関連技術調査情報工学専攻

中村 遼

関連技術 参考文献

Feng Zhang; Todd, T.D.; Dongmei Zhao; Kezys, V. Power saving access points for IEEE 802.11 wireless network infrastructureWireless Communications and Networking Conference, 2004. WCNC. 2004 IEEE Volume 1, Issue , 21-25 March 2004 Page(s): 195 - 200 Vol.1

概要 マルチホップ無線 LAN におけるバッテリー駆動 AP の省電力化 PSAP(PowerSavingAccessPoint) の設計

デュアルチャネルのマルチホップ中継を行う H チャネル (Home-channel)

：範囲内の端末との通信のためのチャネル 範囲内端末の基地局として動作 PSAP“L” の H チャネルは f3

R チャネル (Relay-channel)：上位 AP と通信のためのチャネル

上位APの接続端末として動作 PSAP“L” の R チャネルは f1

（上位 PSAP“U” の H チャンネル） ビーコン時間毎に上位 AP に接続

PSAP の無線インターフェースは唯一つ 時間毎に H チャネルと R チャネルの切り替えを行う H チャネルと R チャネルは干渉してはならない

非干渉周波数チャネルの組み合わせ 11b ：最大 4,11a: 最大 8

H チャネル

PSAP

端末

PSAP

上位 AP

R チャネル

PSAP フレーム PSAP 基本タイムライン

S サブフレーム (Sleep/Doze) 無線インターフェースを停止

R サブフレーム (Relay) R チャネルを使用 上位 AP に接続・通信

CP サブフレーム(Contention Period)

H チャネルを使用 端末（下位 AP ）と接続・通信

B/M パケット (Broadcast/Multicast) S サブフレーム前に，ビーコン以外に

貯められたパケットを Broadcast 又は Multicast で送信する期間

CF-End (Contention Free- End) R サブフレームの最後に H チャネルで

CP 期間の始まりを告げる tNB (NAV Blocking Time)

端末が NAV(Network Allocation Vector) を設定してから， tNB 時間だけ全端末が H チャネルにアクセスするのを防ぐ

一度設定すると，その間 PSAP は自由に Sleep したり Relay したりできる

tSF (Super Flame Time) 一つのフレーム長：ビーコン送信間隔

NAV (Network Allocation Vector) 隠れ端末問題

無線 LAN のアクセス制御は CSMA/CA を用いたDCF(Distributed Coordination Function) が標準機能として提供されている．

しかし，端末が互いに直接通信できないとき，端末が同時に送信するという事態が起こりうる　⇒ 衝突が起こる

そこで， RTS(Request To Send) と CTS(Clear To Send) を用いる

AP がビーコン内に CFP(Contention Free Period)MaxDuration の値をセットすることにより，端末は NAV 時間を設定することが出来る

RTS,CTS を受信した端末はNAV 時間だけ送信を抑制する

画像参照： OsaWiki-Developments-MAC Layerhttp://osa.inria.fr/wiki/Developments/MACLayer?from=OsaPub.MACLayer

IFS(Inter-Frame Space) ：送信前にフレーム間スペースを空けることにより，優先度を設定（優先度の高いフレームほど，待つ時間が少ない）SIFS(Short IFS) ： ACK 等の優先度の高いフレームの伝送に用いられるDIFS(Distributed IFS) ：コンテンション型サービス時の待ち時間

フレームレイアウト 前提条件

上位 AP がビーコンを送信時，下位 AP は R サブフレーム期間でなくてはならない　⇒　ビーコンで同期を取らないといけない

下位 AP の R サブフレーム期間は，上位 AP の CP サブフレーム期間を決して超えてはならない　⇒

上位 AP と下位 AP のビーコン送信時間差を tph( 固定 ) とする tph: the phase offset between Upper and Lower-beacons

フレームの種類 SR フレーム

：固定

RS フレーム

SRS フレーム

：固定

結論部 この論文で，マルチホップにおけるバッテリー駆動省電

力AP の設計について紹介した

このタイプの AP は，建物内外問わず，非常に早く安く設置できる

この AP における省電力は重要な目的を担っている 設計時に重要な点は， PSAP が 802.11 の機能と持っているこ

とと，有線で繋がった AP が存在することである

3 つのフレームレイアウトについて SR フレームでは Relay と Sleep ， RS フレームでは CP と

Sleep との境界線を自由に変えることができる

また， SRS フレームでは， 2 つの境界線を変えることができる . そのため， SR/RS に比べて多くの消費電力の低減が可能となる．

所感および課題 所感

端末に NAV 期間を設けることにより， AP の休止 (Sleep) が行えるため，容易く AP の省電力化を実現できる

また，接続端末がいる期間においても， AP の省電力化が行える点は優れている

しかし，休止期間を設けることは，それだけパフォーマンス（スループット）を低下させている

この技術は，我々の研究と制約の干渉が見受けられないため，両立して用いることができそうである

課題 802.11 PSM(Power Saving Mode) 技術について調査 出来るだけ自分のやった研究に対して考察すること

自分の研究との比較