JP4251010B2

JP4251010B2 - Wireless communication system

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Publication number: JP4251010B2
Application number: JP2003129760A
Authority: JP
Inventors: 幸小林
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-05-08
Filing date: 2003-05-08
Publication date: 2009-04-08
Anticipated expiration: 2023-05-08
Also published as: JP2004336401A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To save the power of an access point in the infrastructure mode of a radio LAN. <P>SOLUTION: A carrier sense part 330 receives signals on a communication medium from a base band processing part 200 and reports the free condition. A sleep time setting part 360 sets sleep time in a dummy CTS frame. A backoff time decision part 340 decides backoff time at the time of transmitting the dummy CTS frame. A backoff timer 350 reduces the backoff time and permits the output of the frame to a frame output part 370 when the value becomes zero. A power source control part 410 instructs a power supply part 430 to stop power supply to a circuit relating to communication during the sleep time after the dummy CTS frame is outputted. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システムに関し、特に電源制御を行う無線通信システム、無線通信装置、および、これらにおける処理方法ならびに当該方法をコンピュータに実行させるプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＥＥＥ（米国電気電子学会）のＩＥＥＥ８０２．１１規格による無線ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）等の無線通信システムにおける通信モードには、それぞれの無線端末が自律分散してネットワークを形成するアドホックモードと、アクセスポイントがネットワーク内の各無線端末に対して中央集権的役割を演じるインフラストラクチャモードとが存在する。両通信モードを比較すると、インフラストラクチャモードの方が、ネットワークを管理する装置が一意に決まっているためにＱｏＳ（クオリティ・オブ・サービス）のためのトラフィック制御や省電力制御など、アドホックモードと比較して高度な通信制御が容易に導入でき、品質の良い通信が可能である。
【０００３】
通信モードの何れにおいても無線端末の消費電力を抑えるために省電力（パワーセーブ：ＰＳ）モードが定義されている。これは一定期間ごとに送信されるビーコンに同期して無線端末における受信部をスリープ状態にさせて平均的な消費電力を低減させるものである。例えば、インフラストラクチャモードにおいて、スリープ状態にある無線端末Ａに対するデータが発生した場合、アクセスポイントはその無線端末Ａに対するデータを保持している旨を示すＴＩＭ（トラフィック・インディケーション・マップ）をビーコンの中に含めて送信する。スリープ状態にある各無線端末は、ビーコンのタイミングでスリープ状態を解除してビーコンを受信する。そして、そのビーコンに含まれるＴＩＭから、自身に対するデータがあるか否かを確認する。自身に対するデータの存在を検出した無線端末Ａは、アクセスポイントに対してポーリングすることにより、自身に対するデータをアクセスポイントから送信してもらうことができる。アドホックモードにおいても、ＴＩＭの代わりにＡＴＩＭ（アドホックＴＩＭ）を用いることにより、同様の手順でスリープ状態にある無線端末に対するデータ送信を行うことができる。
【０００４】
また、アクセスポイントと複数の無線端末との間（もしくは、無線端末間）で定期的にデータ通信を行うような場合には、アクセスポイントから無線端末に対して（もしくは、ある無線端末から他の無線端末に対して）データ通信を行わない期間を予め通知しておくことによって、その通知対象となった無線端末を上記期間スリープ状態にする無線通信システムが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３００１７５号公報（図４）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来技術は、インフラストラクチャモードおよびアドホックモードの何れの通信モードにおいても、無線端末をスリープ状態とすることにより無線通信システム全体の省電力を実現するものである。すなわち、各無線端末は対等の役割を有するものであり、それぞれが対等な機会でスリープ状態に入ることが可能である。
【０００７】
しかしながら、インフラストラクチャモードにおけるアクセスポイントは、ネットワーク全体を管理する立場であり、いつ生じるか分からない無線端末からの通信を常に待ち構えている必要があるため、アクセスポイントはスリープ状態に入ることができない。そのため、アクセスポイントにおいて省電力を実現することは困難とされてきた。
【０００８】
一方、省電力を図るために、特定のアクセスポイントを設けずにアドホックモードにより動作させることは可能であるが、その場合には上述のトラフィック制御や省電力制御などのインフラストラクチャモードの利点を享受することができなくなる。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、無線通信システムのインフラストラクチャモードにおいてアクセスポイントの省電力化を図ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１記載の無線通信装置は、ＣＴＳフレームに含まれるスリープ時間の間は他の無線通信装置が送信を行わないように制御されるＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠する無線通信システムにおいて、上記スリープ時間を設定するスリープ時間設定手段と、上記スリープ時間を含む上記ＣＴＳフレームを出力するフレーム出力手段と、上記ＣＴＳフレームが出力された後に上記スリープ時間の間スリープ状態に移行させるよう電源を制御する電源制御手段とを具備する。これにより、設定されたスリープ時間が経過するまでは通信が行われない状態にさせ、無線通信装置を安全にスリープ状態に移行させるという作用をもたらす。
【００１１】
また、本発明の請求項２記載の無線通信装置は、請求項１記載の無線通信装置において、上記スリープ時間設定手段が、上記スリープ時間の上限値を設定するスリープ上限値設定手段と、上記スリープ時間の候補値を設定するスリープ候補値設定手段と、上記候補値が上記上限値を超えなければ上記候補値を上記スリープ時間として設定し、上記候補値が上記上限値を超えると上記上限値を上記スリープ時間として設定する比較選択手段とを備える。これにより、上限値を超えない範囲で候補値をスリープ時間として設定せしめるという作用をもたらす。
【００１２】
また、本発明の請求項３記載の無線通信装置は、請求項２記載の無線通信装置において、上記スリープ上限値設定手段が、次のビーコン送信時間までの残り時間を示すビーコンタイマと、上記残り時間から上記ＣＴＳフレームの送信終了までの時間を除くことにより上記上限値を生成する上限値生成手段とを備える。これにより、次のビーコン送信時間までにスリープ時間が終了するような上限値を設定せしめるという作用をもたらす。
【００１３】
また、本発明の請求項４記載の無線通信装置は、請求項２記載の無線通信装置において、通信媒体上の空き状況を報告するキャリアセンス手段をさらに具備し、上記スリープ候補値設定手段が、上記キャリアセンス手段から上記報告を受けて上記通信媒体上に所定期間連続して空きが生じている度数を示すアイドリングカウンタと、上記候補値を設定するための基本単位時間を保持するスリープ基本時間保持手段と、上記度数に応じて上記基本単位時間に所定の演算を施すことにより上記候補値を生成する候補値生成手段とを備える。これにより、通信媒体上に所定期間連続して空きが生じている度数に応じてスリープ時間の候補値を設定せしめるという作用をもたらす。
【００１４】
また、本発明の請求項５記載の無線通信装置は、請求項１記載の無線通信装置において、通信媒体上の空き状況を報告するキャリアセンス手段と、上記ＣＴＳフレームを上記通信媒体に送信するためのコンテンションウィンドウにおいてバックオフタイムを決定するバックオフタイム決定手段と、上記通信媒体が所定期間空いている旨の報告を上記キャリアセンス手段から受けると計数を開始し、上記バックオフタイムに相当する時間の計数を完了すると上記フレーム出力手段に上記ＣＴＳフレームの出力を許可するバックオフタイム計数手段とをさらに具備する。これにより、決定されたバックオフタイムによりＣＴＳフレームを出力せしめるという作用をもたらす。
【００１５】
また、本発明の請求項６記載の無線通信装置は、請求項５記載の無線通信装置において、上記バックオフ決定手段が、上記ＣＴＳフレーム以外の他フレームを上記通信媒体に送信するための他のコンテンションウィンドウよりも長い時間を含むよう上記コンテンションウィンドウを定めて上記バックオフタイムを決定するというものである。これにより、他フレームを優先して通信媒体に送信せしめるという作用をもたらす。
【００１６】
また、本発明の請求項７記載の無線通信装置は、請求項５記載の無線通信装置において、上記ＣＴＳフレーム以外の他フレームを上記ＣＴＳフレームよりも優先するか否を示す優先フラグを保持する優先フラグ保持手段をさらに具備し、上記バックオフ決定手段が、上記優先フラグが上記他フレームを優先する旨を示しているときには上記他フレームを上記通信媒体に送信するための他のコンテンションウィンドウよりも長い時間を含むよう上記コンテンションウィンドウを定めて上記バックオフタイムを決定するというものである。これにより、優先フラグが他フレームを優先する旨を示しているときには他フレームを優先して通信媒体に送信せしめるという作用をもたらす。
【００１７】
また、本発明の請求項８記載の無線通信システムは、所定間隔毎にビーコンを送信するアクセスポイントと、上記ビーコンを受信して上記アクセスポイントとの同期をとる少なくとも一つの無線端末とを無線により接続し、前記アクセスポイントからのＣＴＳフレームに含まれるスリープ時間の間は前記無線端末が送信を行わないように制御されるＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠する無線通信システムであって、上記アクセスポイントが、上記スリープ時間を設定するスリープ時間設定手段と、上記スリープ時間を含む上記ＣＴＳフレームを出力するフレーム出力手段と、上記ＣＴＳフレームが出力された後に上記スリープ時間の間当該アクセスポイントをスリープ状態に移行させるよう電源を制御する電源制御手段とを備え、上記無線端末が、上記フレームを受信した後に上記スリープ時間の間は上記アクセスポイントへの送信を行わないというものである。これにより、設定されたスリープ時間が経過するまでは無線端末からの通信が行われない状態にさせ、アクセスポイントを安全にスリープ状態に移行させるという作用をもたらす。
【００１８】
また、本発明の請求項９記載の電源制御方法は、アクセスポイントからのＣＴＳフレームに含まれるスリープ時間の間は他の無線通信装置が送信を行わないように制御されるＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠する無線通信システムにおける前記アクセスポイントの電源制御方法であって、上記スリープ時間を設定する手順と、上記スリープ時間を含む上記ＣＴＳフレームを出力する手順と、上記ＣＴＳフレームが出力された後に上記スリープ時間の間スリープ状態に移行させるよう電源を制御する手順とを具備する。これにより、設定されたスリープ時間が経過するまでは通信が行われない状態にさせ、無線通信装置を安全にスリープ状態に移行させるという作用をもたらす。
【００１９】
また、本発明の請求項１０記載の電源制御方法は、アクセスポイントからのＣＴＳフレームに含まれるスリープ時間の間は他の無線通信装置が送信を行わないように制御されるＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠する無線通信システムにおける前記アクセスポイントの電源制御方法であって、次のビーコン送信時間を越えない範囲で上記スリープ時間を設定する手順と、上記スリープ時間を含む上記ＣＴＳフレームを出力する手順と、上記ＣＴＳフレームが出力された後に上記スリープ時間の間スリープ状態に移行させるよう電源を制御する手順とを具備する。これにより、次のビーコン送信時間までにスリープ時間が終了するようにスリープ時間を設定してスリープ状態に移行せしめるという作用をもたらす。
【００２０】
また、本発明の請求項１１記載の電源制御方法は、アクセスポイントからのＣＴＳフレームに含まれるスリープ時間の間は他の無線通信装置が送信を行わないように制御されるＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠する無線通信システムにおける前記アクセスポイントの電源制御方法であって、通信媒体上に所定期間連続して空きが生じている場合にはそうでない場合よりも長くなるように上記スリープ時間を設定する手順と、上記スリープ時間を含む上記ＣＴＳフレームを出力する手順と、上記ＣＴＳフレームが出力された後に上記スリープ時間の間スリープ状態に移行させるよう電源を制御する手順とを具備する。これにより、通信媒体上に所定期間連続して空きが生じている場合にはそうでない場合よりも長くなるようにスリープ時間を設定してスリープ状態に移行せしめるという作用をもたらす。
【００２１】
また、本発明の請求項１２記載の電源制御方法は、アクセスポイントからのＣＴＳフレームに含まれるスリープ時間の間は他の無線通信装置が送信を行わないように制御されるＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠する無線通信システムにおける前記アクセスポイントの電源制御方法であって、フレームを通信媒体に送信するためのコンテンションウィンドウにおいてバックオフタイムを決定する手順と、上記通信媒体における空き状況を確認する手順と、上記スリープ時間を設定する手順と、所定タイミングから上記バックオフタイムを経過しても上記通信媒体に空きが生じていれば上記スリープ時間を含む上記ＣＴＳフレームを出力する手順と、上記ＣＴＳフレームが出力された後に上記スリープ時間の間スリープ状態に移行させるよう電源を制御する手順とを具備する。これにより、他フレームを優先して通信媒体に送信させ、それでも他フレームが送信されない場合にスリープ時間を含むＣＴＳフレームを出力してスリープ状態に移行せしめるという作用をもたらす。
【００２２】
また、本発明の請求項１３記載のプログラムは、アクセスポイントからのＣＴＳフレームに含まれるスリープ時間の間は他の無線通信装置が送信を行わないように制御されるＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠する無線通信システムにおいて、上記スリープ時間を設定する手順と、上記スリープ時間を含む上記ＣＴＳフレームを出力する手順と、上記ＣＴＳフレームが出力された後に上記スリープ時間の間スリープ状態に移行させるよう電源を制御する手順とをコンピュータに実行させるものである。これにより、設定されたスリープ時間が経過するまでは通信が行われない状態にさせ、無線通信装置を安全にスリープ状態に移行させるという作用をもたらす。
【００２３】
また、本発明の請求項１４記載のプログラムは、アクセスポイントからのＣＴＳフレームに含まれるスリープ時間の間は他の無線通信装置が送信を行わないように制御されるＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠する無線通信システムにおいて、次のビーコン送信時間を越えない範囲で上記スリープ時間を設定する手順と、上記スリープ時間を含む上記ＣＴＳフレームを出力する手順と、上記ＣＴＳフレームが出力された後に上記スリープ時間の間スリープ状態に移行させるよう電源を制御する手順とをコンピュータに実行させるものである。これにより、次のビーコン送信時間までにスリープ時間が終了するようにスリープ時間を設定してスリープ状態に移行せしめるという作用をもたらす。
【００２４】
また、本発明の請求項１５記載のプログラムは、アクセスポイントからのＣＴＳフレームに含まれるスリープ時間の間は他の無線通信装置が送信を行わないように制御されるＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠する無線通信システムにおいて、通信媒体上に所定期間連続して空きが生じている場合にはそうでない場合よりも長くなるように上記スリープ時間を設定する手順と、上記スリープ時間を含む上記ＣＴＳフレームを出力する手順と、上記ＣＴＳフレームが出力された後に上記スリープ時間の間スリープ状態に移行させるよう電源を制御する手順とをコンピュータに実行させるものである。これにより、通信媒体上に所定期間連続して空きが生じている場合にはそうでない場合よりも長くなるようにスリープ時間を設定してスリープ状態に移行せしめるという作用をもたらす。
【００２５】
また、本発明の請求項１６記載のプログラムは、アクセスポイントからのＣＴＳフレームに含まれるスリープ時間の間は他の無線通信装置が送信を行わないように制御されるＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠する無線通信システムにおいて、フレームを通信媒体に送信するためのコンテンションウィンドウにおいてバックオフタイムを決定する手順と、上記通信媒体における空き状況を確認する手順と、上記スリープ時間を設定する手順と、所定タイミングから上記バックオフタイムを経過しても上記通信媒体に空きが生じていれば上記スリープ時間を含む上記ＣＴＳフレームを出力する手順と、上記ＣＴＳフレームが出力された後に上記スリープ時間の間スリープ状態に移行させるよう電源を制御する手順とをコンピュータに実行させるものである。これにより、他フレームを優先して通信媒体に送信させ、それでも他フレームが送信されない場合にスリープ時間を含むＣＴＳフレームを出力してスリープ状態に移行せしめるという作用をもたらす。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態における無線通信システムの全体構成の一例を示す図である。この無線通信システムは、ネットワーク３０にアクセスポイント２０が有線により接続し、このアクセスポイント２０と複数の無線端末１０とが無線により接続している。アクセスポイント２０および無線端末１０はネットワーク３０とは別個のネットワークである無線ＬＡＮを形成する。
【００２８】
アクセスポイント２０は、定期的に所定のビーコン間隔によりビーコンを送信する。無線端末１０は、内部にタイミングシンクロナスタイマを有し、アクセスポイント２０から受信したビーコンによりアクセスポイント２０との同期をとる。また、上述のように、ビーコンには省電力モードにある無線端末１０のために保持されたデータが存在することを示すＴＩＭが含まれており、省電力モードにある無線端末１０はアクセスポイント２０にポーリングすることによって自身へのデータを送信させることができる。
【００２９】
図１の例では、一組の無線ＬＡＮしか記載されていないが、ネットワーク３０には複数のアクセスポイント２０を設けることもできる。この場合、各無線端末１０は、あるアクセスポイント２０からネットワーク３０に接続する他のアクセスポイント２０を介して他の無線ＬＡＮに属する無線端末１０と通信を行うことも可能となる。
【００３０】
図２は、本発明の実施の形態におけるアクセスポイント２０の一構成例を示す図である。このアクセスポイント２０は、アンテナ１０１と、切替器１０２と、受信部１１０と、送信部１２０と、ベースバンド処理部２００と、通信制御部３００と、メモリ３０９と、システム制御部４００と、メモリ４０９と、周辺インターフェース５００とを備えている。
【００３１】
アンテナ１０１は、高周波信号を送受信するために用いられる。切替器１０２は、受信部１１０と送信部１２０とを切替えてアンテナ１０１に接続するものである。受信部１１０は、高周波信号を受信して復調するものであり、例えば、２．４ＧＨｚ帯の高周波信号を所定の中間周波数帯の中間信号に変換するダウンコンバータと、中間信号を直交検波して中間信号と同相の同相信号（Ｉ信号）および中間信号の直交成分である直交信号（Ｑ信号）からなるベースバンド信号を抽出する直交復調器とを備える。送信部１２０は、高周波信号を送信するために変調するものであり、例えば、ベースバンド信号（Ｉ信号およびＱ信号）を直交変調して所定の中間周波数帯の中間信号を生成する直交変調器と、中間信号を２．４ＧＨｚ帯の高周波信号に変換してアンテナ１０１に向けて出力するアップコンバータとを備える。
【００３２】
ベースバンド処理部２００は、受信部１１０から供給されるベースバンド信号をデジタル信号に復号して通信制御部３００に出力し、また、通信制御部３００から供給されるデジタル信号をベースバンド信号に符号化して送信部１２０に供給する。このベースバンド処理部２００は、例えば、離散フーリエ変換器および逆離散フーリエ変換器を備え、ベースバンド信号を複素データに変調し、また、複素データをベースバンド信号に復調する。また、このベースバンド処理部２００では、誤り訂正のための符号化およびその復号が行われる。
【００３３】
通信制御部３００は、主として論理層の処理を行うものであり、例えばデータリンク層におけるＭＡＣ（メディアアクセス制御）副層のフレームを解読して所定の処理を行い、また、ＭＡＣ副層のフレームを生成する。メモリ３０９は、通信制御部３００による処理に必要なプログラムや作業データ等を保持するものである。
【００３４】
システム制御部４００は、アクセスポイント２０全体を制御するものであり、アクセスポイント２０内の各部への電源供給に関する制御も含まれる。メモリ４０９は、システム制御部４００による処理に必要なプログラムや作業データ等を保持するものである。
【００３５】
周辺インターフェース５００は、外部装置と接続するためのインターフェースであり、例えばネットワーク３０に接続するためのネットワークインタフェースやホスト機器と接続するためのホストインターフェースを備える。ネットワークインタフェースの場合、ポート５０９にはインターネット等を利用するためのモデム等が接続される。また、ホストインターフェースの場合、ポート５０９にはコンピュータ等のホスト機器が接続される。
【００３６】
このアクセスポイント２０では、フレーム送信時には、切替器１０２、送信部１２０、ベースバンド処理部２００、通信制御部３００、メモリ３０９、システム制御部４００、メモリ４０９、および、周辺インターフェース５００が動作することになる。また、フレーム受信時には、切替器１０２、受信部１１０、ベースバンド処理部２００、通信制御部３００、メモリ３０９、システム制御部４００、メモリ４０９、および、周辺インターフェース５００が動作することになる。そして、スリープ状態にある時には、通信関係の回路は動作せず、システム制御部４００、メモリ４０９、および、周辺インターフェース５００が動作することになる。このように、スリープ状態において通信関係の回路への電源供給を中止することにより、省電力化を実現する。
【００３７】
ここで、本発明の実施の形態の基礎となる通信媒体上のアクセス制御について説明する。
【００３８】
図３は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格におけるアクセス制御方式について説明するための図である。このＩＥＥＥ８０２．１１規格では、アクセスポイントおよび無線端末は常時キャリアセンスを行って通信媒体上の空き状況を監視する。そして、通信媒体が使用中状態（ビジー状態）から空き状態（アイドル状態）になった後、所定の最大フレーム間隔（ＤＩＦＳ）の間アイドル状態が続くと、前の一連の通信が終了したものとみなして、次の通信を開始する。但し、次の通信を開始するにあたっては、所定の時間幅を有するコンテンションウィンドウ（ＣＷ）の範囲内においてアクセスポイントおよび各無線端末がそれぞれフレーム送信を開始するタイミング（バックオフタイム）を定めることになっている。これにより、最大フレーム間隔の直後に各装置が一斉に送信を開始することによる衝突を緩和するよう工夫されている。但し、それでも衝突が生じる可能性はある。衝突を生じた場合には、送信は継続されず、再度キャリアセンスが行われる。
【００３９】
例えば、図３のように送信元５０において前の送信が終了してから最大フレーム間隔（ＤＩＦＳ）５１を経過した後、コンテンションウィンドウ（ＣＷ）５２におけるバックオフタイムを経過したタイミングで、送信元５０はＲＴＳ（リクエスト・トゥ・センド）フレーム５３を送信する。このＲＴＳフレーム５３には占有時間（Duration）が含まれており、そのＲＴＳフレーム５３の受信先６０がＡＣＫ（アクノレッジ）フレーム６５の送信を完了するまでの時間を示している。そのため、受信先６０以外の他機器７０は自身のネットワークアロケーションベクター（ＮＡＶ）７３にその占有時間を設定して、ＲＴＳフレーム５３の終了から占有時間の間は送信を行なわないよう制御する。
【００４０】
ＲＴＳフレーム５３の受信先６０は、ＲＴＳフレーム５３の終了から最短フレーム間隔（ＳＩＦＳ）６１を経過した後、ＣＴＳ（クリア・トゥ・センド）フレーム６３を送信する。このＣＴＳフレーム６３にも占有時間が含まれており、そのＣＴＳフレーム６３の受信先６０がＡＣＫフレーム６５の送信を完了するまでの時間を示している。そのため、何らかの要因によりＲＴＳフレーム５３を受信できなかった場合でも、このＣＴＳフレーム６３を受信することにより、受信先６０以外の他機器７０は自身のネットワークアロケーションベクター７４にその占有時間を設定して、ＣＴＳフレーム６３の終了から占有時間の間は送信を行なわないよう制御することができる。従って、このようなＲＴＳフレームとＣＴＳフレームによるやり取りは、いわゆる隠れ端末問題を解消するために用いられる。
【００４１】
送信元５０は、ＣＴＳフレーム６３の終了から最短フレーム間隔５４を経過した後、データフレーム５５を送信する。受信先６０は、このデータフレーム５５の終了から最短フレーム間隔６４を経過した後、ＡＣＫフレーム６５を送信する。これにより、ＲＴＳフレーム５３から始まった一連の通信が完了する。ＡＣＫフレーム６５の送信が終了してから最大フレーム間隔７６を経過した後、コンテンションウィンドウ７７におけるバックオフタイムを経過したタイミングで、次の通信が開始する。
【００４２】
本発明の実施の形態では、このようなアクセス制御の仕組みを利用して、アクセスポイント２０をスリープ状態にする。すなわち、アクセスポイント２０から占有時間を指定したダミーのＣＴＳフレームを送信することにより、その占有時間の間に無線端末から通信が行われないことを保証した上で、アクセスポイント２０がその占有時間（スリープ時間）の間スリープ状態に入る。ダミーのフレームとしてはデータフレームやＲＴＳフレームを用いることもできるが、ＣＴＳフレームは１４バイトで小容量であるため、通信効率の観点からＣＴＳフレームを用いることが望ましい。
【００４３】
図４は、本発明の実施の形態のアクセスポイント２０における機能構成を示す図である。図２の構成と対比すると、例えば、モードフラグ保持部３１０および優先フラグ保持部３２０がメモリ３０９に含まれ、キャリアセンス部３３０と、バックオフタイム決定部３４０と、バックオフタイマ３５０と、スリープ時間設定部３６０と、フレーム出力部３７０とが通信制御部３００に含まれ、電源制御部４１０と、スリープタイマ４２０と、電源供給部４３０とがシステム制御部４００に含まれるものと想定できる。
【００４４】
モードフラグ保持部３１０は、省電力（パワーセーブ）モードであるか否かを示すフラグを保持するものである。このモードフラグ保持部３１０が省電力モードを示している場合には、アクセスポイント２０はスリープ状態に入ることができる。優先フラグ保持部３２０は、通常のトラフィックを優先させる優先モードであるか否かを示す優先フラグを保持するものである。この優先フラグ保持部３２０が優先モードを示している場合には後述のようにダミーのＣＴＳフレームよりも他のフレームが優先して送信されるように制御されるが、優先フラグ保持部３２０が優先モードを示していない場合にはダミーのＣＴＳフレームと他のフレームとは差別なくコンテンションウィンドウにおける送信が行われる。
【００４５】
キャリアセンス部３３０は、ベースバンド処理部２００から通信媒体上の信号を受け取り、その空き状況をスリープ時間設定部３６０およびバックオフタイマ３５０に報告する。スリープ時間設定部３６０は、ダミーのＣＴＳフレームにおける占有時間（スリープ時間）を設定する。スリープ時間の設定の際、スリープ時間設定部３６０はキャリアセンス部３３０から供給される通信媒体上の空き状況に応じて設定することができる。
【００４６】
バックオフタイム決定部３４０は、ダミーのＣＴＳフレームを送信する際のバックオフタイムを決定する。このバックオフタイムを決定するにあたって、優先フラグ保持部３２０に保持される優先フラグが考慮される。このバックオフタイム決定部３４０により決定されたバックオフタイムはバックオフタイマ３５０に一旦保持される。バックオフタイマ３５０は、通信媒体上の空き状態が最大フレーム間隔の間続いたことの報告をキャリアセンス部３３０から受けると、保持しているバックオフタイムを減少させていく。そして、その保持する値がゼロになると、バックオフタイマ３５０はフレーム出力部３７０にフレームの出力を許可する。
【００４７】
フレーム出力部３７０は、モードフラグ保持部３１０が省電力モードを示している場合に、バックオフタイマ３５０の保持する値がゼロになると、スリープ時間設定部３６０により設定されたスリープ時間をダミーのＣＴＳフレームに含めてベースバンド処理部２００に出力する。また、このスリープ時間はスリープタイマ４２０に保持される。
【００４８】
電源制御部４１０は、ダミーのＣＴＳフレームの出力がされた後にスリープタイマ４２０に保持されたスリープ時間の間、通信関係の回路への電源供給を中止するよう電源供給部４３０に指示する。これにより、電源供給部４３０は、スリープ状態にするべく通信関係の回路への電源供給を中止する。
【００４９】
図５は、本発明の実施の形態におけるスリープ時間設定部３６０の機能構成を示す図である。このスリープ時間設定部３６０は、スリープ上限値（スリープ時間の上限）を設定するスリープ上限値設定部３６１と、スリープ候補値（スリープ時間の候補）を設定するスリープ候補値設定部３６４とを備え、さらに両者を比較する比較器３６８と、選択器３６９とを備える。
【００５０】
スリープ上限値設定部３６１は、次のビーコン送信時間までの残り時間を示すビーコンタイマ３６２と、その残り時間からフレームの送信終了までの時間を減算する減算器３６３とを備える。これにより、次のダミーのＣＴＳフレームを送信する際に、スリープ時間が次のビーコン送信時間と重ならないようにするための上限値が減算器３６３から出力される。
【００５１】
スリープ候補値設定部３６４は、キャリアセンス部３３０から報告を受けて通信媒体上に所定期間連続して空きが生じている度数を示すアイドリングカウンタ３６６と、スリープ候補値を設定するための基本単位時間を保持するスリープ基本時間保持部３６５と、通信媒体上に所定期間連続して空きが生じている度数に応じて基本単位時間に所定の演算を施す乗算器３６７とを備える。アイドリングカウンタ３６６は、例えば、ビーコン間隔においてデータフレームの送信が全く発生しない状態が続く場合にそのビーコン間隔の回数をカウントするようにしてもよく、また、予め定めた時間間隔においてデータフレームの送信が全く発生しない状態が続く場合にその時間間隔の回数をカウントするようにしてもよい。そして、そのアイドリングカウンタ３６６に保持された回数に応じてスリープ時間の候補値を定める。例えば、アイドリングカウンタ３６６に保持された回数とスリープ基本時間保持部３６５に保持された基本単位時間とを乗じてもよく、また、アイドリングカウンタ３６６に保持された回数が一つ増す毎にスリープ時間の候補値を倍増するようにしてもよい。
【００５２】
なお、本発明の実施の形態では、スリープ候補値設定部３６４において、通信媒体上に所定期間連続して空きが生じている度数に応じてスリープ候補値が設定されるものとしたが、これに限られず、通信媒体上の空き状況とは無関係に設定されるようにしてもよい。
【００５３】
比較器３６８は、このようにして設定されたスリープ候補値とスリープ上限値とを比較して、その大小関係を選択器３６９に出力する。選択器３６９は、比較器３６８における比較結果に従い、候補値が上限値を超えなければ候補値を出力し、候補値が上限値を超えるときは上限値を出力する。この出力された値がスリープ時間として設定され、フレーム出力部３７０に供給される。
【００５４】
図６は、本発明の実施の形態におけるスリープ候補値設定部３６４の処理手順を示す図である。まず、アイドリングカウンタ３６６がゼロに初期化される（ステップＳ９２１）。そして、例えばビーコン間隔等の所定期間、通信媒体上にトラフィックがなければ（ステップＳ９２２）、アイドリングカウンタ３６６がカウントアップされる（ステップＳ９２３）。一方、ステップＳ９２２において、通信媒体上にトラフィックがあると判断されると、アイドリングカウンタ３６６はゼロにリセットされる（ステップＳ９２４）。
【００５５】
これにより、通信媒体上にトラフィックがない空き状態が所定期間連続した場合に一つずつアイドリングカウンタ３６６がカウントアップされて空き状態の連続した度数が示される一方、トラフィックが生じるとアイドリングカウンタ３６６がリセットされて空き状態の連続性が途切れたことが示される。
【００５６】
このアイドリングカウンタ３６６の示す度数に応じて、乗算器３６７によりスリープ候補値の更新が行われる（ステップＳ９２５）。その後、さらに所定期間における通信媒体上の空き状況により（ステップＳ９２２）、アイドリングカウンタ３６６が制御される（ステップＳ９２３およびＳ９２４）。
【００５７】
図７は、本発明の実施の形態におけるダミーのＣＴＳフレームの構成を示す図である。ＣＴＳフレームは、ＭＡＣヘッダ８０１およびフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）８０５からなる。フレームチェックシーケンス８０５は、ＣＴＳフレーム全体のデータ誤りを検出するための巡回型冗長チェック符号である。
【００５８】
ＭＡＣヘッダ８０１は、フレームコントロール８０２、占有時間８０３、および、受信先アドレス８０４の各フィールドを備える。フレームコントロール８０２は、フレームの種類や制御情報を含むフィールドであり、ＣＴＳフレームの場合、フレームのタイプ８２１として制御フレームである旨、ならびに、サブタイプ８２２としてＣＴＳフレームである旨が表示される。
【００５９】
占有時間８０３は、端末の識別子を通知するフィールドを兼ねており、フレームによる一連の通信が終了するまでの時間を示す場合には最下位ビットをゼロにして１５ビットによりマイクロ秒単位の時間を指定することができる。本発明の実施の形態では、このフィールドでスリープ時間８３１を指定する。１５ビットにより０から３２７６７［マイクロ秒］の範囲でスリープ時間８３１を指定することができる。
【００６０】
受信先アドレス８０４は、このＣＴＳフレームを受信すべき機器のアドレスを指定するフィールドであり、本発明の実施の形態では、受信先アドレス８０４としてアクセスポイント自身のＭＡＣアドレスを指定するものとする。この受信先アドレス８０４としては、無線端末１０に該当しないＭＡＣアドレスを指定してもよい。このＣＴＳフレームはあくまでもダミーであり、これに応答する無線端末１０がなければダミーとして機能する。
【００６１】
次に本発明の実施の形態における無線通信システムの動作について図面を参照して説明する。
【００６２】
図８は、本発明の実施の形態におけるアクセスポイント２０の電力消費の遷移を示す図である。アクセスポイント２０は、所定のビーコン間隔８０毎にビーコンを送信（８１、９１）する。アクセスポイント２０は、ビーコン８１を送信した後、最大フレーム間隔（ＤＩＦＳ）８２の間、通信媒体上のキャリアセンスを行い、さらにバックオフタイム８３の経過を待っても通信媒体が空き状態であればダミーのＣＴＳフレーム８４を送信する。アクセスポイント２０は、ＣＴＳフレーム８４の送信を完了した後、ＣＴＳフレーム８４で指定したスリープ時間を経過するまでスリープ状態８５になる。この間は、無線端末１０から通信が行われないことが保証される。
【００６３】
スリープ時間を経過すると、アクセスポイント２０は、再び最大フレーム間隔８６の間、通信媒体上のキャリアセンスを行い、さらにバックオフタイム８７の経過を待っても通信媒体が空き状態であれば再度ダミーのＣＴＳフレーム８８を送信する。アクセスポイント２０は、ＣＴＳフレーム８８の送信を完了した後、ＣＴＳフレーム８８で指定したスリープ時間を経過するまで再びスリープ状態８９になる。
【００６４】
ここで、例えば、ビーコン間隔を１００ミリ秒、ビーコン送信時間を３２０マイクロ秒、最大フレーム間隔を５０マイクロ秒、ＣＴＳフレーム送信時間を２１２マイクロ秒とする。また、バックオフタイムは変動するものであるが、説明を簡単にするため、各回３１０マイクロ秒であると仮定する。スリープ時間の最大値は３２７６７マイクロ秒であるため、１回のビーコン間隔でアクセスポイント２０を出来る限りスリープ状態にするためには、ＣＴＳフレームを複数回送信する必要がある。ＣＴＳフレーム送信時間に最大フレーム間隔とバックオフタイムとを加えると、ＣＴＳフレームを１回送信するのに要する時間は、
５０＋３１０＋２１２＝５７２［マイクロ秒］
であり、スリープ時間の最大値を指定してＣＴＳフレームを２回送信したとすれば、
（５７２＋３２７６７）×２＝６６６７８［マイクロ秒］
これをビーコン間隔から差し引き、さらにビーコン送信時間も引くと、
１０００００−６６６７８−３２０＝３３００２［マイクロ秒］
従って、３回目のＣＴＳフレームで指定できるスリープ時間は、
３３００２−５７２＝３２４３０［マイクロ秒］
となる。
【００６５】
すなわち、１回のビーコン間隔でアクセスポイント２０を出来るだけスリープ状態にするためには、上述の前提における理論値として、スリープ時間として３２７６７マイクロ秒を指定したＣＴＳフレームを２回、３２４３０マイクロ秒を指定したＣＴＳフレームを１回送信すればよいことがわかる。
【００６６】
図９は、本発明の実施の形態のアクセスポイント２０における処理の流れを示す図である。まず、モードフラグ保持部３１０が省電力（パワーセーブ）モードを示していない場合には（ステップＳ９０１）、アクセスポイント２０はスリープ状態に入らずに受信状態となる（ステップＳ９０９）。
【００６７】
ステップＳ９０１において、モードフラグ保持部３１０が省電力モードを示している場合には、最大フレーム間隔（ＤＩＦＳ）の間、通信媒体上のキャリアセンスを行う（ステップＳ９０２）。その結果、通信媒体が使用中であることが判明した場合には（ステップＳ９０３）、アクセスポイント２０はスリープ状態に入らずに受信状態となる（ステップＳ９０９）。
【００６８】
ステップＳ９０３において、通信媒体が空き状態であることが判明した場合には、バックオフタイム決定部３４０によりバックオフタイムを決定する（ステップＳ９１０）。そして、このバックオフタイムが経過するまでの間、通信媒体上のキャリアセンスを行う（ステップＳ９０４）。その結果、通信媒体が使用中であることが判明した場合には（ステップＳ９０５）、アクセスポイント２０はスリープ状態に入らずに受信状態となる（ステップＳ９０９）。
【００６９】
ステップＳ９０５において、通信媒体が空き状態であることが判明した場合には、スリープ時間設定部３６０によりスリープ時間を設定して（ステップＳ９０６）、ＣＴＳフレームを送信する（ステップＳ９０７）。そして、ＣＴＳフレームの送信完了後スリープ時間が経過するまで、アクセスポイント２０はスリープ状態となる（ステップＳ９０８）。
【００７０】
図１０は、本発明の実施の形態におけるバックオフタイム決定部３４０によるバックオフタイム決定のための処理手順の一例を示す図である。ここで、図中の「ＣＷｍａｘ」は、通常のデータフレームを送信するためのコンテンションウィンドウの最大値を表す。
【００７１】
まず、優先フラグ保持部３２０が優先モードを示している場合には（ステップＳ９１１）、「ＣＷｍａｘ＋１」と「（ＣＷｍａｘ＋１）×２−１」との間の任意の整数値を乱数により生成し、バックオフタイムとする（ステップＳ９１２、Ｓ９１３）。すなわち、通常のデータフレームを送信するためのコンテンションウィンドウの最大値よりも長い時間を示すように、ＣＴＳフレームのバックオフタイムが決定される。
【００７２】
一方、優先フラグ保持部３２０が優先モードを示していない場合には（ステップＳ９１１）、「０」と「ＣＷｍａｘ」との間の任意の整数値を乱数により生成し、バックオフタイムとする（ステップＳ９１４、Ｓ９１５）。これは、通常のデータフレームを送信するためのバックオフタイムと同様であり、この場合は通常のデータフレームを特に優先していない。
【００７３】
図１１は、図１０の処理手順の一例により生成されるバックオフタイムの範囲を示す図である。ここでは、一例として、通常のデータフレームを送信するためのコンテンションウィンドウ７１０におけるスロットを０から１５（ＣＷｍａｘ）の１６個としている。その場合、「（ＣＷｍａｘ＋１）×２−１」は３１になるため、ＣＴＳフレームを送信するためのコンテンションウィンドウ７２０におけるスロットは０から３１の３２個になる。
【００７４】
優先フラグ保持部３２０が優先モードを示している場合には、コンテンションウィンドウ７２０におけるスロットの１６から３１の間でバックオフタイムが決定されるため、通常のデータフレームのバックオフタイムよりも長い時間を示す。従って、優先モードにおいてはＣＴＳフレームよりも通常のデータフレームの方が優先して送信されることになる。
【００７５】
一方、優先フラグ保持部３２０が優先モードを示していない場合には、コンテンションウィンドウ７２０におけるスロットの０から１５の間でバックオフタイムが決定されるため、通常のデータフレームのバックオフタイムと同様の条件となる。従って、非優先モードにおいてはＣＴＳフレームは通常のデータフレームと同様の条件で送信されることになる。
【００７６】
図１２は、本発明の実施の形態におけるバックオフタイム決定部３４０によるバックオフタイム決定のための処理手順の他の例を示す図である。まず、優先フラグ保持部３２０が優先モードを示している場合には（ステップＳ９１６）、「０」と「（ＣＷｍａｘ＋１）×２−１」との間の任意の整数値を乱数により生成し、バックオフタイムとする（ステップＳ９１７、Ｓ９１９）。すなわち、通常のデータフレームを送信するためのコンテンションウィンドウの最大値よりも長い時間を含むように、ＣＴＳフレームのバックオフタイムが決定される。
【００７７】
一方、優先フラグ保持部３２０が優先モードを示していない場合には（ステップＳ９１６）、「０」と「ＣＷｍａｘ」との間の任意の整数値を乱数により生成し、バックオフタイムとする（ステップＳ９１８、Ｓ９１９）。これは、通常のデータフレームを送信するためのバックオフタイムと同様であり、この場合は通常のデータフレームを特に優先していない。
【００７８】
図１３は、図１２の処理手順の他の例により生成されるバックオフタイムの範囲を示す図である。ここでは、図１１の場合と同様に、一例として、通常のデータフレームを送信するためのコンテンションウィンドウ７１０におけるスロットを０から１５（ＣＷｍａｘ）の１６個とし、ＣＴＳフレームを送信するためのコンテンションウィンドウ７３０におけるスロットを０から３１の３２個としている。
【００７９】
優先フラグ保持部３２０が優先モードを示している場合には、コンテンションウィンドウ７３０におけるスロットの０から３１の間でバックオフタイムが決定されるため、通常のデータフレームのバックオフタイムよりも長い時間を示す可能性がある。従って、優先モードにおいてはＣＴＳフレームよりも通常のデータフレームの方が優先して送信されることになる。
【００８０】
一方、優先フラグ保持部３２０が優先モードを示していない場合には、コンテンションウィンドウ７３０におけるスロットの０から１５の間でバックオフタイムが決定されるため、通常のデータフレームのバックオフタイムと同様の条件となる。従って、非優先モードにおいてはＣＴＳフレームは通常のデータフレームと同様の条件で送信されることになる。
【００８１】
このように、本発明の実施の形態によれば、アクセスポイント２０においてスリープ時間設定部３６０によりスリープ時間を設定したＣＴＳフレームをフレーム出力部３７０から出力し、そのＣＴＳフレームが出力された後にスリープ時間の間アクセスポイント２０をスリープ状態に移行させるよう電源制御部４１０が電源供給部４３０に指示することにより、インフラストラクチャモードにおけるアクセスポイント２０をスリープ状態にすることができる。
【００８２】
なお、本発明の実施の形態は本発明を具現化するための一例を示したものであり、以下に示すように特許請求の範囲における発明特定事項とそれぞれ対応関係を有するが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形を施すことができる。
【００８３】
すなわち、請求項１において、スリープ時間設定手段は例えばスリープ時間設定部３６０に対応する。また、フレーム出力手段は例えばフレーム出力部３７０に対応する。また、電源制御手段は例えば電源制御部４１０に対応する。
【００８４】
また、請求項２において、スリープ上限値設定手段は例えばスリープ上限値設定部３６１に対応する。また、スリープ候補値設定手段は例えばスリープ候補値設定部部３６４に対応する。また、比較選択手段は例えば比較器３６８および選択器３６９に対応する。
【００８５】
また、請求項３において、ビーコンタイマは例えばビーコンタイマ３６２に対応する。また、上限値生成手段は例えば減算器３６３に対応する。
【００８６】
また、請求項４において、キャリアセンス手段は例えばキャリアセンス部３３０に対応する。また、アイドリングカウンタは例えばアイドリングカウンタ３６６に対応する。また、スリープ基本時間保持手段は例えばスリープ基本時間保持部３６５に対応する。また、候補値生成手段は例えば乗算器３６７に対応する。
【００８７】
また、請求項５において、キャリアセンス手段は例えばキャリアセンス部３３０に対応する。また、バックオフタイム決定手段は例えばバックオフタイム決定部３４０に対応する。また、バックオフタイム計数手段は例えばバックオフタイマ３５０に対応する。
【００８８】
また、請求項７において、優先フラグ保持手段は例えば優先フラグ保持部３２０に対応する。
【００８９】
また、請求項８において、アクセスポイントは例えばアクセスポイント２０に対応する。また、無線端末は例えば無線端末１０に対応する。また、スリープ時間設定手段は例えばスリープ時間設定部３６０に対応する。また、フレーム出力手段は例えばフレーム出力部３７０に対応する。また、電源制御手段は例えば電源制御部４１０に対応する。
【００９０】
また、請求項９および１３において、スリープ時間を設定する手順は例えばステップＳ９０６に対応する。また、スリープ時間を含むＣＴＳフレームを出力する手順は例えばステップＳ９０７に対応する。また、ＣＴＳフレームが出力された後にスリープ時間の間スリープ状態に移行させるよう電源を制御する手順は例えばステップＳ９０８に対応する。
【００９１】
また、請求項１０および１４において、次のビーコン送信時間を越えない範囲でスリープ時間を設定する手順は例えばステップＳ９０６および図５に対応する。また、スリープ時間を含むＣＴＳフレームを出力する手順は例えばステップＳ９０７に対応する。また、ＣＴＳフレームが出力された後にスリープ時間の間スリープ状態に移行させるよう電源を制御する手順は例えばステップＳ９０８に対応する。
【００９２】
また、請求項１１および１５において、通信媒体上に所定期間連続して空きが生じている場合にはそうでない場合よりも長くなるようにスリープ時間を設定する手順はステップＳ９０６またはＳ９２１乃至Ｓ９２５に対応する。また、スリープ時間を含むＣＴＳフレームを出力する手順は例えばステップＳ９０７に対応する。また、ＣＴＳフレームが出力された後にスリープ時間の間スリープ状態に移行させるよう電源を制御する手順は例えばステップＳ９０８に対応する。
【００９３】
また、請求項１２および１６において、フレームを通信媒体に送信するためのコンテンションウィンドウにおいてバックオフタイムを決定する手順は例えばステップＳ９１０、Ｓ９１１乃至Ｓ９１５またはＳ９１６乃至Ｓ９１９に対応する。また、前記通信媒体における空き状況を確認する手順は例えばステップＳ９０５に対応する。また、スリープ時間を設定する手順は例えばステップＳ９０６に対応する。また、所定タイミングから前記バックオフタイムを経過しても前記通信媒体に空きが生じていれば前記スリープ時間を含むＣＴＳフレームを出力する手順は例えばステップＳ９０７に対応する。また、ＣＴＳフレームが出力された後に前記スリープ時間の間スリープ状態に移行させるよう電源を制御する手順は例えばステップＳ９０８に対応する。
【００９４】
なお、本発明の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。
【００９５】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によると、無線通信システムのインフラストラクチャモードにおいてアクセスポイントの省電力化を実現するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における無線通信システムの全体構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるアクセスポイント２０の一構成例を示す図である。
【図３】ＩＥＥＥ８０２．１１規格におけるアクセス制御方式について説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態のアクセスポイント２０における機能構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるスリープ時間設定部３６０の機能構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態におけるスリープ候補値設定部３６４の処理手順を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるダミーのＣＴＳフレームの構成を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態におけるアクセスポイント２０の電力消費の遷移を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態のアクセスポイント２０における処理の流れを示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態におけるバックオフタイム決定部３４０によるバックオフタイム決定のための処理手順の一例を示す図である。
【図１１】図１０の処理手順の一例により生成されるバックオフタイムの範囲を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態におけるバックオフタイム決定部３４０によるバックオフタイム決定のための処理手順の他の例を示す図である。
【図１３】図１２の処理手順の他の例により生成されるバックオフタイムの範囲を示す図である。
【符号の説明】
１０無線端末
２０アクセスポイント
３０ネットワーク
１０１アンテナ
１０２切替器
１１０受信部
１２０送信部
２００ベースバンド処理部
３００通信制御部
３０９メモリ
３１０モードフラグ保持部
３２０優先フラグ保持部
３３０キャリアセンス部
３４０バックオフタイム決定部
３５０バックオフタイマ
３６０スリープ時間設定部
３６１スリープ上限値設定部
３６２ビーコンタイマ
３６３減算器
３６４スリープ候補値設定部
３６５スリープ基本時間保持部
３６６アイドリングカウンタ
３６７乗算器
３６８比較器
３６９選択器
３７０フレーム出力部
４００システム制御部
４０９メモリ
４１０電源制御部
４２０スリープタイマ
４３０電源供給部
５００周辺インターフェース
５０９ポート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a wireless communication system that performs power supply control, a wireless communication apparatus, a processing method therefor, and a program that causes a computer to execute the method.
[0002]
[Prior art]
The communication mode in a wireless communication system such as a wireless LAN (local area network) according to the IEEE 802.11 standard of IEEE (American Institute of Electrical and Electronics Engineers) includes an ad hoc mode in which each wireless terminal is autonomously distributed to form a network, There is an infrastructure mode in which the access point plays a centralized role for each wireless terminal in the network. Comparing both communication modes, the infrastructure mode is compared with the ad hoc mode, such as traffic control for QoS (Quality of Service) and power saving control, because the network management device is uniquely determined. Thus, advanced communication control can be easily introduced, and high-quality communication is possible.
[0003]
In any of the communication modes, a power saving (PS) mode is defined in order to reduce the power consumption of the wireless terminal. This is to reduce the average power consumption by putting the receiving unit in the wireless terminal in the sleep state in synchronization with the beacon transmitted at regular intervals. For example, in the infrastructure mode, when data for the wireless terminal A in the sleep state is generated, a TIM (traffic indication map) indicating that the access point holds data for the wireless terminal A is displayed in the beacon. Send it in. Each wireless terminal in the sleep state cancels the sleep state at the beacon timing and receives the beacon. Then, from the TIM included in the beacon, it is confirmed whether there is data for itself. The wireless terminal A that has detected the presence of data for itself can poll the access point to transmit data for itself from the access point. Even in the ad hoc mode, by using ATIM (ad hoc TIM) instead of TIM, data transmission to a wireless terminal in the sleep state can be performed in the same procedure.
[0004]
In addition, when data communication is periodically performed between an access point and a plurality of wireless terminals (or between wireless terminals), the access point transmits to the wireless terminal (or from one wireless terminal to another A wireless communication system has been proposed in which a period during which data communication is not performed is notified in advance so that the wireless terminal that is the notification target is in the sleep state for the period (for example, Patent Document 1). reference.).
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-300175 (FIG. 4)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described conventional technology realizes power saving of the entire wireless communication system by putting the wireless terminal in the sleep state in any of the communication modes of the infrastructure mode and the ad hoc mode. That is, each wireless terminal has an equal role, and can enter a sleep state at an equal opportunity.
[0007]
However, since the access point in the infrastructure mode is in a position to manage the entire network and needs to always wait for communication from a wireless terminal that does not know when it occurs, the access point cannot enter a sleep state. Therefore, it has been difficult to realize power saving at the access point.
[0008]
On the other hand, in order to save power, it is possible to operate in ad hoc mode without providing a specific access point, but in this case, the advantages of infrastructure mode such as traffic control and power saving control described above can be enjoyed. Can not do.
[0009]
Therefore, an object of the present invention is to save power of an access point in an infrastructure mode of a wireless communication system.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, a wireless communication apparatus according to claim 1 of the present invention is provided. In a wireless communication system compliant with the IEEE 802.11 standard, which is controlled so that other wireless communication devices do not transmit during the sleep time included in the CTS frame, A sleep time setting means for setting a sleep time, including the sleep time CTS above Frame output means for outputting a frame; and CTS Power control means for controlling the power to shift to the sleep state during the sleep time after the frame is output. This brings about the effect that communication is not performed until the set sleep time elapses, and the wireless communication apparatus is safely shifted to the sleep state.
[0011]
The wireless communication apparatus according to claim 2 of the present invention is the wireless communication apparatus according to claim 1, wherein the sleep time setting means sets an upper limit value of the sleep time, and the sleep time setting means. Sleep candidate value setting means for setting a candidate value for time, and if the candidate value does not exceed the upper limit value, the candidate value is set as the sleep time, and if the candidate value exceeds the upper limit value, the upper limit value is set. Comparison selection means for setting the sleep time. This brings about the effect that the candidate value is set as the sleep time within a range not exceeding the upper limit value.
[0012]
The wireless communication apparatus according to claim 3 of the present invention is the wireless communication apparatus according to claim 2, wherein the sleep upper limit setting means includes a beacon timer indicating a remaining time until a next beacon transmission time, and the remaining From time to above CTS And an upper limit generation means for generating the upper limit by excluding the time until the end of frame transmission. This brings about the effect that the upper limit value is set such that the sleep time ends before the next beacon transmission time.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, the wireless communication apparatus according to the second aspect further comprises carrier sense means for reporting a free state on a communication medium, wherein the sleep candidate value setting means comprises: An idle counter that indicates the number of times that a vacancy is continuously generated on the communication medium after receiving the report from the carrier sense means, and a sleep basic time holding that holds a basic unit time for setting the candidate value Means and candidate value generation means for generating the candidate value by performing a predetermined calculation on the basic unit time according to the frequency. This brings about the effect that the sleep time candidate value is set in accordance with the frequency at which the vacant space is continuously generated on the communication medium for a predetermined period.
[0014]
A radio communication apparatus according to claim 5 of the present invention is the radio communication apparatus according to claim 1, wherein the carrier sense means for reporting the availability on the communication medium; CTS Counting is started when a back-off time determining means for determining a back-off time in a contention window for transmitting a frame to the communication medium and a report that the communication medium is free for a predetermined period are received from the carrier sense means. When the counting of the time corresponding to the back-off time is completed, the frame output means CTS It further comprises backoff time counting means for permitting frame output. Due to the determined back-off time CTS The effect is to output the frame.
[0015]
According to a sixth aspect of the present invention, in the wireless communication device according to the fifth aspect, the back-off determining means is CTS The backoff time is determined by determining the contention window so as to include a longer time than other contention windows for transmitting other frames than the frame to the communication medium. This brings about the effect that other frames are preferentially transmitted to the communication medium.
[0016]
A radio communication device according to claim 7 of the present invention is the radio communication device according to claim 5, wherein CTS Other frames other than the frame above CTS Priority flag holding means for holding a priority flag indicating whether priority is given to the frame, and when the back-off determination means indicates that the priority flag gives priority to the other frame, The backoff time is determined by determining the contention window so as to include a longer time than other contention windows for transmission to the communication medium. As a result, when the priority flag indicates that other frames are prioritized, the other frames are preferentially transmitted to the communication medium.
[0017]
The wireless communication system according to claim 8 of the present invention wirelessly connects an access point that transmits a beacon at predetermined intervals and at least one wireless terminal that receives the beacon and synchronizes with the access point. Connection And complying with the IEEE 802.11 standard in which the wireless terminal is controlled not to transmit during the sleep time included in the CTS frame from the access point. A wireless communication system, wherein the access point is the above A sleep time setting means for setting a sleep time, including the sleep time CTS above Frame output means for outputting a frame; and CTS Power control means for controlling the power to shift the access point to the sleep state during the sleep time after the frame is output, and the wireless terminal receives the frame during the sleep time after receiving the frame. The transmission to the access point is not performed. Thereby, until the set sleep time elapses, communication from the wireless terminal is not performed, and the access point is safely shifted to the sleep state.
[0018]
A power supply control method according to claim 9 of the present invention is During the sleep time included in the CTS frame from the access point, the access point of the access point in the wireless communication system compliant with the IEEE 802.11 standard is controlled so that other wireless communication apparatuses do not transmit. A power control method, the above Includes the procedure to set the sleep time and the sleep time CTS above The procedure to output the frame and the above CTS And a procedure for controlling the power supply to shift to the sleep state during the sleep time after the frame is output. This brings about the effect that communication is not performed until the set sleep time elapses, and the wireless communication apparatus is safely shifted to the sleep state.
[0019]
A power supply control method according to claim 10 of the present invention includes: During the sleep time included in the CTS frame from the access point, the access point of the access point in the wireless communication system compliant with the IEEE 802.11 standard is controlled so that other wireless communication apparatuses do not transmit. As long as the power control method does not exceed the next beacon transmission time the above Includes the procedure to set the sleep time and the sleep time CTS above The procedure to output the frame and the above CTS And a procedure for controlling the power supply to shift to the sleep state during the sleep time after the frame is output. This brings about the effect that the sleep time is set so that the sleep time ends before the next beacon transmission time and the sleep state is entered.
[0020]
A power supply control method according to claim 11 of the present invention includes: During the sleep time included in the CTS frame from the access point, the access point of the access point in the wireless communication system compliant with the IEEE 802.11 standard is controlled so that other wireless communication apparatuses do not transmit. A power control method that is longer when a vacancy is continuously generated on a communication medium for a predetermined period than when it is not. the above Includes the procedure to set the sleep time and the sleep time CTS above The procedure to output the frame and the above CTS And a procedure for controlling the power supply to shift to the sleep state during the sleep time after the frame is output. As a result, when there is a vacancy continuously on the communication medium for a predetermined period of time, the sleep time is set to be longer than that when it is not so that the sleep state is entered.
[0021]
A power supply control method according to claim 12 of the present invention includes: During the sleep time included in the CTS frame from the access point, the access point of the access point in the wireless communication system compliant with the IEEE 802.11 standard is controlled so that other wireless communication apparatuses do not transmit. A power control method, a procedure for determining a back-off time in a contention window for transmitting a frame to a communication medium, a procedure for confirming the availability of the communication medium, the above Includes the procedure for setting the sleep time and the sleep time if the communication medium is free even after the back-off time has elapsed from a predetermined timing. CTS above The procedure to output the frame and the above CTS And a procedure for controlling the power supply to shift to the sleep state during the sleep time after the frame is output. As a result, other frames are preferentially transmitted to the communication medium, and when the other frames are still not transmitted, the sleep time is included. CTS This produces an effect of outputting a frame and shifting to the sleep state.
[0022]
A program according to claim 13 of the present invention is A wireless communication system compliant with the IEEE 802.11 standard in which other wireless communication devices are controlled not to transmit during the sleep time included in the CTS frame from the access point In the above Includes the procedure to set the sleep time and the sleep time CTS above The procedure to output the frame and the above CTS The computer executes a procedure for controlling the power source so as to shift to the sleep state during the sleep time after the frame is output. This brings about the effect that communication is not performed until the set sleep time elapses, and the wireless communication apparatus is safely shifted to the sleep state.
[0023]
A program according to claim 14 of the present invention is A wireless communication system compliant with the IEEE 802.11 standard in which other wireless communication devices are controlled not to transmit during the sleep time included in the CTS frame from the access point As long as the next beacon transmission time is not exceeded the above Includes the procedure to set the sleep time and the sleep time CTS above The procedure to output the frame and the above CTS The computer executes a procedure for controlling the power source so as to shift to the sleep state during the sleep time after the frame is output. This brings about the effect that the sleep time is set so that the sleep time ends before the next beacon transmission time and the sleep state is entered.
[0024]
A program according to claim 15 of the present invention is A wireless communication system compliant with the IEEE 802.11 standard in which other wireless communication devices are controlled not to transmit during the sleep time included in the CTS frame from the access point In the case where there is a continuous vacancy on the communication medium for a predetermined period of time, it will be longer than if it is not the above Includes the procedure to set the sleep time and the sleep time CTS above The procedure to output the frame and the above CTS The computer executes a procedure for controlling the power source so as to shift to the sleep state during the sleep time after the frame is output. As a result, when there is a vacancy continuously on the communication medium for a predetermined period of time, the sleep time is set to be longer than that when it is not so that the sleep state is entered.
[0025]
A program according to claim 16 of the present invention is A wireless communication system compliant with the IEEE 802.11 standard in which other wireless communication devices are controlled not to transmit during the sleep time included in the CTS frame from the access point A procedure for determining a back-off time in a contention window for transmitting a frame to a communication medium, a procedure for confirming the availability of the communication medium, the above Includes the procedure for setting the sleep time and the sleep time if the communication medium is free even after the back-off time has elapsed from a predetermined timing. CTS above The procedure to output the frame and the above CTS The computer executes a procedure for controlling the power source so as to shift to the sleep state during the sleep time after the frame is output. As a result, other frames are preferentially transmitted to the communication medium, and when the other frames are still not transmitted, the sleep time is included. CTS This produces an effect of outputting a frame and shifting to the sleep state.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0027]
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an overall configuration of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. In this wireless communication system, an access point 20 is connected to a network 30 by wire, and the access point 20 and a plurality of wireless terminals 10 are connected wirelessly. The access point 20 and the wireless terminal 10 form a wireless LAN that is a network separate from the network 30.
[0028]
The access point 20 periodically transmits a beacon at a predetermined beacon interval. The wireless terminal 10 has a timing synchronous timer inside and synchronizes with the access point 20 by a beacon received from the access point 20. Further, as described above, the beacon includes a TIM indicating that there is data held for the wireless terminal 10 in the power saving mode, and the wireless terminal 10 in the power saving mode includes the access point 20. You can send data to yourself by polling.
[0029]
In the example of FIG. 1, only one set of wireless LAN is described, but a plurality of access points 20 may be provided in the network 30. In this case, each wireless terminal 10 can communicate with a wireless terminal 10 belonging to another wireless LAN via another access point 20 connected to the network 30 from a certain access point 20.
[0030]
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the access point 20 in the embodiment of the present invention. The access point 20 includes an antenna 101, a switch 102, a reception unit 110, a transmission unit 120, a baseband processing unit 200, a communication control unit 300, a memory 309, a system control unit 400, and a memory 409. And a peripheral interface 500.
[0031]
The antenna 101 is used for transmitting and receiving a high-frequency signal. The switch 102 switches between the reception unit 110 and the transmission unit 120 and connects to the antenna 101. The receiving unit 110 receives and demodulates a high frequency signal. For example, a down converter that converts a high frequency signal in a 2.4 GHz band into an intermediate signal in a predetermined intermediate frequency band, and an intermediate signal obtained by orthogonal detection of the intermediate signal. A quadrature demodulator that extracts a baseband signal composed of an in-phase signal (I signal) in phase with the signal and a quadrature signal (Q signal) that is a quadrature component of the intermediate signal. The transmission unit 120 modulates to transmit a high-frequency signal. For example, an orthogonal modulator that orthogonally modulates a baseband signal (I signal and Q signal) to generate an intermediate signal in a predetermined intermediate frequency band; And an up-converter that converts the intermediate signal into a 2.4 GHz band high-frequency signal and outputs the signal to the antenna 101.
[0032]
The baseband processing unit 200 decodes the baseband signal supplied from the receiving unit 110 into a digital signal and outputs the digital signal to the communication control unit 300, and encodes the digital signal supplied from the communication control unit 300 into the baseband signal. And is supplied to the transmission unit 120. The baseband processing unit 200 includes, for example, a discrete Fourier transformer and an inverse discrete Fourier transformer, and modulates a baseband signal into complex data and demodulates the complex data into a baseband signal. Further, the baseband processing unit 200 performs encoding for error correction and decoding thereof.
[0033]
The communication control unit 300 mainly performs logical layer processing. For example, the communication control unit 300 decodes a MAC (Media Access Control) sublayer frame in the data link layer and performs predetermined processing. Generate. The memory 309 holds programs and work data necessary for processing by the communication control unit 300.
[0034]
The system control unit 400 controls the entire access point 20 and includes control related to power supply to each unit in the access point 20. The memory 409 holds programs and work data necessary for processing by the system control unit 400.
[0035]
The peripheral interface 500 is an interface for connecting to an external device, and includes, for example, a network interface for connecting to the network 30 and a host interface for connecting to a host device. In the case of a network interface, a modem or the like for using the Internet or the like is connected to the port 509. In the case of a host interface, a host device such as a computer is connected to the port 509.
[0036]
In this access point 20, the switch 102, the transmission unit 120, the baseband processing unit 200, the communication control unit 300, the memory 309, the system control unit 400, the memory 409, and the peripheral interface 500 operate during frame transmission. Become. Further, when receiving a frame, the switch 102, the receiving unit 110, the baseband processing unit 200, the communication control unit 300, the memory 309, the system control unit 400, the memory 409, and the peripheral interface 500 operate. When in the sleep state, the communication-related circuits do not operate, and the system control unit 400, the memory 409, and the peripheral interface 500 operate. In this way, power saving is realized by stopping power supply to communication-related circuits in the sleep state.
[0037]
Here, the access control on the communication medium that is the basis of the embodiment of the present invention will be described.
[0038]
FIG. 3 is a diagram for explaining an access control method in the IEEE 802.11 standard. In the IEEE 802.11 standard, the access point and the wireless terminal always perform carrier sense to monitor the availability on the communication medium. Then, after the communication medium is changed from the busy state (busy state) to the idle state (idle state), if the idle state continues for a predetermined maximum frame interval (DIFS), the previous series of communication is completed. As a result, the next communication is started. However, when starting the next communication, the timing (backoff time) at which the access point and each wireless terminal start frame transmission within the range of the contention window (CW) having a predetermined time width is determined. It has become. Thereby, it has been devised to alleviate the collision caused by the simultaneous transmission of the devices immediately after the maximum frame interval. However, collisions can still occur. When a collision occurs, transmission is not continued and carrier sense is performed again.
[0039]
For example, as shown in FIG. 3, at the timing when the back-off time in the contention window (CW) 52 has elapsed after the maximum frame interval (DIFS) 51 has elapsed since the previous transmission ended at the transmission source 50. 50 transmits an RTS (Request to Send) frame 53. The RTS frame 53 includes an occupation time (Duration), and indicates a time until the receiver 60 of the RTS frame 53 completes transmission of the ACK (acknowledge) frame 65. Therefore, the device 70 other than the receiving destination 60 sets the occupation time in its network allocation vector (NAV) 73 and controls not to transmit during the occupation time from the end of the RTS frame 53.
[0040]
The receiver 60 of the RTS frame 53 transmits a CTS (clear to send) frame 63 after the shortest frame interval (SIFS) 61 has elapsed since the end of the RTS frame 53. The CTS frame 63 also includes an occupation time, and indicates the time until the receiver 60 of the CTS frame 63 completes the transmission of the ACK frame 65. Therefore, even when the RTS frame 53 cannot be received due to some reason, by receiving this CTS frame 63, the device 70 other than the receiving destination 60 sets its occupation time in its network allocation vector 74, It can be controlled not to transmit during the occupation time from the end of the CTS frame 63. Therefore, such exchange between the RTS frame and the CTS frame is used to solve the so-called hidden terminal problem.
[0041]
The transmission source 50 transmits the data frame 55 after the shortest frame interval 54 has elapsed from the end of the CTS frame 63. The receiver 60 transmits the ACK frame 65 after the shortest frame interval 64 has elapsed from the end of the data frame 55. Thereby, a series of communications starting from the RTS frame 53 is completed. After the maximum frame interval 76 has elapsed since the transmission of the ACK frame 65 has ended, the next communication starts at the timing when the back-off time in the contention window 77 has elapsed.
[0042]
In the embodiment of the present invention, such an access control mechanism is used to place the access point 20 in the sleep state. That is, by transmitting a dummy CTS frame designating the occupation time from the access point 20 to ensure that no communication is performed from the wireless terminal during the occupation time, the access point 20 Sleep mode). As the dummy frame, a data frame or an RTS frame can be used. However, since the CTS frame has a small capacity of 14 bytes, it is desirable to use the CTS frame from the viewpoint of communication efficiency.
[0043]
FIG. 4 is a diagram showing a functional configuration of the access point 20 according to the embodiment of this invention. Compared with the configuration of FIG. 2, for example, the mode flag holding unit 310 and the priority flag holding unit 320 are included in the memory 309, the carrier sense unit 330, the back-off time determination unit 340, the back-off timer 350, and the sleep time It can be assumed that the setting unit 360 and the frame output unit 370 are included in the communication control unit 300, and the power control unit 410, the sleep timer 420, and the power supply unit 430 are included in the system control unit 400.
[0044]
The mode flag holding unit 310 holds a flag indicating whether or not a power saving mode is in effect. When the mode flag holding unit 310 indicates the power saving mode, the access point 20 can enter the sleep state. The priority flag holding unit 320 holds a priority flag indicating whether or not the priority mode prioritizes normal traffic. When the priority flag holding unit 320 indicates the priority mode, control is performed so that other frames are preferentially transmitted over the dummy CTS frame as will be described later, but the priority flag holding unit 320 has priority. When the mode is not indicated, transmission in the contention window is performed without discrimination between the dummy CTS frame and other frames.
[0045]
The carrier sense unit 330 receives a signal on the communication medium from the baseband processing unit 200 and reports the availability to the sleep time setting unit 360 and the backoff timer 350. The sleep time setting unit 360 sets the occupation time (sleep time) in the dummy CTS frame. When the sleep time is set, the sleep time setting unit 360 can set the sleep time according to the availability on the communication medium supplied from the carrier sense unit 330.
[0046]
The back-off time determination unit 340 determines a back-off time when transmitting a dummy CTS frame. In determining the back-off time, the priority flag held in the priority flag holding unit 320 is considered. The back-off time determined by the back-off time determination unit 340 is temporarily held in the back-off timer 350. When the back-off timer 350 receives a report from the carrier sense unit 330 that a free state on the communication medium has continued for the maximum frame interval, the back-off timer 350 decreases the held back-off time. When the stored value becomes zero, the back-off timer 350 allows the frame output unit 370 to output a frame.
[0047]
When the mode flag holding unit 310 indicates the power saving mode and the value held by the back-off timer 350 becomes zero, the frame output unit 370 sets the sleep time set by the sleep time setting unit 360 as a dummy CTS. It is included in the frame and output to the baseband processing unit 200. The sleep time is held in the sleep timer 420.
[0048]
The power supply control unit 410 instructs the power supply unit 430 to stop supplying power to the communication-related circuits during the sleep time held in the sleep timer 420 after the dummy CTS frame is output. As a result, the power supply unit 430 stops supplying power to the communication-related circuits in order to enter the sleep state.
[0049]
FIG. 5 is a diagram illustrating a functional configuration of the sleep time setting unit 360 according to the embodiment of the present invention. The sleep time setting unit 360 includes a sleep upper limit value setting unit 361 that sets a sleep upper limit value (upper limit of sleep time) and a sleep candidate value setting unit 364 that sets sleep candidate values (sleep time candidates). Further, a comparator 368 for comparing the two and a selector 369 are provided.
[0050]
The sleep upper limit setting unit 361 includes a beacon timer 362 that indicates the remaining time until the next beacon transmission time, and a subtractor 363 that subtracts the time from the remaining time to the end of frame transmission. Thereby, when transmitting the next dummy CTS frame, the upper limit value for preventing the sleep time from overlapping with the next beacon transmission time is output from the subtracter 363.
[0051]
The sleep candidate value setting unit 364 receives the report from the carrier sense unit 330, and an idle counter 366 that indicates the number of times that a vacant space is continuously generated on the communication medium, and a basic unit time for setting the sleep candidate value And a multiplier 367 that performs a predetermined operation on the basic unit time according to the frequency of the time that a vacant space is continuously generated on the communication medium for a predetermined period. For example, the idling counter 366 may count the number of beacon intervals when no data frame transmission continues in the beacon interval, and the data frame transmission may be performed at a predetermined time interval. When a state that does not occur at all continues, the number of times of the time interval may be counted. Then, a sleep time candidate value is determined according to the number of times held in the idling counter 366. For example, the number of times held in the idling counter 366 may be multiplied by the basic unit time held in the sleep basic time holding unit 365. Each time the number of times held in the idling counter 366 increases, the sleep time The candidate value may be doubled.
[0052]
In the embodiment of the present invention, the sleep candidate value setting unit 364 sets the sleep candidate value according to the frequency at which a vacant space is continuously generated on the communication medium for a predetermined period. However, the present invention is not limited, and it may be set regardless of the availability on the communication medium.
[0053]
The comparator 368 compares the sleep candidate value set in this way with the sleep upper limit value, and outputs the magnitude relationship to the selector 369. According to the comparison result in comparator 368, selector 369 outputs the candidate value if the candidate value does not exceed the upper limit value, and outputs the upper limit value if the candidate value exceeds the upper limit value. This output value is set as the sleep time and supplied to the frame output unit 370.
[0054]
FIG. 6 is a diagram illustrating a processing procedure of the sleep candidate value setting unit 364 according to the embodiment of the present invention. First, the idling counter 366 is initialized to zero (step S921). If there is no traffic on the communication medium for a predetermined period such as a beacon interval (step S922), the idling counter 366 is incremented (step S923). On the other hand, if it is determined in step S922 that there is traffic on the communication medium, the idling counter 366 is reset to zero (step S924).
[0055]
As a result, when the idle state in which there is no traffic on the communication medium continues for a predetermined period, the idle counter 366 is incremented one by one to indicate the continuous frequency of the idle state, while the idle counter 366 is reset when traffic occurs. It is shown that the continuity of the free state is interrupted.
[0056]
The sleep candidate value is updated by the multiplier 367 according to the frequency indicated by the idling counter 366 (step S925). Thereafter, the idle counter 366 is further controlled (steps S923 and S924) according to the availability of the communication medium in a predetermined period (step S922).
[0057]
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a dummy CTS frame in the embodiment of the present invention. The CTS frame includes a MAC header 801 and a frame check sequence (FCS) 805. The frame check sequence 805 is a cyclic redundancy check code for detecting data errors in the entire CTS frame.
[0058]
The MAC header 801 includes fields of a frame control 802, an occupation time 803, and a reception destination address 804. The frame control 802 is a field including a frame type and control information. In the case of a CTS frame, a frame type 821 indicates that the frame is a control frame, and a subtype 822 indicates that the frame is a CTS frame.
[0059]
The occupied time 803 also serves as a field for notifying the terminal identifier, and when indicating a time until a series of communication by the frame is completed, the least significant bit is set to zero and the time in microseconds is designated by 15 bits. can do. In the embodiment of the present invention, the sleep time 831 is specified in this field. The sleep time 831 can be specified in the range of 0 to 32767 [microseconds] by 15 bits.
[0060]
The destination address 804 is a field for designating an address of a device that should receive this CTS frame. In the embodiment of the present invention, the MAC address of the access point itself is designated as the destination address 804. As the receiving destination address 804, a MAC address that does not correspond to the wireless terminal 10 may be designated. This CTS frame is only a dummy, and functions as a dummy if there is no wireless terminal 10 responding to the CTS frame.
[0061]
Next, the operation of the wireless communication system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0062]
FIG. 8 is a diagram showing a transition of power consumption of the access point 20 in the embodiment of the present invention. The access point 20 transmits a beacon at a predetermined beacon interval 80 (81, 91). After transmitting the beacon 81, the access point 20 performs carrier sense on the communication medium during the maximum frame interval (DIFS) 82, and if the communication medium is empty even after waiting for the back-off time 83 to elapse. A dummy CTS frame 84 is transmitted. After completing the transmission of the CTS frame 84, the access point 20 enters the sleep state 85 until the sleep time designated by the CTS frame 84 elapses. During this period, it is guaranteed that no communication is performed from the wireless terminal 10.
[0063]
When the sleep time elapses, the access point 20 again performs carrier sense on the communication medium during the maximum frame interval 86, and if the communication medium is still empty after the back-off time 87 has elapsed, the access point 20 again becomes a dummy. A CTS frame 88 is transmitted. After completing the transmission of the CTS frame 88, the access point 20 enters the sleep state 89 again until the sleep time designated by the CTS frame 88 has elapsed.
[0064]
Here, for example, the beacon interval is 100 milliseconds, the beacon transmission time is 320 microseconds, the maximum frame interval is 50 microseconds, and the CTS frame transmission time is 212 microseconds. Although the back-off time varies, it is assumed that each time is 310 microseconds for the sake of simplicity. Since the maximum value of the sleep time is 32767 microseconds, it is necessary to transmit the CTS frame a plurality of times in order to make the access point 20 sleep as much as possible in one beacon interval. When the maximum frame interval and the back-off time are added to the CTS frame transmission time, the time required to transmit a CTS frame once is
50 + 310 + 212 = 572 [microseconds]
If the CTS frame is transmitted twice with the maximum sleep time specified,
(572 + 32767) × 2 = 66678 [microseconds]
If you subtract this from the beacon interval and also subtract the beacon transmission time,
100000-66678-320 = 33002 [microseconds]
Therefore, the sleep time that can be specified in the third CTS frame is
33002-572 = 32430 [microseconds]
It becomes.
[0065]
That is, in order to put the access point 20 in the sleep state as much as possible in one beacon interval, the CTS frame designating 32767 microseconds as the sleep time is designated twice and 32430 microseconds as the theoretical value in the above assumption. It can be seen that it is sufficient to transmit the CTS frame once.
[0066]
FIG. 9 is a diagram showing a flow of processing in the access point 20 according to the embodiment of this invention. First, when the mode flag holding unit 310 does not indicate the power saving (power saving) mode (step S901), the access point 20 enters the reception state without entering the sleep state (step S909).
[0067]
If the mode flag holding unit 310 indicates the power saving mode in step S901, carrier sense on the communication medium is performed during the maximum frame interval (DIFS) (step S902). As a result, when it is determined that the communication medium is in use (step S903), the access point 20 enters the reception state without entering the sleep state (step S909).
[0068]
If it is determined in step S903 that the communication medium is free, the backoff time determination unit 340 determines the backoff time (step S910). Until this back-off time elapses, carrier sense on the communication medium is performed (step S904). As a result, when it is determined that the communication medium is in use (step S905), the access point 20 enters the reception state without entering the sleep state (step S909).
[0069]
If it is determined in step S905 that the communication medium is free, the sleep time setting unit 360 sets a sleep time (step S906) and transmits a CTS frame (step S907). Then, the access point 20 enters the sleep state until the sleep time elapses after the transmission of the CTS frame is completed (step S908).
[0070]
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a processing procedure for backoff time determination by the backoff time determination unit 340 according to the embodiment of the present invention. Here, “CWmax” in the figure represents the maximum value of the contention window for transmitting a normal data frame.
[0071]
First, when the priority flag holding unit 320 indicates the priority mode (step S911), an arbitrary integer value between “CWmax + 1” and “(CWmax + 1) × 2-1” is generated by a random number, and the back The off-time is set (steps S912 and S913). That is, the back-off time of the CTS frame is determined so as to indicate a time longer than the maximum value of the contention window for transmitting a normal data frame.
[0072]
On the other hand, when the priority flag holding unit 320 does not indicate the priority mode (step S911), an arbitrary integer value between “0” and “CWmax” is generated by a random number and used as the back-off time (step S911). S914, S915). This is the same as the back-off time for transmitting a normal data frame. In this case, the normal data frame is not particularly prioritized.
[0073]
FIG. 11 is a diagram showing a range of back-off time generated by an example of the processing procedure of FIG. Here, as an example, the number of slots in the contention window 710 for transmitting a normal data frame is 16 from 0 to 15 (CWmax). In this case, since “(CWmax + 1) × 2-1” is 31, the number of slots in the contention window 720 for transmitting the CTS frame is 32 from 0 to 31.
[0074]
When the priority flag holding unit 320 indicates the priority mode, the back-off time is determined between 16 and 31 of the slot in the contention window 720, so that the time is longer than the back-off time of the normal data frame. Indicates. Therefore, in the priority mode, a normal data frame is transmitted with priority over a CTS frame.
[0075]
On the other hand, when the priority flag holding unit 320 does not indicate the priority mode, the back-off time is determined between 0 and 15 of the slot in the contention window 720, so that it is the same as the normal data frame back-off time. It becomes the condition of. Therefore, in the non-priority mode, the CTS frame is transmitted under the same condition as that of a normal data frame.
[0076]
FIG. 12 is a diagram showing another example of a processing procedure for determining the back-off time by the back-off time determining unit 340 according to the embodiment of the present invention. First, when the priority flag holding unit 320 indicates the priority mode (step S916), an arbitrary integer value between “0” and “(CWmax + 1) × 2-1” is generated by a random number, and the back The off time is set (steps S917 and S919). That is, the back-off time of the CTS frame is determined so as to include a time longer than the maximum value of the contention window for transmitting a normal data frame.
[0077]
On the other hand, if the priority flag holding unit 320 does not indicate the priority mode (step S916), an arbitrary integer value between “0” and “CWmax” is generated by a random number and used as the back-off time (step S916). S918, S919). This is the same as the back-off time for transmitting a normal data frame. In this case, the normal data frame is not particularly prioritized.
[0078]
FIG. 13 is a diagram illustrating a range of a back-off time generated by another example of the processing procedure of FIG. Here, as in the case of FIG. 11, as an example, the number of slots in the contention window 710 for transmitting a normal data frame is 16 from 0 to 15 (CWmax), and the contention for transmitting the CTS frame is used. There are 32 slots from 0 to 31 in the window 730.
[0079]
When the priority flag holding unit 320 indicates the priority mode, the back-off time is determined between 0 and 31 of the slot in the contention window 730, so that the time is longer than the normal data frame back-off time. May indicate. Therefore, in the priority mode, a normal data frame is transmitted with priority over a CTS frame.
[0080]
On the other hand, when the priority flag holding unit 320 does not indicate the priority mode, the back-off time is determined between 0 and 15 of the slot in the contention window 730, so that it is the same as the normal data frame back-off time. It becomes the condition of. Therefore, in the non-priority mode, the CTS frame is transmitted under the same condition as that of a normal data frame.
[0081]
As described above, according to the embodiment of the present invention, the CTS frame in which the sleep time is set by the sleep time setting unit 360 is output from the frame output unit 370 at the access point 20, and the sleep time after the CTS frame is output. When the power supply control unit 410 instructs the power supply unit 430 to shift the access point 20 to the sleep state during the interval, the access point 20 in the infrastructure mode can be put into the sleep state.
[0082]
The embodiment of the present invention is an example for embodying the present invention and has a corresponding relationship with the invention-specific matters in the claims as shown below, but is not limited thereto. However, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[0083]
That is, in claim 1, the sleep time setting means corresponds to the sleep time setting unit 360, for example. The frame output means corresponds to the frame output unit 370, for example. The power control means corresponds to the power control unit 410, for example.
[0084]
Further, in claim 2, the sleep upper limit setting means corresponds to the sleep upper limit setting unit 361, for example. The sleep candidate value setting means corresponds to the sleep candidate value setting unit 364, for example. The comparison / selection means corresponds to the comparator 368 and the selector 369, for example.
[0085]
In claim 3, the beacon timer corresponds to, for example, the beacon timer 362. Further, the upper limit value generation means corresponds to the subtracter 363, for example.
[0086]
Further, in claim 4, carrier sense means corresponds to the carrier sense unit 330, for example. The idling counter corresponds to the idling counter 366, for example. The sleep basic time holding means corresponds to the sleep basic time holding unit 365, for example. The candidate value generating means corresponds to the multiplier 367, for example.
[0087]
Further, in claim 5, carrier sense means corresponds to the carrier sense unit 330, for example. The back-off time determination unit corresponds to the back-off time determination unit 340, for example. The back-off time counting means corresponds to the back-off timer 350, for example.
[0088]
Further, in claim 7, priority flag holding means corresponds to the priority flag holding unit 320, for example.
[0089]
In claim 8, an access point corresponds to the access point 20, for example. A wireless terminal corresponds to the wireless terminal 10, for example. The sleep time setting means corresponds to the sleep time setting unit 360, for example. The frame output means corresponds to the frame output unit 370, for example. The power control means corresponds to the power control unit 410, for example.
[0090]
In claims 9 and 13, the procedure for setting the sleep time corresponds to step S906, for example. Also includes sleep time CTS The procedure for outputting a frame corresponds to, for example, step S907. Also, CTS The procedure for controlling the power supply to shift to the sleep state during the sleep time after the frame is output corresponds to, for example, step S908.
[0091]
In claims 10 and 14, the procedure for setting the sleep time within a range not exceeding the next beacon transmission time corresponds to, for example, step S906 and FIG. Also includes sleep time CTS The procedure for outputting a frame corresponds to, for example, step S907. Also, CTS The procedure for controlling the power supply to shift to the sleep state during the sleep time after the frame is output corresponds to, for example, step S908.
[0092]
Further, in claims 11 and 15, the procedure for setting the sleep time so as to be longer than when the vacant space has continuously occurred on the communication medium for a predetermined period corresponds to steps S906 or S921 to S925. To do. Also includes sleep time CTS The procedure for outputting a frame corresponds to, for example, step S907. Also, CTS The procedure for controlling the power supply to shift to the sleep state during the sleep time after the frame is output corresponds to, for example, step S908.
[0093]
Further, in claims 12 and 16, the procedure for determining the back-off time in the contention window for transmitting the frame to the communication medium corresponds to, for example, steps S910, S911 to S915, or S916 to S919. The procedure for confirming the availability of the communication medium corresponds to, for example, step S905. The procedure for setting the sleep time corresponds to, for example, step S906. In addition, if the communication medium is free even after the back-off time has elapsed from a predetermined timing, the sleep time is included. CTS The procedure for outputting a frame corresponds to, for example, step S907. Also, CTS The procedure for controlling the power supply to shift to the sleep state during the sleep time after the frame is output corresponds to, for example, step S908.
[0094]
The processing procedure described in the embodiment of the present invention may be regarded as a method having a series of these procedures, and a program for causing a computer to execute these series of procedures or a recording medium storing the program May be taken as
[0095]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, an effect of realizing power saving of the access point in the infrastructure mode of the wireless communication system can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of the overall configuration of a wireless communication system in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of an access point 20 in the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining an access control method in the IEEE 802.11 standard.
FIG. 4 is a diagram showing a functional configuration of an access point 20 according to the embodiment of this invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a functional configuration of a sleep time setting unit 360 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a processing procedure of a sleep candidate value setting unit 364 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a dummy CTS frame in the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a transition of power consumption of the access point 20 in the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a flow of processing in the access point 20 according to the embodiment of this invention.
FIG. 10 is a diagram showing an example of a processing procedure for backoff time determination by a backoff time determination unit 340 according to the embodiment of the present invention.
11 is a diagram showing a range of a back-off time generated by an example of the processing procedure of FIG.
FIG. 12 is a diagram showing another example of a processing procedure for backoff time determination by the backoff time determination unit 340 according to the embodiment of the present invention.
13 is a diagram showing a range of a back-off time generated by another example of the processing procedure of FIG.
[Explanation of symbols]
10 Wireless terminal
20 access points
30 network
101 Antenna
102 selector
110 Receiver
120 Transmitter
200 Baseband processing unit
300 Communication control unit
309 memory
310 Mode flag holding unit
320 Priority flag holding unit
330 Carrier sense part
340 Backoff time determination unit
350 Backoff timer
360 Sleep time setting part
361 Sleep upper limit setting part
362 Beacon timer
363 subtractor
364 Sleep candidate value setting section
365 Sleep Basic Time Holding Unit
366 idle counter
367 multiplier
368 comparator
369 selector
370 frame output section
400 System control unit
409 memory
410 Power control unit
420 Sleep timer
430 Power supply unit
500 Peripheral interface
509 port

Claims

In a wireless communication system compliant with the IEEE 802.11 standard, which is controlled so that other wireless communication devices do not transmit during the sleep time included in the CTS frame,
And the sleep time setting means for setting the sleep time,
Frame output means for outputting the CTS frame including the sleep time;
The CTS frame is the power supply control means and radio communications device you comprising a controlling power supply so as to shift to the sleep state of the sleep time after being output.

The sleep time setting means includes:
A sleep upper limit setting means for setting an upper limit of the sleep time;
Sleep candidate value setting means for setting the sleep time candidate value;
Ru and a comparison and selection means for the candidate value sets the candidate value does not exceed the upper limit value as the sleep time, sets the upper limit value and the candidate value exceeds the upper limit value as the sleep time
The wireless communications apparatus of 請 Motomeko 1 wherein.

The sleep upper limit setting means includes:
A beacon timer indicating the remaining time until the next beacon transmission time;
Ru and a upper limit value generation means for generating the upper limit value by excluding the time until the transmission end of said CTS frame from the remaining time
The wireless communications apparatus of 請 Motomeko 2 wherein.

Further comprising carrier sense means for reporting the availability on the communication medium;
The sleep candidate value setting means includes:
An idling counter that indicates the frequency at which a vacancy is continuously generated on the communication medium for a predetermined period after receiving the report from the carrier sense means;
Sleep basic time holding means for holding a basic unit time for setting the candidate value;
Ru and a candidate value generation means for generating the candidate value by performing a predetermined operation on the basic unit time in accordance with the frequency
The wireless communications apparatus of 請 Motomeko 2 wherein.

Carrier sense means for reporting availability on the communication medium;
Backoff time determining means for determining a backoff time in a contention window for transmitting the CTS frame to the communication medium;
Counting starts when the carrier sense means receives a report that the communication medium is free for a predetermined period of time, and permits the frame output means to output the CTS frame when counting of the time corresponding to the back-off time is completed. the wireless communications apparatus of 請 Motomeko 1, wherein you further and a back-off time counting means for.

The backoff determining means that determine the back-off time defines the contention window to include a longer time than other contention window for transmitting the other frames other than the CTS frame to the communication medium
The wireless communications apparatus of 請 Motomeko 5 wherein.

Further comprising a priority flag holding means for holding a priority flag indicating whether the other frames other than the CTS frame priority than the CTS frame,
When the priority flag indicates that the other frame is prioritized, the back-off determination means includes the contention so as to include a longer time than another contention window for transmitting the other frame to the communication medium. that determine the back-off time defines the window
The wireless communications apparatus of 請 Motomeko 5 wherein.

A sleep time included in a CTS frame from the access point by wirelessly connecting an access point that transmits a beacon at predetermined intervals and at least one wireless terminal that receives the beacon and synchronizes with the access point A wireless communication system compliant with the IEEE 802.11 standard, controlled so that the wireless terminal does not transmit during
The access point, and the sleep time setting means for setting the sleep time, and a frame output means for outputting the CTS frame including the sleep time, the access point during the sleep time after the CTS frame is outputted Power control means for controlling the power to shift to the sleep state,
The wireless terminal during the sleep time after receiving the frame has a not transmit to the access point
Radio communications system.

A power control method for the access point in a wireless communication system compliant with the IEEE 802.11 standard, in which other wireless communication devices are controlled not to transmit during a sleep time included in a CTS frame from an access point. ,
And procedures for setting the sleep time,
Outputting the CTS frame including the sleep time;
The procedure to that power control method comprising the controlling power so as to shift to the sleep state of the sleep time after the CTS frame is output.

A power control method for the access point in a wireless communication system compliant with the IEEE 802.11 standard, in which other wireless communication devices are controlled not to transmit during a sleep time included in a CTS frame from an access point. ,
And procedures for setting the sleep time without exceeding the next beacon transmission time,
Outputting the CTS frame including the sleep time;
The procedure to that power control method comprising the controlling power so as to shift to the sleep state of the sleep time after the CTS frame is output.

A power control method for the access point in a wireless communication system compliant with the IEEE 802.11 standard, in which other wireless communication devices are controlled not to transmit during a sleep time included in a CTS frame from an access point. ,
And procedures for setting the sleep time to be longer than would otherwise be the case if the free is occurring continuously for a predetermined time period on the communication medium,
Outputting the CTS frame including the sleep time;
The procedure to that power control method comprising the controlling power so as to shift to the sleep state of the sleep time after the CTS frame is output.

A power control method for the access point in a wireless communication system compliant with the IEEE 802.11 standard, in which other wireless communication devices are controlled not to transmit during a sleep time included in a CTS frame from an access point. ,
A procedure for determining a backoff time in a contention window for transmitting a frame to a communication medium;
A procedure for checking availability in the communication medium;
And procedures for setting the sleep time,
A procedure for outputting the CTS frame including the sleep time if the communication medium is idle even after the back-off time has elapsed from a predetermined timing;
The procedure to that power control method comprising the controlling power so as to shift to the sleep state of the sleep time after the CTS frame is output.

In a wireless communication system compliant with the IEEE 802.11 standard in which other wireless communication devices are controlled not to transmit during the sleep time included in the CTS frame from the access point ,
And procedures for setting the sleep time,
Outputting the CTS frame including the sleep time;
The CTS frame Help program said to perform the steps of controlling the power supply so as to shift to the sleep state of the sleep time to a computer after being output.

In a wireless communication system compliant with the IEEE 802.11 standard in which other wireless communication devices are controlled not to transmit during the sleep time included in the CTS frame from the access point ,
And procedures for setting the sleep time without exceeding the next beacon transmission time,
Outputting the CTS frame including the sleep time;
The CTS frame Help program said to perform the steps of controlling the power supply so as to shift to the sleep state of the sleep time to a computer after being output.

In a wireless communication system compliant with the IEEE 802.11 standard in which other wireless communication devices are controlled not to transmit during the sleep time included in the CTS frame from the access point ,
And procedures for setting the sleep time to be longer than would otherwise be the case if the free is occurring continuously for a predetermined time period on the communication medium,
Outputting the CTS frame including the sleep time;
The CTS frame Help program said to perform the steps of controlling the power supply so as to shift to the sleep state of the sleep time to a computer after being output.

In a wireless communication system compliant with the IEEE 802.11 standard in which other wireless communication devices are controlled not to transmit during the sleep time included in the CTS frame from the access point ,
A procedure for determining a backoff time in a contention window for transmitting a frame to a communication medium;
A procedure for checking availability in the communication medium;
And procedures for setting the sleep time,
A procedure for outputting the CTS frame including the sleep time if the communication medium is idle even after the back-off time has elapsed from a predetermined timing;
The CTS frame Help program said to perform the steps of controlling the power supply so as to shift to the sleep state of the sleep time to a computer after being output.