに適用される節電手順は、特定の制御メッセージ（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６規格のMOB_SLP-REQ/MOB_SLP-RSPトランザクション）によって、定義／アクティブ化／非アクティブ化される。ＢＳは、非送信請求メッセージ（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６規格のMOB_SLP-RSPトランザクション）を送信して、節電手順のアクティブ化を開始することができる。アクティブ状態は、一旦開始されると、ＩＥＥＥ８０２．１６規格のMOB_SLP-REQ/MOB_SLP-RSPトランザクションのような特定のメッセージによって明示的に終了されるまで、継続する。ＢＳは、非送信請求メッセージ（ＩＥＥＥ８０２．１６規格のMOB_SLP-RSPトランザクション）を送信して、節電クラスを非アクティブ化することができる。
タイプ１の節電クラスのための手順とは異なり、加入者端末装置は、リスニングウィンドウの期間中に、このタイプの節電クラスに関連した接続を介して、データを送信又は受信することができる。
タイプ３の節電クラス：
このタイプに関連したサービスの具体例は、ブロードキャスト／マルチキャスト接続、及び管理動作（management operation）、例えばレンジング（Ranging）、接続の設定／変更／削除である。このタイプの節電クラスは、特定の管理メッセージ、例えばＩＥＥＥ８０２．１６規格のMOB_SLP-REQ/MOB_SLP-RSPトランザクションによって定義又はアクティブ化される。
ＰＳＣの非アクティブ化は、リスニングウィンドウの終了に続いて、自動的に起こる。
このクラスに含まれるいずれかのサービスを用いて、ＢＳと加入者端末装置との間で適切な運用性を確立するために、ＢＳ及び加入者端末装置は、少なくとも以下のパラメータを指定するメッセージを交換する。
パラメータFinal-sleep window（底／指数として符号化することができる）
パラメータStart time for the first sleep window（最初のスリープウィンドウの開始時刻）
パラメータListening window（リスニングウィンドウ）
このタイプの節電クラスは、パラメータ「Start time for the first sleep window」として指定された時刻にアクティブになる。スリープウィンドウに続いて、特定の長さのリスニングウィンドウが設けられる。
すなわち、特定の長さを有するリスニングウィンドウがスリープウィンドウに続く。一旦、リスニングウィンドウが終了すると、節電手順は、自動的に非アクティブになる。
図２は、マルチキャスト接続に関連してタイプ３のＰＳＣを用いる方法を示している。マルチキャストサービスを提供する際、ＢＳは、データの次の部分がいつ発生するかを仮定する。ＢＳは、この仮定に基づいて、マルチキャストトラヒックが到着しないと予想される期間の全体に拡がるスリープ間隔（sleep interval）を割り当てる。リスニングウィンドウの期間中に、送信可能なマルチキャストデータがある場合、このマルチキャストデータは、関連する加入者端末装置に送信される。リスニングウィンドウが一旦終了すると、ＢＳは、節電クラスを再起動するか否かを決定することができる。
また、タイプ３の節電クラスは、ＭＡＣ接続の生成又は削除、あるいはレンジングのような制御手順にも用いることができる。この場合、ＢＳは、要求を送信し、次の周期的なレンジングトランザクションの前に必要とされる時間間隔に等しいスリープウィンドウの期間（例えば、底／指数）を指定する。そして、加入者端末装置は、指定された期間が終了した後に、ＤＬ伝送に利用できるようになり、そして、ＢＳは、レンジングのためのＵＬ伝送の機会を割り当てることができる。
このタイプの節電手順は、関係する全ての接続が閉じられた後に、自動的に非アクティブ化される。
スリープ要求及びスリープ応答メッセージ
スリープ手順をサポートする加入者端末装置は、MOB_SLP-REQメッセージを用いて、タイプ１及びタイプ２の特定の節電クラスの定義及び／又はアクティブ化を要求する。MOB_SLP-REQメッセージは、基本CID（basic CID）の加入者端末装置から、ＢＳに伝送される。
Figure 0004970273
使用されるパラメータは、以下の通りである。
パラメータDifinition
１＝節電クラスの定義が存在する。
パラメータOperation
１＝節電クラスのアクティブ化
０＝節電クラス（タイプ１、タイプ２のみ）の非アクティブ化
パラメータPower_Saving_Class_ID
割り当てられた節電クラスの識別子（ＩＤ）。このＩＤは、加入者端末装置に関連する節電クラスのグループ内で一意的である。このＩＤは、節電クラスをアクティブ化／非アクティブ化するための更なるMOB_SLP-REQ/RSPメッセージに用いることができる。
パラメータStart_frame_number
最初のスリープウィンドウの開始フレーム番号
パラメータListening interval
加入者端末装置のリスニング間隔（listening interval）に割り当てられた期間（フレーム単位）。タイプ２の節電クラスでは、パラメータListening intervalは定義されず、０として符号化しなければならない。
パラメータInitial-sleep window
スリープウィンドウに割り当てられた初期期間（フレーム単位）。タイプ２の節電クラスでは、パラメータInitial-sleep windowは定義されず、０として符号化しなければならない。
パラメータFinal-sleep window base
スリープ間隔に割り当てられた最終値（フレーム単位）。タイプ２の節電クラスでは、パラメータFinal-sleep window baseは定義されず、０として符号化しなければならない。タイプ２の節電クラスでは、パラメータFinal-sleep window baseは、メッセージによって要求される単一のスリープウィンドウの期間の底（base）である。
パラメータFinal-sleep window exponent
パラメータFinal-sleep windowを計算するために、パラメータFinal-sleep window baseに乗算する係数の指数係数である。
以下の式を使用する。
final-sleep window＝Final-sleep window base×２＾（Final-sleep window exponent）
タイプ２の節電クラスでは、パラメータFinal-sleep window exponentは、メッセージによって要求される単一のスリープウィンドウの期間の指数である。
パラメータCID
節電クラスを含む全ての接続の識別子。このリストは、ユニキャスト接続、マルチキャスト接続又は管理接続のいずれかを含むが、異なる種類の接続の組合せを含むことはできない。基本CID（basic CID）が符号化される場合、これは、全ての加入者端末装置の接続が単一のクラスに含まれることを意味する。
パラメータCID＝０は、管理動作のために予約されている。
MOB_SLP-RSPメッセージは、MOB_SLP-REQメッセージに応答して、又は非送信請求メッセージとして、ＢＳから基本CIDの加入者端末装置に伝送される。加入者端末装置は、接続を節電クラスに纏め、MOB_SLP-RSPメッセージに記載されている節電クラスを選択的にアクティブ化する。特定のクラスのアクティブ化が延期される場合（節電クラスのアクティブ化＝「０」）、ＢＳは、非送信請求のMOB-SLP_RSPメッセージによって、後にアクティブ化することを知らせることができる。
Figure 0004970273
使用されるパラメータは、以下の通りである。
パラメータPower_Saving_Class_Type
要求された節電クラスタイプ
パラメータDifinition
１＝節電クラスの定義が存在する。
パラメータOperation
１＝節電クラスのアクティブ化
０＝節電クラス（タイプ１、タイプ２のみ）の非アクティブ化
パラメータPower_Saving_Class_ID
割り当てられた節電クラスの識別子（ＩＤ）。このＩＤは、加入者端末装置に関連する節電クラスのグループ内で一意的である。このＩＤは、節電クラスをアクティブ化／非アクティブ化するための更なるMOB_SLP-REQ/RSPメッセージに用いることができる。
パラメータStart_frame_number
最初のスリープウィンドウの開始フレーム番号
パラメータListening interval
加入者端末装置のリスニング間隔に割り当てられた期間（フレーム単位）。タイプ２の節電クラスでは、パラメータListening intervalは定義されず、０として符号化しなければならない。
パラメータInitial-sleep window
スリープウィンドウに割り当てられた初期期間（フレーム単位）。タイプ２の節電クラスでは、パラメータInitial-sleep windowは定義されず、０として符号化しなければならない。
パラメータFinal-sleep window base
スリープ間隔に割り当てられた最終値（フレーム単位）。タイプ２の節電クラスでは、パラメータFinal-sleep window baseは定義されず、０として符号化しなければならない。タイプ２の節電クラスでは、パラメータFinal-sleep window baseは、メッセージによって要求される単一のスリープウィンドウの期間の底（base）である。
パラメータFinal-sleep window exponent
パラメータFinal-sleep windowを計算するために、パラメータFinal-sleep window baseに乗算する係数の指数である。
以下の式を使用する。
final-sleep window＝Final-sleep window base×２＾（Final-sleep window exponent）
タイプ２の節電クラスでは、このパラメータFinal-sleep window exponentは、メッセージによって要求される単一のスリープウィンドウの期間の指数である。
パラメータCID
節電クラスを含む全ての接続の識別子。このリストは、ユニキャスト接続、マルチキャスト接続又は管理接続のいずれかを含むが、異なる種類の接続の組合せを含むことはできない。基本CIDが符号化される場合、これは、全ての加入者端末装置の接続が単一のクラスに含まれることを意味する。
パラメータCID＝０は、管理動作のために予約されている。
上述した実施の形態は、様々に変更することができ、例えば、処理のステップの順序を変更してもよく、説明した具体例を変更してもよい。
本発明を限定しない、本発明の好ましい実施の形態の例示的で非限定的な詳細な説明を用いて本発明を説明した。一実施の形態に関して説明した特徴は、他の実施の形態と共に用いてもよく、本発明の全ての実施の形態は、特定の図面に示す全ての特徴を備えていなくてもよい。当業者は、ここに説明した実施の形態の様々な変形例を想到することができる。更に、「備える（comprise）」、「含む（include）、「有する（have）」及びこれらの動詞の活用形は、請求の範囲においては、「含んでいるが、限定的ではない」ということを意味する。本発明の範囲は、添付の請求の範囲によってのみ限定される。
マルチキャストタイプのサービスのための節電手順の具体例を示す図である。 周期的なレンジングのための節電手順の具体例を示す図である。 一方がウェブタイプのトラヒックを搬送するサービス（接続）に関連し、他方がＩＥＥＥ８０２．１６規格で定義されているＵＧＳサービス（例えば、ボイスオーバＩＰ）に関連する２つの節電タイプのクラスのスリープ動作モードの具体例を示す図である。

Claims (14)

  1. 基地局と、少なくとも加入者機器とを含む無線ネットワークに属し、サービスに関連したトラヒック要求に関する１つ以上の特性によって特徴付けられる少なくとも２つの異なるサービスを受信する加入者機器において節電を実行する節電方法において、
    上記少なくとも２つの異なるサービスを、上記トラヒック要求に関する特性に基づいて、該少なくとも２つの異なるサービスに関連した少なくとも２つの異なる節電クラスのうちの対応する節電クラスに分類するステップと、
    上記節電クラス毎に、必要なリスニングウィンドウ及び必要なスリープウィンドウを決定するステップと、
    上記基地局と上記加入者機器との間で通信が交換されない期間中の上記加入者機器の利用不能期間を決定するステップと、
    節電手順を実行するパラメータを同期させるメッセージを、上記基地局と上記加入者機器との間で交換するステップと、
    上記同期されたパラメータに基づいて、上記加入者機器において上記節電手順をアクティブ化するステップとを有する節電方法。
  2. 上記加入者機器によって、上記節電手順を開始する要求を送信するステップを更に有する請求項１記載の節電方法。
  3. 上記節電クラスのタイプは、
    上記各スリープウィンドウの期間が、予め定められておらず、前のスリープウィンドウの期間から導出され、上記リスニングウィンドウの期間が一定であるタイプ１と、
    全てのスリープウィンドウの期間が、同じであり、一定期間を有するリスニングウィンドウに挟まれているタイプ２と、
    単一のスリープウィンドウと単一のリスニングウィンドウとを有するタイプ３とからなるグループから選択されることを特徴とする請求項１記載の節電方法。
  4. 上記タイプ１の節電クラスでは、該節電クラスに含まれるサービスに関連したトラヒックを、上記スリープウィンドウ及び上記リスニングウィンドウの期間中は交換できないことを特徴とする請求項３記載の節電方法。
  5. 上記タイプ２の節電クラスでは、該節電クラスに含まれるサービスに関連したトラヒックを、上記リスニングウィンドウの期間中に交換することができることを特徴とする請求項３記載の節電方法。
  6. 上記タイプ３の節電クラスでは、如何なるトラヒックも、上記スリープウィンドウの期間中は交換できないことを特徴とする請求項３記載の節電方法。
  7. 提供されるサービスが、上記タイプ１又はタイプ２の節電クラスのサービスであるとき、
    上記基地局と上記加入者機器との間で管理メッセージを交換することによって、上記節電手順を非アクティブ化するステップを更に有する請求項４記載の節電方法。
  8. 上記タイプ１の節電クラスを非アクティブ化するステップは、
    上記基地局が、利用可能ウィンドウ中に、当該タイプ１の節電クラスに属す接続を介して任意の量のデータを送信するイベントと、
    上記加入者機器が、当該タイプ１の節電クラスに属すサービス（接続）に関するゼロではない帯域幅の要求を送信するイベントと、
    上記加入者機器が、該加入者機器宛のバッファリングされたトラヒックの存在を示すトラヒック指示メッセージを受信するイベントと、
    上記加入者機器が、あるタイムアウト時間中に、トラヒック指示メッセージを受信することを失敗するイベントと、
    のうちの１つ以上のイベントの発生に応じて実行されることを特徴とする請求項７記載の節電方法。
  9. 上記タイプ２の節電クラスを非アクティブ化するステップは、上記基地局及び／又は上記加入者機器からの所定の管理メッセージの形式で送信されてきた明示的な要求に応じて実行されることを特徴とする請求項７記載の節電方法。
  10. 上記タイプ３の節電クラスを非アクティブ化するステップは、上記リスニングウィンドウの終了に応じて実行されることを特徴とする請求項６記載の節電方法。
  11. 無線ネットワークで動作する基地局において、
    当該基地局と、当該基地局に関連した通信ネットワークとの間で通信を行うインタフェースと、
    当該基地局が、サービスに関連したトラヒック要求に関する１つ以上の特性によって特徴付けられる少なくとも２つの異なるサービスを加入者機器に提供するものであり、少なくとも１つの加入者機器に通信トラヒックを送信し、及び該加入者機器から通信トラヒックを受信する少なくとも１つの無線トランシーバと、
    上記少なくとも２つの異なるサービスのそれぞれを、上記サービスに関連したトラヒック要求に関する特性に基づいて、上記加入者機器によってサポートされているサービスに関連した少なくとも２つの異なる節電クラスのうちの対応する節電クラスに分類する分類手段と、
    少なくとも１つのプロセッサとを備え、
    上記プロセッサは、
    上記節電クラス毎に、必要なリスニングウィンドウ及び必要なスリープウィンドウを決定し、
    節電手順を実行する少なくとも１つのパラメータを同期させるメッセージを、上記加入者機器との間で交換し、
    上記少なくとも２つの異なるサービスの提供中に、上記加入者機器について、当該基地局と上記加入者機器との間で通信が交換されない該加入者機器の時間の利用不能ウィンドウを決定し、
    上記利用不能ウィンドウの期間中に、上記節電手順をアクティブ化するメッセージを上記加入者機器に送信することを特徴とする基地局。
  12. 無線ネットワークで動作し、サービスに関連したトラヒック要求に関する１つ以上の特性によって特徴付けられる、少なくとも２つの異なる節電クラスに関連する少なくとも２つの異なるサービスを受信する加入者端末装置において、
    当該加入者端末装置と基地局との間で通信を行うインタフェースと、
    上記基地局に通信トラヒックを送信し、該基地局から通信トラヒックを受信する少なくとも１つの無線トランシーバと、
    節電手順を実行する少なくとも１つのパラメータを同期させるメッセージを、上記基地局と交換する少なくとも１つのプロセッサと、
    上記基地局から受信された所定のメッセージに応じて、上記基地局と当該加入者端末装置との間で通信が交換されない時間の利用不能ウィンドウの期間中、上記少なくとも１つの無線トランシーバの電力を削減する電力コントローラとを備える加入者端末装置。
  13. 上記少なくとも１つのプロセッサは、上記基地局への通信の要求を開始することにより、該基地局に対して、当該加入者端末装置が上記節電手順を開始するか否か及び／又は該節電手順を何時開始するかを決定するように要求することを特徴とする請求項１２記載の加入者端末装置。
  14. 上記基地局から受信された適切なメッセージ及び／又は信号に応じて、上記節電手順を実行することを特徴とする請求項１２記載の加入者端末装置。
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