JP2009044383A - Information communication terminal, radio communication equipment, and wireless communication network - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、情報通信端末、無線通信装置および無線通信ネットワークに関し、特に、用途に応じた対応で通信を行なうことができる情報通信端末、無線通信装置および無線通信ネットワークに関する。 The present invention relates to an information communication terminal, a wireless communication apparatus, and a wireless communication network, and more particularly, to an information communication terminal, a wireless communication apparatus, and a wireless communication network that can perform communication in accordance with usage.
近年、複数の情報通信端末において、基地局(アクセス・ポイント)を使用しない無線通信が普及しつつある。なお、このような無線通信のできる端末のみで構成されるネットワークは、アドホック・ネットワーク(ad hoc network)と呼ばれる。 In recent years, wireless communication that does not use a base station (access point) is spreading in a plurality of information communication terminals. Note that a network composed of only terminals capable of such wireless communication is called an ad hoc network.
アドホック・ネットワークにおける通信が可能な端末に関する技術は種々開示されており、たとえば、特許文献1には、不特定多数の間で簡易にデータの交換を行なえる携帯型通信装置が開示されている。
上述した特許文献1では、不特定多数のものが相互にメッセージのやり取りを行なうことができるようにするために、各携帯型通信装置は、基本的に5秒間隔で自己のメッセージの送信を繰返している。このようなメッセージ送信を繰返す中において、省エネモード(送信間隔が長い動作モード)やスリープモード(休止)が検出されているときには、省エネモードやスリープモードに移行することが開示されている。このモードは、送信間隔を長くしたり、送信または受信の一方を中止したり、送信電波を弱くしたり、間欠的に動作するようにしたりしているが、これらモードに移行する条件は、所定時間内の受信の有無によるものであり、受信を待機している期間に応じて省エネモードやスリープモードに移行するための技術は示されていない。
In
無線LAN(Local Area Network)アドホック・ネットワークにおいて、各端末は携帯型ゆえに消費電力の低減が要求されていた。しかしながら従来は上述したように、常時受信待機を行なうか、または所定期間データを受信できないときにはスリープモード、または省エネモードに移行するに過ぎず、より細かな電力消費の低減対策をする提案はなされていなかった。 In a wireless local area network (LAN) ad hoc network, each terminal is portable, and thus power consumption is required to be reduced. However, as described above, in the past, when the reception is always performed or when data cannot be received for a predetermined period, the mode is merely shifted to the sleep mode or the energy saving mode, and proposals have been made for more detailed measures for reducing power consumption. There wasn't.
それゆえにこの発明の目的は、通信に支障を来たさずに消費電力の低減を可能とする情報通信端末、無線通信装置および無線通信ネットワークを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an information communication terminal, a wireless communication device, and a wireless communication network that can reduce power consumption without hindering communication.
この発明のある局面に従うと、情報通信端末は、他の情報通信端末から送信されたフレームを受信する通信部と、通信部の各回路に電源を供給する電源部と、通信部の各回路に当該回路を動作させるためのクロックを供給するクロック回路と、を備える。 According to one aspect of the present invention, an information communication terminal includes: a communication unit that receives a frame transmitted from another information communication terminal; a power supply unit that supplies power to each circuit of the communication unit; and each circuit of the communication unit. A clock circuit for supplying a clock for operating the circuit.
通信部は、電源が供給されている状態においてはフレームの受信を待機する受信待機期間に設定され、受信待機期間は、クロック回路のクロックの供給が停止するスリープ期間とクロック回路のクロックの供給が行なわれるウェイク期間を含み、且つスリープ期間とウェイク期間とは交互に繰返され、そして、フレームを受信できない期間が所定期間継続した場合には、ウェイク期間の長さを変更する。 The communication unit is set to a reception standby period in which reception of a frame is waited in a state where power is supplied. The reception standby period includes a sleep period in which the clock circuit clock supply is stopped and a clock circuit clock supply. The sleep period and the wake period are alternately repeated, and the length of the wake period is changed when a period during which frames cannot be received continues for a predetermined period.
好ましくは、フレームを受信できない期間が所定期間継続した場合には、ウェイク期間を長くする。 Preferably, when the period during which frames cannot be received continues for a predetermined period, the wake period is lengthened.
好ましくは、受信待機期間では、スリープ期間とウェイク期間とからなる待機期間が繰返されて、ウェイク期間を長くするときには、待機期間は短縮する。 Preferably, in the reception standby period, a standby period composed of a sleep period and a wake period is repeated, and when the wake period is lengthened, the standby period is shortened.
好ましくは、フレームを受信できない待機期間が継続して繰返された回数に基づき、フレームを受信できない期間が所定期間継続したことを検出する。 Preferably, based on the number of times that the standby period during which frames cannot be received is continuously repeated, it is detected that the period during which frames cannot be received has continued for a predetermined period.
好ましくは、短縮後の待機期間は、所定のデフォルト待機期間データとランダム係数を用いて算出する。 Preferably, the waiting period after shortening is calculated using predetermined default waiting period data and a random coefficient.
好ましくは、待機期間において通信部で受信されるフレームを用いて情報処理部をさらに備え、待機期間の長さは、情報処理部で実行される所定のアプリケーションプログラムに従い設定される。 Preferably, an information processing unit is further provided using a frame received by the communication unit during the standby period, and the length of the standby period is set according to a predetermined application program executed by the information processing unit.
好ましくは、消費電力を低減するために、待機期間を長くし、且つウェイク期間を短縮する。 Preferably, in order to reduce power consumption, the standby period is lengthened and the wake period is shortened.
好ましくは、無線ネットワークは、アドホック通信ネットワークである。
この発明の他の局面に従うと、情報通信端末に搭載される無線通信装置は、他の情報通信端末から送信されたフレームを受信する通信部と、通信部の各回路に電源を供給する電源部と、通信部の各回路に当該回路を動作させるためのクロックを供給するクロック回路と、を備える。
Preferably, the wireless network is an ad hoc communication network.
According to another aspect of the present invention, a wireless communication device mounted on an information communication terminal includes a communication unit that receives a frame transmitted from another information communication terminal, and a power supply unit that supplies power to each circuit of the communication unit And a clock circuit that supplies a clock for operating the circuit to each circuit of the communication unit.
無線通信装置は、電源が供給されている状態においてはフレームの受信を待機する受信待機期間に設定され、受信待機期間は、クロック回路のクロックの供給が停止するスリープ期間とクロック回路のクロックの供給が行なわれるウェイク期間を含み、且つスリープ期間とウェイク期間とは交互に繰返され、そして、フレームを受信できない期間が所定期間継続した場合には、ウェイク期間の長さを変更する。 The wireless communication device is set to a reception standby period in which reception of a frame is waited in a state where power is supplied. The reception standby period includes a sleep period in which the clock circuit clock supply stops and a clock circuit clock supply. The sleep period and the wake period are alternately repeated, and when the period during which frames cannot be received continues for a predetermined period, the length of the wake period is changed.
この発明のさらに他の局面に従う、無線通信ネットワークは第1の情報通信端末と、第1の情報通信端末と通信する第2の情報通信端末とを備え、第1の情報通信端末は、第2の情報通信端末から送信されたフレームを受信する通信部と、通信部の各回路に電源を供給する電源部と、通信部の各回路に当該回路を動作させるためのクロックを供給するクロック回路と、を含む。 According to still another aspect of the present invention, a wireless communication network includes a first information communication terminal and a second information communication terminal that communicates with the first information communication terminal. A communication unit that receives a frame transmitted from the information communication terminal, a power supply unit that supplies power to each circuit of the communication unit, and a clock circuit that supplies a clock for operating each circuit of the communication unit to operate the circuit ,including.
通信部は、電源が供給されている状態においては前記フレームの受信を待機する受信待機期間に設定され、受信待機期間は、クロック回路のクロックの供給が停止するスリープ期間とクロック回路のクロックの供給が行なわれるウェイク期間を含み、且つスリープ期間とウェイク期間とは交互に繰返され、フレームを受信できない期間が所定期間継続した場合には、ウェイク期間の長さを変更する。 The communication unit is set to a reception standby period for waiting for reception of the frame in a state where power is supplied. The reception standby period includes a sleep period in which the clock circuit clock supply stops and a clock circuit clock supply. In addition, the sleep period and the wake period are alternately repeated. When the period during which frames cannot be received continues for a predetermined period, the length of the wake period is changed.
本発明によれば、電源供給される状態にある受信待機期間は、クロックの供給がされずに動作しない、すなわち電力消費がされないスリープ期間と、クロック供給されて動作しフレームを受信可能なウェイク期間とが交互に繰返される。したがって、電源供給がされる期間でありながらも供給電力が消費されないスリープ期間を設けることで消費電力の低減を図ることができる。そして、クロックの供給を再開することで簡単にスリープ期間からウェイク期間に移行してフレームの受信が可能な状態となる。 According to the present invention, the reception standby period in which power is supplied includes the sleep period in which the clock is not supplied and does not operate, that is, power is not consumed, and the wake period in which the clock is supplied and the frame can be received. And are repeated alternately. Therefore, it is possible to reduce power consumption by providing a sleep period in which power is not consumed even though power is supplied. Then, by restarting the supply of the clock, it is possible to easily shift from the sleep period to the wake period and receive a frame.
そして、受信できない期間が所定期間継続した場合には、ウェイク期間の長さを変更して、フレームを受信できる確率を高めることができる。 And when the period which cannot be received continues for a predetermined period, the length of a wake period can be changed and the probability that a frame can be received can be raised.
したがって、通信に支障を来たさずに消費電力の低減が可能となる。 Therefore, power consumption can be reduced without hindering communication.
以下、本発明の無線通信ネットワークの実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の無線通信ネットワークの実施の形態であるアドホック・ネットワークの構成の一例を模式的に示す図である。
Embodiments of a wireless communication network according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of the configuration of an ad hoc network which is an embodiment of a wireless communication network of the present invention.
まず、図1(A)を参照して、ネットワーク10には、本発明の情報通信端末の一実施の形態である端末1〜4が含まれる。ネットワーク10は、複数の情報通信端末によって構成される、基地局を使用しない無線通信ネットワーク(アドホック・ネットワーク)である。
First, referring to FIG. 1A, a
本実施の形態のネットワーク10では、互いに異なるIBSSID(Independent Basic Service Set IDentification)が利用された、それぞれ独立した複数の無線セルが形成される。具体的には、あるIBSSID(図1では一例として「BSS♯1」と記述されるものが記載されている)を利用して端末1と端末2の間で通信が行なわれるのと同時に、他のIBSSIDを利用して、端末3と端末4の間での通信が可能となる。図1(A)では、「あるIBSSID」が利用されることによって形成される無線セルが無線セル11として示され、また、「他のIBSSID」(図1では一例として「BSS♯2」と記述されるものが記載されている)によって形成される無線セルが無線セル12として示されている。
In the
また、本実施の形態のネットワーク10では、端末1は、「あるIBSSID」(または、別のIBSSID)を利用して端末3や端末4との間で通信が可能であり、端末2も、「他のIBSSID」(または、さらに別のIBSSID)を利用して端末3や端末4との間で通信が可能である。図1(B)では、「BSS♯1」が利用されることによって端末1と端末3の間で形成される無線セルが無線セル13として示され、また、「BSS♯3」(図1ではさらに別のIBSSIDの一例)が利用されることによって端末2と端末4との間で形成される無線セルが無線セル14として示されている。
In the
図2は、図1の端末1のハードウェア構成を模式的に示す図である。
図2を参照して、端末1は、主にホストシステム100と通信回路200から構成される。ホストシステム100は、当該ホストシステム100の動作を全体的に制御するCPU(Central Processing Unit)を含む。また、ホストシステム100では、種々のアプリケーションが実行される。各アプリケーションのプログラムは、HD(ハードディスク)102に格納されている。また、ホストシステム100は、CPU101のワークエリアとなるRAM(Random Access Memory)103、情報を表示するディスプレイ104、音声を出力するスピーカ105、キーやボタンなどの外部からの情報の入力に用いられる入力部106、および、通信回路200との間で情報のやり取りを行なうインターフェイス107を含む。
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a hardware configuration of the
Referring to FIG. 2,
通信回路200は、ベースバンド/MAC(Media Access Control)回路250、RF(Radio Frequency)回路205、バラン204、アンテナ203、EEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)206,207、電源回路201、および、クロック回路202を含む。
The
クロック回路202は、ベースバンド/MAC回路250とRF回路205にクロック信号を供給する。電源回路201は、ベースバンド/MAC回路250とRF回路205に対する電力の供給を制御する。
The
RF回路205は、アンテナ203を介してデータの送受信を行なう。アンテナ203とRF回路205との間に、バラン204が設けられている。
The
ベースバンド/MAC回路250は、CPU251、インターフェイス252、外部バスコントローラ253、プログラムメモリ254、共有メモリ255、タイマ256、コントロールMAC部257、ADC(analog-digital converter)258、および、DAC(digital-analog converter)259を含む。
The baseband /
インターフェイス252は、ホストシステム100に対するインターフェイスである。CPU251は、ホストシステム100から、データをネットワークに対して送信する指示を受けると、インターフェイス252に、ホストシステム100内のメモリ(たとえば、RAM103)に格納された当該データを取出させる。なお、ホストシステム100は、送信を指示するデータを生成し、当該データを上記メモリに格納した後、当該データの送信指示を通信回路200へ送信する。また、インターフェイス252によって取出されたデータは、ネットワークに対して送信するフレームの「ユーザ・データ・ボディ部」を構成するデータとして、プログラムメモリ254に一時的に格納される。
The
そして、CPU251は、プログラムメモリ254に格納されたデータに対してMACヘッダとFCS(Frame Check Sequence)を含む種々のデータを付加することにより、ネットワークに対して送信するフレームを生成し、プログラムメモリ254に格納するとともに、共有メモリ255において当該フレームを生成した旨のフラグを立てる。ここで、ネットワークに送信されるフレームの一例であるBeaconフレームの構成を、図3を参照して説明する。
Then, the
図3は、IEEE802.11規格に準拠するフレームの一般的な構成を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing a general configuration of a frame conforming to the IEEE 802.11 standard.
図3を参照して、フレーム300は、MACヘッダ部310と、フレーム・ボディ部320と、FCS部330とを含む。
Referring to FIG. 3,
MACヘッダ部310は、DA(Destination Address)311、SA(Source Address)312およびIBSSID313を含む。DA311は、フレーム300の宛先アドレスである。SA312は、フレーム300の送信元アドレスである。DA311およびSA312は、6バイトのMACアドレスである。これらのアドレスは、EEPROM206に格納されている。また、IBSSID313は、アドホック・ネットワークを識別するためのネットワーク識別情報である。本実施の形態では、端末1は、送信するデータ(ホストシステム100においてアプリケーションから送信の要求がなされたデータ)の属性に応じて、データ送信の際に異なるIBSSIDを利用することができる。具体的には、MACヘッダ部310を構成するIBSSID313の値が、送信されるデータの属性に応じて変更される。
The
フレーム・ボディ部320は、ビーコン・フレーム・ボディ部321と、ユーザ・データ・ボディ部322とを含む。ビーコン・フレーム・ボディ部321は、SSID(Service Set Identifier)を含む。SSID3211は、たとえば、ネットワークの名称を特定する情報とされ、32バイト以内の文字列として設定される。ユーザ・データ・ボディ部322は、通信される実際のデータ(ホストシステム100で実行されるアプリケーションから送信を要求されたデータ)を含む。ユーザ・データ・ボディ部322は、たとえば、1500バイトのデータを含む。
The
なお、図3のフレーム300は、Beaconフレームであるため、フレーム・ボディ部320にはビーコン・フレーム・ボディ部等のデータを含むが、フレーム300が他の用途のフレームである場合には、フレーム・ボディ部320に含まれるデータは適宜変更される。
3 is a Beacon frame, the frame /
FCS部330は、フレームの誤り検出に使用される情報(FCS)を含む。
図2に戻って、プログラムメモリ254に格納された送信用のフレームは、コントロールMAC部257によって、DAC259へ送られた後、アナログデータに変換されて、RF回路205、バラン204、アンテナ203を介して、ネットワークへと送信される。
The
Returning to FIG. 2, the transmission frame stored in the
通信回路200において、ネットワークを介して送信されてきたデータが受信される際の動作について説明する。アンテナ203およびバラン204を介してRF回路205に送られてきたフレームは、ADC258においてデジタルデータに変換された後、コントロールMAC部257に送られる。コントロールMAC部257は、デジタル信号に変換されたフレームに対して、フレーム先頭検出、時間および周波数の同期処理を行なった後、誤り訂正復号を行なう。そして、コントロールMAC部257は、さらに、当該フレームのDA311がEEPROM206に格納される当該通信回路200のMACアドレスと一致するか否かを判断し、一致すると判断すると、フレームからMACヘッダ部310とFCS部330を取除いた後、プログラムメモリ254に、残ったデータ(フレーム・ボディ部320)を転送する。なお、一致しないと判断すると、コントロールMAC部257は、受信したフレームを破棄する。
An operation when the
また、コントロールMAC部257は、受信したフレーム・ボディ部320をプログラムメモリ254に格納したときに、共有メモリ255において、その旨を示すフラグをセットする。CPU251は、当該フラグがセットされたことに応じて、プログラムメモリ254に格納されたフレーム・ボディ部320を、インターフェイス252を介して、ホストシステム100へ送る。
When the received frame /
図1の端末2〜4の構成は、図2を用いて説明した端末1の構成と同様とすることができるため、ここでは説明を繰返さない。
The configuration of
図4と図5には、ネットワーク10においては同一無線セルを構成する端末STA1とSTA2の構成が示される。図4と図5の構成は、図2に示した端末1の構成と同様である。ここでは、端末STA1とSTA2との構成を区別するために、図4の端末STA1の各部の符号には図2の対応する部分の符号に4桁目の“1”を付与しており、図14と図15には、5の端末STA2では、同様に符号に4桁目の“2”を付与して、両端末の各部を区別して示す。端末STA1は通信回路2001とホストシステム1001からなり、端末STA2は通信回路2002とホストシステム1002からなる。
4 and 5 show the configurations of terminals STA1 and STA2 constituting the same radio cell in
本実施の形態では、無線LAN(Local Area Network)の規格の一つである、IEEE802.11規格に基づいて通信が行なわれる場合を想定し、無線LANアドホック・ネットワークにおける端末の消費電力低減を実現するための通信方式として、間欠送受信アドホック・モードと称する方式が提示される。ここでは、同一無線セルを構成する2つの端末STA1とSTA2、およびSTA3を想定する。端末STA1とSTA2は図4と図5に示す構成を有するので構成の詳細説明は略す。端末STA3は図2に示すのと同様の構成を有する。 In the present embodiment, it is assumed that communication is performed based on the IEEE 802.11 standard, which is one of wireless LAN (Local Area Network) standards, and power consumption of terminals in a wireless LAN ad hoc network is reduced. As a communication method for this purpose, a method called intermittent transmission / reception ad hoc mode is presented. Here, two terminals STA1, STA2, and STA3 constituting the same radio cell are assumed. Since the terminals STA1 and STA2 have the configuration shown in FIGS. 4 and 5, detailed description of the configuration is omitted. The terminal STA3 has a configuration similar to that shown in FIG.
図6は、本実施の形態に係る間欠送受信アドホック・モードのシーケンスを模式的に示す図である。ここで、間欠送受信アドホック・モードとは、通信回路200が、電源回路201により電源ONされて各部に電力が供給されてからOFFされる(各部の供給電力が断たれる)までのデータの送受信が可能な期間において、間欠的に送受信動作を行なうようなモードを指す。したがって、電源ONされてから電源OFFされるまでの間(これを、受信を待機する受信待機期間という)、通信回路200は、スリープ期間(図6の破線の期間を示す)とウェイク期間(図6の斜線の期間を示す)を交互に繰返し、ウェイク期間において送受信が可能となる。
FIG. 6 is a diagram schematically showing the sequence of the intermittent transmission / reception ad hoc mode according to the present embodiment. Here, the intermittent transmission / reception ad hoc mode refers to transmission / reception of data from the time when the
ウェイク期間においては、クロック回路202により、通信回路200の各部にクロックが供給される。各部はクロックが供給される期間は電源回路201からの供給電力を受けて動作するので、各部により電力が消費される状態にある。この状態においては、データの送受信が可能である。
In the wake period, the
ウェイク期間からスリープ期間に移行するとき、クロック回路200はCPU251によりOFFが指示される。クロック回路200はOFFが指示されると、タイマ255を除く各部にクロックの出力を停止する。これにより、通信回路200のタイマ255を除く各部にはクロックが供給されなくなる。各部はクロックが供給停止される期間は、動作が不可能である(停止する)。これにより、スリープ期間では各部は動作を停止するのでデータ送受信が不可能であるが、タイマ255を除く各部での電力消費はないので省電力化することができる。
When shifting from the wake period to the sleep period, the
スリープ期間においては、タイマ256は計時動作を行ない、タイマ256は、一定のスリープ期間を計時すると、クロック回路202にONの指示を与える。クロック回路200はONの指示を入力すると、応じて通信回路200の各部にクロックの出力を再開する。これにより、各部は動作を再開し電力の消費が再開される。これによりスリープ期間からウェイク期間に移行する。
In the sleep period, the
ウェイク期間においては、CPU251は、タイマ256から入力する計時値に基づき、一定のウェイク期間が経過したことを検知すると、クロック回路202にOFFの指示を与える。これにより、通信回路200はウェイク期間からスリープ期間に移行する。
In the wake period, the
図6を参照して、端末STA1とSTA2の両端末は、電源ONされると、ウェイク期間に入り、Beaconフレーム300を送信する。このBeaconフレーム300は、端末STA1から送信されるものについては、図7(A)に示すフォーマットを有し、端末STA2から送信されるものについては図7(B)に示すフォーマットを有する。両方のBeaconフレーム300のDA311は、ブロードキャストに従う宛先を指している。
Referring to FIG. 6, when both terminals STA1 and STA2 are powered on, they enter a wake period and transmit a
図6において、端末STA1は、電源ONされた後の4回目のウェイク期間において、3回目のウェイク期間に移行している端末STA2から送信された図7(B)のBeaconフレーム300を受信することができるので、受信したことに応じて、MACヘッダ部310に確認応答のNULLを有するBeaconフレーム300(図7(C)参照)を端末STA2に送信する。端末STA2は、NULLのBeaconフレーム300を受信したことに応じて、MACヘッダB310にACK応答を有するBeaconフレーム300(図7(D)参照)を送信する。これにより、端末STA1とSTA2の間でセッションが確立(通信相手を確認し確認した通信相手と通信が可能な状態になること)して、端末STA1は、予めホストシステム1001側から受信していたデータ送信要求に応じたデータのフレームを端末STA2に送信する。
In FIG. 6, the terminal STA1 receives the
図8と図9には、間欠送受信アドホック・モードを実装した場合において、端末STA1、STA2およびSTA3が受信待機期間に周期的にスリープ期間に移行することによって待機電力(待機時の消費電力)を低減することが模式的に示される。図8の状態(1)では、端末STA3はスリープ期間にあるがウェイク期間の端末STA1から送信されたBeaconフレーム300は、ウェイク期間にある端末STA2により受信されて応答が返信されて、その後、端末STAとSTA2の間でセッションが確立してデータ通信をする(図9参照)。そして図8の状態(2)に移行する。データ通信をする期間において、同じ無線セルに在る端末STA3は、ウェイク期間とスリープ期間を交互に繰返して電力消費量を低減するように動作する。
8 and 9, when the intermittent transmission / reception ad hoc mode is implemented, the standby power (power consumption during standby) is obtained by the terminals STA1, STA2, and STA3 periodically shifting to the sleep period during the reception standby period. A reduction is schematically shown. In the state (1) of FIG. 8, the terminal STA3 is in the sleep period, but the
状態(2)では、端末STA1とSTA2の間でデータ通信をする期間において、同じ無線セルに在る端末STA3がウェイク期間にある。 In the state (2), in the period in which data communication is performed between the terminals STA1 and STA2, the terminal STA3 in the same radio cell is in the wake period.
データ通信が終了した後、図8の状態(3)において、端末STA1から送信されたBeaconフレーム300をウェイク期間にある端末STA3(端末STA2はスリープ期間にある)が受信し、図9に示すように両者の間で応答が送受信されて、セッションが確立し、状態(4)のデータ通信が行なわれる。このデータ通信期間では、同じ無線セルに在る端末STA2は、ウェイク期間とスリープ期間を交互に繰返して電力消費量を低減するように動作する。
After the data communication is finished, in the state (3) of FIG. 8, the terminal STA3 in the wake period (the terminal STA2 is in the sleep period) receives the
図10には、本実施の形態によるシステム状態の遷移モデルが示される。この遷移モデルにおいては、説明を簡単にするためにBeaconフレーム送出中のクロック停止状態に関しての記述が省略されている。図示されるように端末では、電源ONされるとシステム設定がなされる。この設定では待機期間(ウェイク期間+スリープ期間)とウェイク期間を指定するデータなどが設定される。その後、待機期間に移行し(ウェイク期間の開始)ネットワーク10におけるBeaconフレームを監視する。設定された一定のウェイク期間内にBeaconフレームを受信できないときは(タイムアウト)、スリープ期間に移行する。一定のスリープ期間が終了すると(タイムアウト)、待機期間に移行し(ウェイク期間の開始)、Beaconフレームを監視する。監視する中でBeaconフレームを受信すると(Beacon検出)セッション期間(データ送受信)に移行する。データ送受信が終了しセッション期間が終了すると、待機期間に移行する(ウェイク期間の開始)。
FIG. 10 shows a system state transition model according to the present embodiment. In this transition model, the description about the clock stop state during Beacon frame transmission is omitted for the sake of simplicity. As shown in the figure, when the terminal is turned on, the system is set up. In this setting, a standby period (wake period + sleep period), data specifying the wake period, and the like are set. Thereafter, the process shifts to a standby period (start of the wake period), and the Beacon frame in the
図10の状態遷移は共有メモリ(2551、2552)に予め設定された各種パラメータを参照することにより実現される。図11には共有メモリ(2551、2552)に予め格納される各種パラメータが示される。パラメータとしては、待機期間データ280、ウェイク期間データ281、MAX待機回数データ282、カウント待機回数データ283およびデフォルト待機期間データ284を含む。図11のデータが格納される記憶領域は、電源回路201からの電力供給が断たれる場合でも、その記憶内容を保持できるような記憶領域である。
The state transition of FIG. 10 is realized by referring to various parameters set in advance in the shared memory (2551, 2552). FIG. 11 shows various parameters stored in advance in the shared memory (2551, 2552). The parameters include waiting
図11の各種パラメータは、ホストシステム(1001、1002)の入力部(1061、1062)が操作されて外部から入力されて共有メモリ(2551、2552)に格納され、または、ホストシステム(1001、1002)で実行されるべきアプリケーションプログラムに従いCPU(1011、1012)により共有メモリ(2551、2552)に格納される。したがって共有メモリのデータは入力部(1061、1062)を操作することにより、または実行されるべきアプリケーションの種類などに従い可変に設定することができる。 The various parameters in FIG. 11 are input from the outside by operating the input units (1061, 1062) of the host system (1001, 1002) and stored in the shared memory (2551, 2552), or stored in the host system (1001, 1002). ) Is stored in the shared memory (2551, 2552) by the CPU (1011, 1012) in accordance with the application program to be executed in (1). Therefore, the data in the shared memory can be variably set by operating the input units (1061, 1062) or according to the type of application to be executed.
ここでは、主に端末STA1とSTA2との間の間欠送受信アドホック・モードを想定するので、これらのパラメータは共有メモリ2551と2552に図11のように格納されるとしたが、端末STA3においても同様に格納される。
Here, since an intermittent transmission / reception ad hoc mode between the terminals STA1 and STA2 is mainly assumed, these parameters are stored in the shared
図12に示されるように、待機期間はウェイク期間とスリープ期間からなる。したがって、スリープ期間=待機期間データ280−ウェイク期間データ281により算出することができる。
As shown in FIG. 12, the standby period includes a wake period and a sleep period. Therefore, it can be calculated from sleep period =
MAX待機回数データ282は、待機期間データ280を更新(変更)するための閾値を示す。具体的にはMAX待機回数データ282が示す回数分連続して待機(ウェイク期間)を繰返してもBeaconフレームを受信(検出)できない場合に、待機期間データ280を変更(調整)する。カウント待機回数データ283が示す値は、Beaconフレームを受信したときから次のBeaconフレームを受信するまでの間に待機期間に移行した回数を指す1種のカウンタの機能を有する。カウント待機回数データ283の値は、Beaconフレームを受信する毎にリセットされる。たとえば0に更新される。
The MAX waiting
デフォルト待機期間データ284は、後述するように待機期間データ280が指す待機期間(ms)を更新するための算出において参照される。
The default waiting period data 284 is referred to in the calculation for updating the waiting period (ms) indicated by the waiting
図12に示すように、待機期間におけるウェイク期間においてはBeaconフレームを受信することが可能な期間であるので、たとえば、Beaconフレームの受信可能確率(Beaconフレーム検出率)を高くすることに重きを置くならば、待機期間データ280が指す待機期間(ms)を短く(短縮)設定しかつ待機期間におけるウェイク期間データ281が指すウェイク期間(ms)を長く設定する。一方、待機期間に消費電力を低減することに重きを置くならば、待機期間(ms)が長くなり、かつウェイク期間を短くするように待機期間データ280およびウェイク期間データ281を設定する。
As shown in FIG. 12, the wake period in the standby period is a period during which the Beacon frame can be received. For example, the emphasis is on increasing the Beacon frame receivability probability (Beacon frame detection rate). Then, the standby period (ms) indicated by the
図13と図14は、待機期間の可変設定(自動調整)について説明する図である。たとえば、図13に示されるように、待機期間が固定とされる場合には、端末STA1のBeaconフレームの送信完了周期と、端末STA2におけるウェイク期間開始の周期とが同じとなる(一致する)ケースが生じる可能性がある。そのケースでは端末STA2はウェイク期間においてBeaconフレーム300を受信できないので両者の間ではセッションが確立されることはなく、データ通信が行なわれることはない。
13 and 14 are diagrams for explaining variable setting (automatic adjustment) of the standby period. For example, as shown in FIG. 13, when the waiting period is fixed, the transmission completion cycle of the Beacon frame of the terminal STA1 and the cycle of starting the wake period in the terminal STA2 are the same (match) May occur. In that case, since the terminal STA2 cannot receive the
これに対して、図14の待機期間の自動調整機能がある場合には、たとえば、カウント待機回数データ283の値が、矢印285で示す期間においてMAX待機回数データ282が指す値を超えた場合には、上述したように周期が同じになっている可能性があるので端末STA2の待機期間データ280が指す待機期間(ms)を変更(更新)する。これにより周期をずらすことができて、図14の矢印286で示すタイミングにおいて、端末STA1のBeaconフレーム300の発信期間と、端末STA2のウェイク期間とが一致し、端末STA2は、端末STA1側からのBeaconフレーム300を受信することができて、両者の間で、データ通信をすることができる。
On the other hand, when there is the automatic adjustment function of the waiting period in FIG. 14, for example, when the value of the count waiting
本実施の形態では、待機期間データ280が指す待機期間(ms)の更新は、(更新後待機期間=デフォルト待機期間データ284が指すデフォルト待機期間+ランダム係数)との計算式(1)に従いCPU(2511、2512)が新たな待機期間を算出し、算出された待機期間を共有メモリ(2551、2552)の待機期間データ280として格納(待機期間データ280を上書き)することにより行なわれる。
In the present embodiment, the update of the standby period (ms) indicated by the
待機期間(ms)の算出に用いられるランダム係数は、端末1が所有している以下のパラメータから生成することができる。たとえばMACアドレス、エラー回数、クロック回路202が指すリアルタイムクロック(日付、時間)およびハードウェアタイマ256が指す時間データなどである。ここで、エラー回数とはMAX待機回数データ282に照らして待機期間(ms)の更新が行なわれた回数のトータル値を指す。
The random coefficient used for calculating the standby period (ms) can be generated from the following parameters owned by the
図15と図16のフローチャートを参照しながら、図6のシーケンスに従う間欠送受信アドホック・モードについて説明する。図15と図16のフローチャートは、端末STA1と端末STA2の間で通信が行なわれることを想定したものである。なお、予め電源がONされて共有メモリ2552(2552)には図11に示すデータの格納が完了していると想定する。ここでは、カウント待機回数データ283は0に初期設定される。
The intermittent transmission / reception ad hoc mode according to the sequence of FIG. 6 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 15 and 16. The flowcharts of FIG. 15 and FIG. 16 assume that communication is performed between the terminal STA1 and the terminal STA2. It is assumed that the power is turned on in advance and the storage of the data shown in FIG. 11 is completed in the shared memory 2552 (2552). Here, the count waiting
図15に従い端末STA1がBeaconフレーム300を送信しながらネットワーク10を介してBeaconフレーム300の受信を待機する期間の動作について説明する。
The operation during a period in which the terminal STA1 waits to receive the
まず、電源ONして待機期間が開始されるとタイマ2561から入力する計時時間データに基づきCPU2511はステップSH10においてウェイク期間を計時開始する。待機時間が始まると、まずウェイク期間(ウェイクモード)に移行する。ステップSH13では、このウェイク期間の経過がタイマ2561の計時データに基づきCPU2511により計時(検知)される。このウェイク期間の処理は図16において後述する。
First, when the power is turned on and the standby period is started, the
ウェイク期間が経過したことが判断されると、スリープ期間に移行する。ステップSH16とSH19では、前述したようにクロック回路2021からのクロックの供給は停止して各部での電力消費はなされず送受信は不可能となる。また、タイマ2561によってスリープ期間の経過が計時される。
When it is determined that the wake period has elapsed, the process shifts to the sleep period. In steps SH16 and SH19, as described above, the supply of the clock from the
ステップSH22においてタイマ2561は計時値とスリープ期間の値とを比較して、比較結果が(計時値≧スリープ期間の値)を指すと検知すると(ステップSH22でYES)、スリープ期間の終了、すなわち待機期間が終了したと判断し後述のステップSH25の処理に移行する。なお、スリープ期間の値は、CPU2511により共有メモリ2551から読出した値を用いて(待機期間データ280−ウェイク期間データ281)に従い予め算出されて、タイマ2561に与えられていると想定する。
In step SH22, the
なお、比較結果が(計時値<スリープ期間の値)を指すと判断される間は(ステップSH22でNO)、待機期間が終了していないと検知されて、ステップSH16、SH19およびSH22の処理が繰返される。 Note that while it is determined that the comparison result indicates (timekeeping value <sleep period value) (NO in step SH22), it is detected that the standby period has not ended, and the processing in steps SH16, SH19, and SH22 is performed. Repeated.
ステップSH25では、タイマ2561はクロック回路2021に対しONの指示を与えるので、応じてクロック回路2021が再起動し各部にクロック信号が供給されて送受信可能な状態となる。このとき、クロック信号を入力再開するとCPU2511は、ステップSH28においてメモリ2551のカウント待機回数データ283を+1アップする(更新する)。
In step SH25, the
その後、CPU2511は、カウント待機回数データ283の値が、MAX待機回数データ282が示す値以上を指示するか否かを両者を比較して判定する。具体的にはステップSH31において、当該比較結果が(カウント待機回数データ283≧MAX待機回数データ282)を指すと判断されなければ(ステップSH31でNO)、待機期間データ280の変更処理は行なわれず、一連の処理は終了し、次の待機期間のための処理に移行する。
Thereafter, the
一方、比較結果が(待機回数のデータ283≧MAX待機回数のデータ282)を指すと判断されると(ステップSH31でYES)、ステップSH33において待機期間の変更処理が上述の計算式(1)に従いCPU2511により算出されて、算出値を用いて共有メモリ2551の待機期間データ280が更新される。そして、CPU2511は、ステップSH36において共有メモリ2551のカウント待機回数データ283をリセット(0)する。その後、一連の処理は終了し、次の待機期間のための処理に移行する。
On the other hand, if it is determined that the comparison result indicates (standby count
図16を参照して、図15のステップSH13のウェイク期間処理について説明する。ウェイク期間においては、端末STA1のコントロールMAC部2571は、ステップSI10において、ブロードキャストのBeaconフレーム300を送信し、その後、ステップSI13において何らかの信号を受信したかを判定する。
With reference to FIG. 16, the wake period processing in step SH13 of FIG. 15 will be described. In the wake period, the
何らの信号も受信しないと判定されると(ステップSI13でNO)その旨がコントロールMAC部2571からCPU2511に通知されて、CPU2511は、ステップSI46において、タイマ2561から入力する計時データに基づき、ウェイク期間が終了したか否かを判断する。具体的には、入力計時データと共有メモリ2551から読出したウェイク期間データ281とを比較し、比較結果が(入力計時データ≧ウェイク期間データ281)を示すと判断すると、ウェイク期間を終了する(ステップSI46でYES)。そして、図15のステップSH16のスリープ期間に移行する。
When it is determined that no signal is received (NO in step SI13), the
比較結果が(入力計時データ<ウェイク期間データ281)を示すと判定すると(ステップSI46でNO)、ステップSI10の処理に戻り、Beaconフレーム300の送信を行なう。
If it is determined that the comparison result indicates (input timing data <wake period data 281) (NO in step SI46), the process returns to step SI10, and the
一方、ネットワーク10を介し端末STA1からのBeaconフレーム300を受信したことを判断すると(ステップSI13でYES、SI16でYES)、ステップSI19とSI23では、コントロールMAC部2571により前述したNULL応答のBeaconフレーム300が生成されて、当該フレームが端末STA1に送信される。その後、ステップSI31に移行して、相手側の端末STA2からACK応答のBeaconフレーム300を受信するか否かを判定する。
On the other hand, if it is determined that the
コントロールMAC部2571はNULL応答のフレームを受信したと判定すると(ステップSI21でYES)、コントロールMAC部2571は、ステップSI25とSI28においてACK応答のBeaconフレーム300を生成し送信する。その後、処理は後述のステップSI43に移行する。
If the
コントロールMAC部2571によりACK応答のBeaconフレーム300を受信したと判定されると(ステップSI31でYES)、そのとき、ホストシステム1001からデータ送信要求を入力していれば(SI33でYES)、ステップSI37とSI40においてホストシステム1001から与えられるデータに基づき、コントロールMAC部257は、データ送信用のフレームを生成する。生成されたデータのフレームは送信される。
If
一方、端末STA2からACKのBeaconフレーム300を受信できないと判定すると(ステップSI31でNO)、データフレームを受信したか否かを判定する(ステップSI43)。コントロールMAC部2571によりデータフレームを受信していないと判定されると(ステップSI33でNO)、前述したステップSI46の処理に移行する。
On the other hand, if it is determined that the
データフレームを受信したと判定されると(ステップSI43でYES)、ステップSI44において当該データフレームのデータはたとえばプログラムメモリ2541に一時的に格納されて、プログラムメモリ2541に格納された受信データは、その後ホストシステム1001側に送信されて、ホストシステム1001側で処理される。データフレームを受信したと判定されないと(ステップSI43でNO)、処理はステップSI46に移行する。
If it is determined that the data frame has been received (YES in step SI43), the data in the data frame is temporarily stored in, for example,
ここでは端末STA1側の待機期間の処理について述べたが、端末STA2においても待機期間では同様な処理を適用して消費電力を低減することができる。 Although the processing during the standby period on the terminal STA1 side has been described here, the power consumption can be reduced by applying the same processing during the standby period also in the terminal STA2.
本実施の形態によれば、送受信待機期間中に周期的なスリープ期間(クロック停止期間)を設けて通信回路200の各部で電力消費がされない状態にするので、無線LAN機器である端末STA1、STA2、STA3の消費電力低減を実現することができる。
According to the present embodiment, since a periodic sleep period (clock stop period) is provided during the transmission / reception standby period so that power is not consumed in each part of the
また、スリープ期間内は各部にクロック供給が停止されるため他の端末との通信が行なえないけれども、通信が行なえない期間が一定時間以上続いた場合、前述の計算式(1)を用いてスリープ期間またはスリープ周期を各端末内で自動的に変更することができるので、Beaconフレーム300を受信できる確率に変更することができる。
In addition, when the clock supply to each unit is stopped during the sleep period and communication with other terminals cannot be performed, but the period during which communication cannot be performed continues for a certain time or longer, the sleep is performed using the above-described calculation formula (1). Since the period or the sleep cycle can be automatically changed in each terminal, it can be changed to the probability that the
今回開示された各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 Each embodiment disclosed this time must be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1〜4 端末、10 ネットワーク、11,12 無線セル、100 ホストシステム、101,251 CPU、102 HD、103 RAM、104 ディスプレイ、105 スピーカ、106 入力部、107,252 インターフェイス、200 通信回路、201 電源回路、202 クロック回路、203 アンテナ、204 バラン、205 RF回路、206,207 EEPROM、250 ベースバンド/MAC回路、253 外部バスコントローラ、254 プログラムメモリ、255 共有メモリ、256 タイマ、257 コントロールMAC部、258 ADC、259 DAC、280 待機期間データ、281 ウェイク期間データ、282 MAX待機回数データ、283 カウント待機回数データ、284 デフォルト待機期間データ、300 フレーム。 1 to 4 terminals, 10 networks, 11 and 12 wireless cells, 100 host systems, 101 and 251 CPUs, 102 HD, 103 RAM, 104 displays, 105 speakers, 106 input units, 107 and 252 interfaces, 200 communication circuits, and 201 power supplies Circuit, 202 clock circuit, 203 antenna, 204 balun, 205 RF circuit, 206, 207 EEPROM, 250 baseband / MAC circuit, 253 external bus controller, 254 program memory, 255 shared memory, 256 timer, 257 control MAC unit, 258 ADC, 259 DAC, 280 wait period data, 281 wake period data, 282 MAX wait count data, 283 count wait count data, 284 default wait Period data, 300 frame.
Claims (10)
前記通信部の各回路に電源を供給する電源部と、
前記通信部の各回路に当該回路を動作させるためのクロックを供給するクロック回路と、を備え、
前記通信部は、
前記電源が供給されている状態においては前記フレームの受信を待機する受信待機期間に設定され、
前記受信待機期間は、前記クロック回路のクロックの供給が停止するスリープ期間と前記クロック回路のクロックの供給が行なわれるウェイク期間を含み、且つ前記スリープ期間と前記ウェイク期間とは交互に繰返され、
前記フレームを受信できない期間が所定期間継続した場合には、前記ウェイク期間の長さを変更する、情報通信端末。 A communication unit that receives a frame transmitted from another information communication terminal;
A power supply unit that supplies power to each circuit of the communication unit;
A clock circuit for supplying a clock for operating the circuit to each circuit of the communication unit,
The communication unit is
In the state where the power is supplied, it is set to a reception waiting period for waiting for reception of the frame,
The reception standby period includes a sleep period in which the supply of the clock of the clock circuit is stopped and a wake period in which the clock of the clock circuit is supplied, and the sleep period and the wake period are alternately repeated,
An information communication terminal that changes a length of the wake period when a period during which the frame cannot be received continues for a predetermined period.
前記ウェイク期間を長くするときには、前記待機期間は短縮する、請求項2に記載の情報通信端末。 In the reception standby period, a standby period consisting of the sleep period and the wake period is repeated,
The information communication terminal according to claim 2, wherein when the wake period is lengthened, the standby period is shortened.
前記待機期間の長さは、前記情報処理部で実行される所定のアプリケーションプログラムに従い設定される、請求項3に記載の情報通信端末。 Further comprising an information processing unit using the frame received by the communication unit in the standby period;
The information communication terminal according to claim 3, wherein the length of the waiting period is set according to a predetermined application program executed by the information processing unit.
前記通信部の各回路に電源を供給する電源部と、
前記通信部の各回路に当該回路を動作させるためのクロックを供給するクロック回路と、を備え、
前記電源が供給されている状態においては前記フレームの受信を待機する受信待機期間に設定され、
前記受信待機期間は、前記クロック回路のクロックの供給が停止するスリープ期間と前記クロック回路のクロックの供給が行なわれるウェイク期間を含み、且つ前記スリープ期間と前記ウェイク期間とは交互に繰返され、
前記フレームを受信できない期間が所定期間継続した場合には、前記ウェイク期間の長さを変更する、情報通信端末に搭載される無線通信装置。 A communication unit that receives a frame transmitted from another information communication terminal;
A power supply unit that supplies power to each circuit of the communication unit;
A clock circuit for supplying a clock for operating the circuit to each circuit of the communication unit,
In the state where the power is supplied, it is set to a reception waiting period for waiting for reception of the frame,
The reception waiting period includes a sleep period in which the clock circuit clock supply stops and a wake period in which the clock circuit clock supply is performed, and the sleep period and the wake period are alternately repeated,
A wireless communication apparatus mounted on an information communication terminal that changes a length of the wake period when a period during which the frame cannot be received continues for a predetermined period.
前記第1の情報通信端末は、
前記第2の情報通信端末から送信されたフレームを受信する通信部と、
前記通信部の各回路に電源を供給する電源部と、
前記通信部の各回路に当該回路を動作させるためのクロックを供給するクロック回路と、を含み、
前記通信部は、
前記電源が供給されている状態においては前記フレームの受信を待機する受信待機期間に設定され、
前記受信待機期間は、前記クロック回路のクロックの供給が停止するスリープ期間と前記クロック回路のクロックの供給が行なわれるウェイク期間を含み、且つ前記スリープ期間と前記ウェイク期間とは交互に繰返され、
前記フレームを受信できない期間が所定期間継続した場合には、前記ウェイク期間の長さを変更する、無線通信ネットワーク。 A first information communication terminal and a second information communication terminal communicating with the first information communication terminal;
The first information communication terminal is
A communication unit for receiving a frame transmitted from the second information communication terminal;
A power supply unit that supplies power to each circuit of the communication unit;
A clock circuit for supplying a clock for operating the circuit to each circuit of the communication unit,
The communication unit is
In the state where the power is supplied, it is set to a reception waiting period for waiting for reception of the frame,
The reception standby period includes a sleep period in which the supply of the clock of the clock circuit is stopped and a wake period in which the clock of the clock circuit is supplied, and the sleep period and the wake period are alternately repeated,
A wireless communication network that changes a length of the wake period when a period during which the frame cannot be received continues for a predetermined period.
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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