CN1728669A - 通信终端装置、用于确立通信的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供在与其他通信终端装置之间高效率地确立通信的技术。本发明的通信终端装置包括：对多次发送报知信号的发送模式进行控制的发送控制单元(50)；以及对监视从其他通信终端装置发送的报知信号的接收模式进行控制的接收控制单元(52)。发送控制单元(50)和接收控制单元(52)分别周期性地交替执行发送模式和接收模式。此时，为了实现省电，在一周期中，发送模式的执行时间比接收模式的执行时间设定得长。

Description

通信终端装置、用于确立通信的方法

技术领域

本发明涉及用于在与其他通信终端装置之间确立通信的技术。

背景技术

近年来，通过实现信息终端的小型化和重量轻，手持信息终端的情况十分平常。伴随这种情况，作为请求(on demand)型的通信，构筑无线特定网络的研究正广泛进行。在特定网络(ad hoc network)中，由于不需要基站和接入点，所以即使在不存在这样的基础设施的场所，也可以简单地构筑网络。利用这种特定网络时，例如通过多个用户各自带来携带型游戏机并相互进行无线通信，就可不受场所限制地一起玩游戏。

特定网络采用IEEE802.11或蓝牙等技术，通过终端之间进行通信来构筑。在平常从外部电源接受电力供给的情况下没有问题，但在携带型的终端的情况下，由于只用有限的电池电力来驱动，所以需要尽量抑制电池的消耗。因此，在IEEE802.11这样的通信标准中，也将通信确立后的省电控制处理标准化。

两个通信终端装置进入相互的通信范围时，通过另一方响应来自一方的信标信号而对网络发回参加请求信号，可以构筑特定网络。通信终端装置通过进行扫描(搜索)，接收从其他通信终端装置发送的信标信号，识别对方的存在。但是，在通信范围内不知道有无其他通信终端装置的状况下连续执行扫描时，消耗很多的电力。携带型的通信终端装置多为手持，通过移动来期待其他的通信终端装置进入自己的通信范围，所以用户例如通过每隔数十秒按压用于执行搜索的操作按钮，发出对对方进行搜索的请求。但是，这种操作对用户而言是繁杂的操作，期望通信终端装置具有自动地执行搜索的功能。此外，用户不仅被动的搜索，还需要主动地使周围知道自身的存在。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供能够自动地搜索其他通信终端装置，同时使周围的其他通信终端装置高效率地知道其自身存在的技术，并实现此时的省电。

为了解决上述课题，本发明的一个方案涉及通信终端装置，它包括：发送控制单元，对多次发送报知信号的发送模式进行控制；以及接收控制单元，对监视从其他通信终端装置发送的报知信号的接收模式进行控制。发送控制单元和接收控制单元分别交替执行发送模式和接收模式。由此，可以使周围的其他通信终端装置自动地知道通信终端装置的存在而用户没有意识到，同时可以搜索其他通信终端装置。

再有，将以上结构部件的任意组合、本发明的表现在方法、装置、系统、记录媒体、计算机程序等之间进行变换所获得的方案，作为本发明的方式都是有效的。

根据本发明，可以提供在与其他通信终端装置之间高效率地确立通信的技术。

附图说明

图1是表示实施例中的通信系统的图。

图2是表示实施例中的待机模式的定时图。

图3是游戏机的功能方框图。

图4是用于说明根据目标消耗电力来决定监视期间(扫描时间)的方法的图。

具体实施方式

图1表示本发明实施例中的通信系统1。通信系统1由多个无线通信终端装置(以下，简称为‘通信终端’)构成，这里，作为通信终端例示了携带型的2台游戏机2a、2b(以下，统称的情况下称为‘游戏机2’)。再有，游戏机2的台数不限定于2台，也可以是3台以上。游戏机2具有无线通信功能，通过集聚多个游戏机2，从而可构筑无线网络。例如，通过使用IEEE802.11b等的无线LAN标准，可以构筑无线特定网络。

游戏机2a具有通信范围3a，游戏机2b具有通信范围3b。通信范围3a和通信范围3b设为同样大小。在图示的状态中，相互不进入对方的通信范围，因此，在该状态下不能识别对方。如箭头所示，如果游戏机2b移动到通信范围3a内，同时游戏机2a进入通信范围3b，则成为在两者间可确立通信的状态。

为了确立通信，例如需要游戏机2b接收游戏机2a发送的信标信号(报知信号)，游戏机2b发送参加网络的请求信号作为其响应，游戏机2a接收该信号。在朋友之间构筑特定网络的情况下，在相互了解之后接通游戏机2a的电源，通过另一方对一方发送的信标信号返回参加请求信号，可以用短时间来确立通信。但是，在要与周围不认识的人进行游戏的情况下，在接通游戏机2a的电源并进行搜索时，如果立即找到对方，则可以与该对方进行游戏，但如果没有立即找到而继续搜索时，因情况而完全未找到对方，则电池的消耗量增大。

另一方面，游戏机2是可携带的，在可移动的环境下使用，所以不知道与其他游戏机何时成为可通信状态。因此，本实施例的游戏机2在接通电源后立即执行搜索，因而在未找到对方的情况下，设定以下的省电型待机模式。在待机模式中，游戏机2实现省电，并可以与周围的游戏机高效率地相遇。用户使用处于待机模式的游戏机2，还可以玩一人游戏。

图2表示实施例的待机模式的定时图。在该待机模式中，不仅对对方终端进行搜索，而且自身还向周围报知自身的存在。自身的通信范围内存在其他通信终端，假设即使是只执行搜索的情况，也可以对其他的终端装置通知自身的存在，所以可在与其他通信终端间确立通信。图2表示游戏机2a、2b双方执行实施例中的待机模式的情况。游戏机2a、2b在进入相互的通信范围前都执行待机模式，图2表示在图1中游戏机2b移动而进入游戏机2a的通信范围3a，同时游戏机2a进入游戏机2b的通信范围时的两者的动作。

本实施例的游戏机2包括以进行有关游戏处理的动作为主的处理装置、以及进行有关通信动作的无线接口装置。待机模式由无线接口装置执行。待机模式的执行中，用户以一人游戏方式玩游戏就可以，而在不进行游戏的情况下停止对处理装置的电力供给。无论是否以一人方式进行游戏，在待机模式中，通过适当停止对无线接口装置的电力供给，可以期待省电效果。

在本实施例的待机模式中，交替地执行多次发送报知信号的发送模式、以及监视从其他通信终端发送的报知信号的接收模式。在本实施例中，交替执行的发送模式和接收模式构成待机模式的一个循环(周期)。在该周期中，为了容易控制各个模式的执行，优选将发送模式和接收模式的执行期间固定。根据发送模式，可以向周围存在的通信终端通知自身的存在，而根据接收模式，可以识别周围存在的通信终端。在发送模式中，通过将动作限制为简单的动作而实现省电。此外，通过将省电效果好的发送模式的执行时间和接收模式的执行时间的比率适当地设定，从而实现作为待机模式整体的省电。在待机模式的一周期中，发送模式和接收模式被依次执行。在待机模式中，重复至少一个周期。

在发送模式中，通信终端将作为报知信号的信标信号以规定的时间间隔发送。该时间间隔例如被设定为100毫秒。在发送模式中，通信终端的无线接口装置发送信标信号后，立即从起动状态转移为省电状态(睡眠状态)。通过抑制不发送信标信号期间的消耗电力，来减少电池的损耗。在发送信标信号之前，无线接口装置从省电状态转移为起动状态，发送信标信号后，立即转移为省电状态。在发送模式中，交替地重复执行该信标信号的发送和电力状态的转移。

信标信号的发送本身大体需要500微秒左右的时间，考虑到无线接口装置的状态转移所需要的时间，从开始无线接口装置的起动至结束起动，最短大体需要1毫秒左右的时间。因此，如图2所示，在信标周期100毫秒的期间，对于1毫秒的起动状态，可以获得99毫秒的省电状态，可以将发送模式的消耗电力抑制得非常低。如上所述，在本实施例的发送模式中，通信终端的无线接口装置发送信标信号后立即从起动状态转移为省电状态，抑制电力消耗。此外，在转移为省电状态后，在发送信标信号的定时达到后(即经过99毫秒后)，无线接口装置从省电状态恢复为起动状态。在发送模式中，不执行信标信号的发送以外的无线接口装置的消耗电力的其他处理。

在接收模式中，通信终端对从其他通信终端发送的信标信号进行规定期间监视。该监视期间是比其他通信终端发送的信标信号的时间间隔长的期间就可以，从消耗电力的关系来看，最好是尽可能短。在本实施例中，游戏机2b执行与游戏机2a相同的待机模式，游戏机2a和游戏机2b的信标周期为100毫秒。因此，监视期间是比自身发送的信标信号的时间间隔长的期间、即比100毫秒长的期间就可以。具体地说，在对信标间隔(100毫秒)附加上了信标信号的接收所需时间的时间设定为最小监视期间来就可以。在图示的例子中，将接收模式中的监视期间、即扫描时间设定为150毫秒。通过将监视期间设定得比100毫秒长，具体地说，通过设定为大于等于信标信号的接收所需的时间和加上了100毫秒的时间，游戏机2a可以可靠地接收来自游戏机2b的信标信号等。

发送模式和接收模式在一周期中被执行，但优选将发送模式的执行时间比接收模式的执行时间设定得长。在发送模式中，仅执行信标信号的发送，在除此以外的期间中，由于被维持在省电状态，所以消耗电力非常少。另一方面，接收模式必须在规定期间监视信标信号的接收，所以接收模式执行中的消耗电力比发送模式大。此外，如图所示，在游戏机2a、2b之间执行相同的待机模式的情况下，接收模式的执行期间的重叠，与消耗电力的损失简单地关联而不好。根据以上理由，优选将接收模式的执行时间缩短设定。在图2的例子中，20秒的周期中，将发送模式执行19.8秒，将接收模式执行0.2秒。再有，发送模式中，将信标信号发送198次。

在图2的例子中，待机模式的一周期中的无线接口装置的起动期间为(1毫秒×198+150毫秒)＝348毫秒。这里，起动期间是一周期中对无线接口装置达到起动状态的时间进行累计的时间。与一周期的20秒比较，348毫秒/20秒＝0.0174，与将无线接口装置在20秒间连续起动的状态比较，大约可削减98％的消耗电力。再有，从起动期间的计算式也可知，在发送模式中进行省电控制，所以在一周期中的无线接口装置的起动期间产生的影响以单位时间比较，接收模式的执行时间的影响极大。因此，通过尽可能缩短接收模式的执行时间，可提高待机模式的省电效率。

在接收模式中识别对方终端后，结束待机模式，转移为通常模式，将无线接口装置置位为通常的起动状态。在图示的例子中，游戏机2b首先检测游戏机2a的存在，结束待机模式而转移为通常模式。游戏机2b在通常模式中也以100毫秒时间间隔来继续进行信标信号的发送。再有，在采用IEEE802.11协议的情况下，严格来说，将IEEE802.11b的MAC层的技术中CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance：带防碰撞功能的载波检测多址连接)作为访问控制方式而采用，所以并不是可在通常模式中自由地发送信标信号，但与本发明的实质没有关系，所以这里不考虑它的影响。游戏机2a在接收模式中接收了信标信号后，转移为通常模式。在通常模式中，在信标信号的发送后，在规定时间的期间，接收来自其他通信终端的响应或信标信号。由此，在两者转移为通常模式后，可以立即接收来自对方的响应或信标信号，可确立通信。

具体地说，游戏机2b在接收模式中接收游戏机2a的信标信号后，从信标信号取得由游戏机2a形成的网络的SSID。由此，游戏机2b转移到通常模式，发送信标信号，同时可对游戏机2a发送网络的参加请求信号。此时，游戏机2a处于发送模式，所以不能接收响应来自游戏机2b的参加请求信号。接着，游戏机2a在接收模式中接收游戏机2b的信标信号后，从信标信号取得由游戏机2b形成的网络的SSID。由此，游戏机2a转移到通常模式，对游戏机2b发送网络的参加请求信号。如以上那样，游戏机2a和2b两者转移为通常模式后，分别识别对方的网络的SSID，所以根据从一方对另一方的网络的参加请求信号，可以在两者之间确立通信。

再有，先转移到通常模式的游戏机2b对从游戏机2a接收的信标信号进行解析，也可以按100毫秒间隔发送对游戏机2a的参加请求信号。游戏机2a在接收模式中不仅具有接收信标信号而且具有接收参加请求信号的功能，接收来自游戏机2b的参加请求信号，也可在游戏机2a和游戏机2b之间尽快地确立通信。

再有，在采用IEEE802.11协议的情况下，接收模式中的来自其他通信终端的信号的监视期间，优选考虑并确定基于载波检测的信标信号的发送延迟。在图2的例子中，将接收模式中的监视期间设定为150毫秒，但也可以将作为接收模式设定的全部200毫秒都处于监视期间，此外，也可以将接收模式扩大，例如设定为300毫秒，将监视期间设定在300毫秒范围内的规定时间。例如，优选设定监视期间，以使其比随着载波检测的信标信号的发送定时延迟的最小规定时间和信标间隔相加运算所得的时间长。由此，即使在产生了信标信号的发送延迟的情况下，也可提高接收信标信号的可能性。再有，处于通常模式的游戏机2b接收从游戏机2a发送的信标信号时，最小的规定时间不发送自身的信标信号，所以游戏机2a优选将从发送模式中的最后的信标信号的发送至进入监视期间的时间设定为比该最小的规定时间稍短的时间。由此，游戏机2a可以避免无用的电力消耗。

图3是游戏机2的功能方框图。游戏机2包括：进行有关游戏处理的动作的处理装置4；以及进行有关通信的动作的无线接口装置5。而且，游戏机2包括：用于供给电力的电池16；按规定的时间间隔发送脉冲的时钟单元18；以及进行处理装置4的电力控制的电力控制单元30。处理装置4具有输入单元10、应用处理单元12和输出单元14，无线接口装置5具有MAC单元20、定时器22、电力/时钟控制单元24和PHY单元26。MAC单元20具有发送控制单元50、接收控制单元52和模式控制单元54，PHY单元26具有发送单元56和接收单元58。

实施例中的待机模式的处理，在无线接口装置5中，由CPU、存储器、存储器中装载的程序等来实现，这里描述通过它们的协作而实现的功能块。程序可内置在游戏机2中，或以存储在记录媒体中的方式从外部供给。因此，这些功能块可以仅由硬件、仅由软件、或它们的组合的各种形式来实现，本领域技术人员当然能够理解。

输入单元10是接受来自用户的操作指示的方向键等的操作按钮组，应用处理单元12根据从输入单元10输入的操作指示、以及从PHY单元26接收的其他游戏机2的状态信息，执行游戏应用。输出单元14由显示器和扬声器等构成，将应用处理单元12的处理结果输出。应用处理单元12中被处理的自身的状态信息存储在MAC单元20的缓冲器中。

时钟单元18对定时器22和电力/时钟控制单元24供给时钟。再有，定时器22可以如图所示作为独立的结构而存在，可以作为MAC单元20的功能被装入，也可以作为电力/时钟控制单元24的功能被装入。电池16向电力控制单元30、定时器22和电力/时钟控制单元24供给电力。电力控制单元30控制对处理装置4的电力供给。如上述那样，用户用待机模式中的游戏装置2能够以一人游戏模式玩游戏。在待机模式中，电池16对无线接口装置间断地供给电力。在本实施例中，在待机模式中用户以一人游戏模式进行游戏的情况下，电力控制单元30向处理装置4供给电力。用户不以一人模式玩游戏的情况下，MAC单元20向电力控制单元30发送电力供给停止指示，电力控制单元30停止对待机模式中的处理装置4的电力供给。由此，在待机模式中，处理装置4为电力关断的状态，从而可实现进一步的省电。

在MAC单元20，发送控制单元50生成信标信号，接收控制单元52具有对通过PHY单元26从其他游戏机2接收的信标信号进行解析的功能。在PHY单元26，发送单元56向周围的游戏机2发送信标信号，接收单元58接收来自其他游戏机2的信标信号。发送控制单元50对发送单元56中的发送动作进行控制，接收控制单元52对接收单元58中的接收动作进行控制。

电力/时钟控制单元24控制对MAC单元20和PHY单元26的电力供给及时钟。具体地说，电力/时钟控制单元24可以使MAC单元20和PHY单元26从起动状态转移到睡眠状态，或从睡眠状态转移到起动状态。

在本实施例中，发送控制单元50对多次发送报知信号的发送模式进行控制。而接收控制单元52对监视从其他游戏机2发送的信标信号的接收模式进行控制。发送控制单元50执行发送模式的定时、以及接收控制单元52执行接收模式的定时根据从模式控制单元54供给的指示来控制。模式控制单元54从电力/时钟控制单元24接受定时信号，向发送控制单元50和接收控制单元52供给执行指示，从而周期性地交替执行发送模式和接收模式。再有，如上述那样，模式控制单元54将发送模式的执行时间设定得比接收模式的执行时间长。

在发送模式中，发送控制单元50根据来自模式控制单元54的执行指示，从发送单元56发送信标信号。电力/时钟控制单元24对发送单元56的发送定时进行控制，在信标信号发送后，为了停止MAC单元20和PHY单元26中的电力消耗，而停止对MAC单元20和PHY单元26的时钟供给，从而使动作停止。由此，MAC单元20和PHY单元26进入睡眠状态。此时，电力/时钟控制单元24将定时器22置位，以在从进入睡眠状态的时刻起经过规定时间后起动MAC单元20和PHY单元26。

参照图2的定时图，信标的发送周期(信标间隔)为100毫秒，而信标发送所需的时间为1毫秒，所以定时器22被置位为其差分的99毫秒。定时器22对从时钟单元18供给的脉冲进行计数，在经过规定时间(99毫秒)后，向电力/时钟控制单元24供给唤醒信号。电力/时钟控制单元24接收唤醒信号后，使MAC单元20和PHY单元26转移到起动状态。电力/时钟控制单元24将这种控制重复进行规定次数。在图2的例子中，发送控制单元50将信标信号发送198次，从而结束发送模式的控制。

接着，模式控制单元54对接收控制单元52指示进入接收模式。接收控制单元52执行搜索，在接收单元58中对接收的信标信号进行解析。搜索时间被设定为150毫秒，在该时间内不能接收来自其他通信终端的信标信号的情况下，模式控制单元54对发送控制单元50指示执行发送模式。

如以上那样，模式控制单元54接受来自电力/时钟控制单元24的定时信号，对发送控制单元50和接收控制单元52的动作定时进行控制。这种待机模式的循环被重复执行，但模式控制单元54也可以设定待机模式的执行时间的上限。例如，也可以将待机模式执行30分钟以上，从而只要不能接收来自其他通信终端的信标信号，就强制地结束待机模式。

在接收模式中接收单元58接收到信标信号时，接收控制单元52对该信标信号进行解析。例如，接收控制单元52取得信标信号中包含的SSID，将该SSID供给模式控制单元54就可以。模式控制单元54从接收控制单元52接收到SSID时，识别为搜索成功，将待机模式切换为通常模式，向发送控制单元50供给SSID。再有，作为用于确定网络的因素，例如也可以采用BDSSID或BDSSID-TYPE等信息。

在通常模式中，发送控制单元50按规定的信标间隔发送信标信号，同时将取得的包含SSID的参加请求信号发送到其他通信终端。在其他游戏机2中接收信标信号，其他游戏机2进入通常模式时，通过另一个游戏机2接收来自某一个游戏机2的对网络的参加请求信号，能够与其他游戏机2之间确立通信。再有，如上述那样，在最终确立通信上有几种方法。

以上，根据实施例说明了本发明。这些实施例是例示，本领域技术人员应该理解，这些各结构部件和各处理过程的组合的各种变形例是可能的，而这样的变形例也在本发明的范围内。

在实施例中，将监视期间设定为至少比信标间隔长的期间，此时，最好还考虑载波检测的时间来进行设定。在另一例子中，监视期间例如也可以根据待机模式中的目标消耗电力来计算。

图4是用于说明根据目标消耗电力来决定监视期间(扫描时间)的方法的图。设定以下的参数。

T：信标间隔

Tb：为了发送信标而从省电状态转移到起动状态，并再次转移到省电状态的时间

Ts：监视期间(扫描时间)

此外，设Tb中的每单位时间的消耗电力为Pt，扫描时的每单位时间的消耗电力为Pr，省电状态中的每单位时间的消耗电力为Ps。

在这种待机模式中，每单位时间的目标平均消耗电力Pave按以下算式来计算。

[算式1]

$\mathrm{Pave}=\mathrm{Pt}\×\frac{\mathrm{Tb}(n-x)}{\mathrm{nT}}+\mathrm{Pr}\×\frac{\mathrm{Ts}}{\mathrm{nT}}+\frac{\mathrm{Ps}(\mathrm{nT}-(n-x)\mathrm{Tb}-\mathrm{Ts})}{\mathrm{nT}}$

再有，x是监视期间中未发送的信标信号的个数，根据

[算式2]

x＝Quotient(Ts，T)+1

来计算。在图示的例子中，x＝2。

将Tb设定为1毫秒时，通过确定目标平均消耗电力Pave，可以导出T和Ts的关系，通过确定信标间隔T，可求监视期间Ts。

例如，从待机模式转移到通常模式的通信终端提高信号的发送强度就可以。在待机模式中，由于不知道什么时候找到对方的终端，所以需要顾及尽量省电，但在转移到通常模式后，为了确立可靠的通信，进而进行稳定的通信，提高信号强度就可以。此外，在实施例中将一周期设定为20秒，但例如可以为5秒左右，或也可以为1分钟左右的时间。

再有，在信标信号中也包含信标号。在发送模式中，预先确定发送多少次信标信号，所以首先接收到信标信号的通信终端可估计自身发送的信标信号到达对方的时间。在图2的定时图中，游戏机2b从游戏机2a接收信标号3的信标信号。游戏机2b根据该信标号，大致在(199-3)×100毫秒后，可以预测在19.6秒后自身的信标信号到达游戏机2a。

Claims (10)

1.一种通信终端装置，其特征在于，包括：

发送控制单元，对多次发送报知信号的发送模式进行控制；以及

接收控制单元，对监视从其他通信终端装置发送的报知信号的接收模式进行控制，

所述发送控制单元和所述接收控制单元分别交替执行发送模式和接收模式。

2.如权利要求1所述的通信终端装置，其特征在于，发送模式和接收模式在一周期中被交替执行。

3.如权利要求1或2所述的通信终端装置，其特征在于，在一周期中，发送模式的执行时间比接收模式的执行时间设定得长。

4.如权利要求1至3任何一项所述的通信终端装置，其特征在于，所述发送控制单元按规定的时间间隔发送报知信号。

5.如权利要求1至4任何一项所述的通信终端装置，其特征在于，所述接收控制单元在比发送模式发送的报知信号的时间间隔长的期间，对报知信号进行监视。

6.如权利要求1至5任何一项所述的通信终端装置，其特征在于，还包括电力控制单元，其在由所述发送控制单元发送报知信号时进行从起动状态到省电状态的电力控制，而在发送下个报知信号前进行从省电状态到起动状态的电力控制。

7.一种方法，用于在与其他通信终端装置之间确立通信，其特征在于，

周期性地重复进行用于执行多次发送报知信号的发送模式的步骤、以及执行用于监视从其他通信终端装置发送的报知信号的接收模式的步骤，在接收模式中接收了来自其他通信终端装置的报知信号时，将接收模式结束。

8.一种程序，用于使能够执行无线通信功能的计算机执行以下功能：

周期性地重复执行多次发送报知信号的发送模式、以及监视从其他通信终端装置发送的报知信号的接收模式。

9.一种游戏装置，其特征在于，包括：

与进行有关游戏处理的动作的处理装置；以及进行有关通信动作的无线接口装置，

无线接口装置具有：

发送控制单元，在待机模式中对多次发送报知信号的发送模式进行控制；以及

接收控制单元，在待机模式中对监视从其他通信终端装置发送的报知信号的接收模式进行控制，

在待机模式中，处理装置将电力供给关断，所述发送控制单元和所述接收控制单元分别交替执行发送模式和接收模式。

10.如权利要求9所述的游戏装置，其特征在于，所述无线接口装置在发送模式中，发送了报知信号时立即从起动状态转移为省电状态，并在发送下个报知信号前，从省电状态转移为起动状态。

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