JP2006196934A - Wireless lan communication method and apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は無線LAN通信方法および装置に関し、特に無線LAN端末が充電中において通信の性能や品質を向上させる無線LAN通信方法および装置に関する。 The present invention relates to a wireless LAN communication method and apparatus, and more particularly to a wireless LAN communication method and apparatus for improving communication performance and quality while a wireless LAN terminal is being charged.
通信技術やネットワーク技術が進歩するにつれて、種々の環境で通信可能にすることがユーザから期待される。例えば、従来の如くネットワークに接続されたPC(パーソナルコンピュータ)等の固定端末による通信のみならず、無線LAN(ローカルエリアネットワーク)端末を携帯することにより、無線通信可能である限り自宅やオフィスにかかわらず、例えば屋外を歩行中又は走行する車内からも通信が可能である。 As communication technology and network technology advance, users are expected to be able to communicate in various environments. For example, not only communication by a fixed terminal such as a PC (personal computer) connected to a network as in the past, but also by carrying a wireless LAN (local area network) terminal, as long as wireless communication is possible, regardless of whether it is at home or office. For example, communication is possible even when walking outside or traveling inside the vehicle.
無線LAN端末等の携帯端末の内部に設けられた各種電子回路は、内蔵する電池から動作電力を得て駆動される。ここで、内蔵電池は、無線LAN端末の携帯性を考慮して小型、即ち充電電力量が比較的少ないのが一般的である。そこで、無線LAN端末の消費電力を極力低減して、1回の充電による無線LAN端末の動作時間をできる限り長くする工夫がなされている。 Various electronic circuits provided in a portable terminal such as a wireless LAN terminal are driven by obtaining operating power from a built-in battery. Here, the built-in battery is generally small in consideration of the portability of the wireless LAN terminal, that is, the amount of charging power is generally small. In view of this, the power consumption of the wireless LAN terminal is reduced as much as possible so that the operation time of the wireless LAN terminal by one charge is as long as possible.
そのために、無線LAN端末は、ACTIVEモードおよび省電力又はパワーセービング(PS)モードの2つのモードを備えているのが一般的である。ACTIVEモードでは、無線LAN端末は、常時Awake状態(即ち、送受信可能状態)である。一方、PSモードでは、上述したAwake状態とDoze状態、即ち送受信不能状態が規則的に遷移する待機状態であって、電池の消費電力を最小にする。 For this purpose, the wireless LAN terminal generally has two modes: an ACTIVE mode and a power saving or power saving (PS) mode. In the ACTIVE mode, the wireless LAN terminal is always in an Awake state (that is, a transmission / reception enabled state). On the other hand, in the PS mode, the above-described Awake state and Doze state, that is, a standby state in which the transmission / reception disabled state regularly transitions, minimizes battery power consumption.
斯かる技術分野における従来技術は、多くの技術文献に開示されている。充電器に装着されているか否かを検知してユーザに最適な報知状態を自動的に設定する携帯用通信機器が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。また、充電器に装着された状態では、カラーLCDの表示が見易い携帯電話機が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。更に、充電可能な電池を電源とする携帯用無線機において、電池の充電中でも携帯用無線機の送受信動作を維持するに足る電源供給を補償する携帯用無線機における電源回路が開示されている(例えば、特許文献3参照。)。 The prior art in such a technical field is disclosed in many technical literatures. There has been disclosed a portable communication device that detects whether or not the battery is attached to a user and automatically sets an optimal notification state for a user (see, for example, Patent Document 1). In addition, a mobile phone is disclosed in which a color LCD display is easy to see when mounted on a charger (see, for example, Patent Document 2). Further, in a portable radio device using a rechargeable battery as a power source, a power supply circuit in the portable radio device that compensates for power supply sufficient to maintain the transmission / reception operation of the portable radio device even while the battery is being charged is disclosed ( For example, see Patent Document 3.)
無線LAN端末がPSモード、即ち待機状態のとき、AP又は基地局は、無線LAN端末宛のデータ(フレーム)が到着しても直ちに送信せず、無線LAN端末の次のAwake状態まで無線LAN端末宛のデータをAPのメモリに蓄えておく。従って、データの受信に遅延が生じる。更に、APは、データ(フレーム)を必要以上に蓄えると、メモリが圧迫される。そこで、データを破棄するので、情報の欠落を生じることになる。 When the wireless LAN terminal is in the PS mode, that is, in the standby state, the AP or the base station does not transmit immediately even when data (frame) addressed to the wireless LAN terminal arrives, and until the next awake state of the wireless LAN terminal, the wireless LAN terminal The addressed data is stored in the AP memory. Therefore, a delay occurs in data reception. Furthermore, when the AP stores more data (frames) than necessary, the memory is compressed. Therefore, since the data is discarded, information is lost.
本発明は、従来技術の上述した課題に鑑みなされたものであり、斯かる課題を克服又は軽減する、即ちできる限り良好な通信品質を維持可能にする無線LAN通信方法および装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and provides a wireless LAN communication method and apparatus that can overcome or reduce such problems, that is, maintain as good communication quality as possible. Objective.
前述の課題を解決するため、本発明による無線LAN通信方法および装置は次のような特徴的な構成を採用している。 In order to solve the above-described problems, the wireless LAN communication method and apparatus according to the present invention employs the following characteristic configuration.
(1)内蔵する二次電池で駆動され、選択的に省電力(PS)モード又はACTIVEモードで動作する無線LAN端末を使用して、バックボーンネットワークに接続されたアクセスポイント(AP)と無線通信する無線LAN通信方法において、
前記無線LAN端末がPSモードであるか否か判断することと、前記無線LAN端末が充電中であるか否か判断することと、前記無線LAN端末がPSモードで且つ充電中のとき、ACTIVEモードに変更すると共に前記APに対してその旨を通知することとなる無線LAN通信方法。
(2)前記無線LAN端末が非充電中のとき、ACTIVEモードである場合には、PSモードに変更すると共に前記APに対してその旨を通知する上記(1)の無線LAN通信方法。
(3)前記無線LAN端末から前記APへの通知は、MACフレームの基本フォーマットのフレーム制御部のパワーマネージメントモードにおいて行う上記(1)又は(2)の無線LAN通信方法。
(4)前記パワーマネージメントモードは、ビットを「0」又は「1」でACTIVEモード又はPSモードとする上記(3)の無線LAN通信方法。
(5)内蔵する二次電池で駆動され、選択的に省電力(PS)モード又はACTIVEモードで動作する無線LAN端末を使用して、バックボーンネットワークに接続されたアクセスポイント(AP)と無線通信する無線LAN通信装置において、
前記無線LAN端末は、各部の動作を制御するCPUおよび充電中か否かを検出する充電検出部を備え、前記無線LAN端末が省電力(PS)モードであり且つ充電中であるとき、前記ACTIVEモードに切り替えると共に前記APに対してパワーマネージメントモードの変更を通知する無線LAN通信装置。
(6)前記バックボーンネットワークは、Ethernet(登録商標)バックボーンネットワークである上記(5)の無線LAN通信装置。
(1) Wireless communication is performed with an access point (AP) connected to a backbone network using a wireless LAN terminal that is driven by a built-in secondary battery and selectively operates in a power saving (PS) mode or an ACTIVE mode. In the wireless LAN communication method,
Determining whether the wireless LAN terminal is in PS mode; determining whether the wireless LAN terminal is charging; and when the wireless LAN terminal is in PS mode and charging And a wireless LAN communication method for notifying the AP of the change.
(2) The wireless LAN communication method according to (1), wherein when the wireless LAN terminal is not charging, and is in the ACTIVE mode, the mode is changed to the PS mode and the AP is notified of the fact.
(3) The wireless LAN communication method according to (1) or (2), wherein the notification from the wireless LAN terminal to the AP is performed in a power management mode of a frame control unit of a basic format of a MAC frame.
(4) The wireless LAN communication method according to (3), wherein the power management mode is set to the ACTIVE mode or the PS mode when the bit is “0” or “1”.
(5) Wireless communication is performed with an access point (AP) connected to a backbone network using a wireless LAN terminal that is driven by a built-in secondary battery and selectively operates in a power saving (PS) mode or an ACTIVE mode. In a wireless LAN communication device,
The wireless LAN terminal includes a CPU that controls the operation of each unit and a charge detection unit that detects whether charging is in progress. When the wireless LAN terminal is in a power saving (PS) mode and is being charged, the wireless LAN terminal is active. A wireless LAN communication apparatus that switches to a mode and notifies the AP of a change in power management mode.
(6) The wireless LAN communication device according to (5), wherein the backbone network is an Ethernet (registered trademark) backbone network.
本発明の無線LAN通信方法および装置によると、次の如き実用上の顕著な効果が得られる。即ち、待機・充電時の無線LAN端末は、待機・充電でないときに比較して通信品質の向上および通信の遅延が少ない。 According to the wireless LAN communication method and apparatus of the present invention, the following significant effects can be obtained. That is, the wireless LAN terminal during standby / charge has less improvement in communication quality and less communication delay than when it is not standby / charge.
以下、本発明による無線LAN通信方法および装置の好適実施例の構成および動作を、添付図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, the configuration and operation of a preferred embodiment of a wireless LAN communication method and apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
先ず、図1は、本発明による無線LAN通信装置の全体構成を示すブロック図である。この無線LAN通信装置10は、無線LAN端末20、Ethernet(登録商標)等のバックボーンネットワーク40に接続された基地局であるアクセスポイント(以下、APという場合もある)30により構成される。尚、図1中には、1個のAP30のみを示すが、実際にはサービスエリア又はアプリケーションに応じて複数のAPがネットワーク40を介して異なる場所に接続されているものとする。同様に、図1中には、1台のみの無線LAN端末20を図示するが、ユーザ数に応じて多数の無線LAN端末20が存在し、それぞれ最寄のAP30と無線通信されること勿論である。
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a wireless LAN communication apparatus according to the present invention. The wireless
無線LAN端末20は、制御部であるCPU(中央処理装置)21、通信処理部22、充電検出部23、RF(無線)部24およびアンテナ25を備えている。また、AP30は、アンテナ31を備えている。
The
次に、図2、図3および図4を参照して、図1に示す無線LAN通信装置10の動作を説明する。図2は、無線LAN端末装置10の全体動作を説明するシーケンス図である。図3は、無線LAN端末20の動作、特に通信待受け動作を説明するフローチャートである。また、図4は、MACフレームの基本フォーマットを示す。
Next, the operation of the wireless
図2のシーケンス図を参照して、無線LAN端末(又は端末)20およびAP30間の動作を説明する。先ず、無線LAN端末20は、その内蔵電池の消耗を抑えるためにPSモードで動作中であるとする(ステップA1)。無線LAN端末装置20のこの状態は、無線LAN端末装置20からアンテナ25を介して無線によりAP30に送信(通知)されるので、AP30は、無線LAN端末20がPSモードで動作していることを認識する(ステップA2)。
The operation between the wireless LAN terminal (or terminal) 20 and the
次に、無線LAN端末20のユーザが、この無線LAN端末20を充電器(図示せず)に接続して、AC電源から内蔵電池を充電すると、無線LAN端末装置20の充電検出部23がこれを検出して、充電中であると判断するので、無線LAN端末20のCPU21は、その動作モードをPSモードからACTIVEモードに自動的に切り替える(ステップA3)。そして、無線LAN端末20は、RF部24およびアンテナ25を介して、パワーマネージメントの変更をAP30に通知する(ステップA4)。そこで、AP30は、無線LAN端末20がACTIVEモードで動作していると認識する(ステップA5)。
Next, when the user of the
上述の如く、無線LAN端末20が充電中の際に、その動作モードをACTIVEモードに切り替える理由は、次のとおりである。即ち、充電中は、無線LAN端末20はAC電源から動作電力の供給を受けるので、電池の消耗を考慮する必要がなく、更に無線LAN端末20をACTIVEモードにすることにより、この無線LAN端末20に着信があった場合に、直ちに(遅延なく)転送可能であり、AP30のメモリにその通信内容を蓄積する必要がないためである。これにより、無線LAN端末20およびAP30間で良好な通信を維持することが可能である。
As described above, the reason for switching the operation mode to the ACTIVE mode when the
次に、無線LAN端末20のユーザが、この無線LAN端末20を充電器から取り外して充電を中止すると、無線LAN端末20は、電池駆動動作となる。そこで、無線LAN端末20の充電検出部23は、非充電を検出し、PSモードへ移行する(ステップA6)。そして、無線LAN端末20は、RF部24およびアンテナ25を介してAP30に対して、パワーマネージメントモードの変更を通知する(ステップA7)。アンテナ31を介してこの通知を受け取ったAP30は、無線LAN端末20がPSモードで動作していると認識する(ステップA8)。
Next, when the user of the
次に、図4に示すMACフレームは、上部に例示する如く、フレーム制御、デユレーション/ID、アドレス1、アドレス2、アドレス3、シーケンス制御、アドレス4、フレーム本体(ボディ)およびFCSにより構成される。この制御フレームは、図4中の下部に拡大して示す如く、プロトコル・バージョン、タイプ、サブタイプ、To DS、From DS、More Flag、Retry、パワーマネージメント、More Data、WepおよびOrderにより構成される。上述した無線LAN端末20からAP30に対するパワーマネージメントモードの変更通知(ステップA4およびステップA7)は、このフレーム制御のパワーマネージメント(ビット12)を「0」又は「1」とすることにより、それぞれACTIVEモード又はPSモードを選択変更可能である。
Next, the MAC frame shown in FIG. 4 includes frame control, deration / ID, address 1,
次に、図3のフローチャートを参照して、無線LAN端末20における通信待受け動作を説明する。無線LAN端末20の充電検出部23により、この無線LAN端末20が充電中か否かを判断する(ステップB1)。充電中の場合(ステップB1:YES)には、この無線LAN端末20がPSモードであるか否かを判断する(ステップB2)。PSモードの場合(ステップB2:YES)には、この無線LAN端末20をACTIVEモードに変更し且つAP30に対してパワーマネージメントモードの変更を通知する(ステップB3)。即ち、無線LAN端末20が充電中で且つPSモードである場合(ステップB1およびB2が共にYES)にのみ無線LAN端末20をACTIVEモードに切り替える。
Next, a communication standby operation in the
一方、無線LAN端末20が充電中でない場合(ステップB1:NO)には、無線LAN端末20がACTIVEモードであるか否かを判断する(ステップB4)。ACTIVEモードである場合(ステップB4:YES)には、無線LAN端末20をPSモードに変更し、AP30に対してパワーマネージメントモードの変更を通知する(ステップB5)。ここで、ACTIVEモードでない場合(ステップB4:NO)および上述したステップB2でPSモードでない場合(ステップB2:NO)には、何らのアクションもしない(ステップB6)。
On the other hand, when the
次に、図5は、PSモード時の無線LAN端末20およびAP30の動作を示すタイミングチャートである。図5中の上部にAP30の動作を示し、下部に無線LAN端末20の動作を示す。無線LAN端末20は、上述の如くAwake状態(送受信可能状態)およびDoze状態(送受信不能状態)を、予め決められた一定周期で反復する。そこで、無線LAN端末20がDoze状態の期間中のこの無線LAN端末20宛のデータ(フレーム)は、AP30に設けられたメモリに蓄積され、次のAwake状態の到来を待って送信される。従って、図示の如く遅延が生じ、通信の品質が劣化する。
Next, FIG. 5 is a timing chart showing operations of the
一方、図6は、無線LAN装置20がACTIVEモードである場合の、AP30(図6中の上部)および無線LAN端末20(図6中の下部)の動作を示すタイミングチャートである。無線LAN端末20がACTIVEモードのときは、常にAwake状態であるので、無線LAN端末20はAP30と直ちに通信可能である。即ち、AP30からの無線LAN端末20宛のデータ(フレーム)は、直ちに無線LAN端末20へ送信され、同様に無線LAN端末20からのデータもAP30へ直ちに送信可能である。換言すると、無線LAN端末20宛のデータを、内部のメモリに蓄積する必要がないので、AP30の負荷を軽減することが可能である。
On the other hand, FIG. 6 is a timing chart showing operations of the AP 30 (upper part in FIG. 6) and the wireless LAN terminal 20 (lower part in FIG. 6) when the
以下、上述の如く、無線LAN端末20がACTIVEモードであることをAP30に通知することによるAP30の負荷軽減効果について更に詳述する。AP30には、その通信エリア内にある複数の無線LAN端末20がPSモードであるとき、通信中でない場合でも、それぞれのパワーマネージメントのために以下の処理負担がかかる。
(1)各無線LAN端末20のデータが到着したときに、これらのデータを蓄えるバッファ(メモリ)を用意し、それを蓄える。
(2)ビーコン(制御信号)周期毎に、各無線LAN端末20宛のデータ蓄積を示すPNB(Partial Virtual Bitmap)を再構築する。
(3)蓄積データがあることを無線LAN端末20に通知し、データを送信する。全てのデータの送信ができない場合には、次の送信機会まで蓄積するか又はタイムアウトで破棄する。
(4)競合期間又は非競合期間により、PSオードの無線LAN端末20同士が衝突しないようなビーコンを組み立てる。
Hereinafter, as described above, the effect of reducing the load on the
(1) When data of each
(2) For each beacon (control signal) cycle, a PNB (Partial Virtual Bitmap) indicating data accumulation addressed to each
(3) Notifying the
(4) Assemble a beacon so that PS-mode
しかし、無線LAN端末20がACTIVEモードであることをAP30に通知することにより、上述したAP30の管理下のPSモードの無線LAN端末20の台数を減らすので、AP30の処理を軽減することが可能であることに注目されたい。
However, by notifying the
以上、本発明による無線LAN通信方法および装置の好適実施例の構成および動作を詳述した。しかし、斯かる実施例は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて、種々の変形変更が可能であること、当業者には容易に理解できよう。 The configuration and operation of the preferred embodiment of the wireless LAN communication method and apparatus according to the present invention have been described above in detail. However, it should be noted that such examples are merely illustrative of the invention and do not limit the invention in any way. Those skilled in the art will readily understand that various modifications and changes can be made according to a specific application without departing from the gist of the present invention.
10 無線LAN通信装置
20 無線LAN端末
21 CPU
23 充電検出部
25、31 アンテナ
30 アクセスポイント(AP)
40 バックボーンネットワーク
10 Wireless
23
40 backbone network
Claims (6)
前記無線LAN端末がPSモードであるか否か判断することと、前記無線LAN端末が充電中であるか否か判断することと、前記無線LAN端末がPSモードで且つ充電中のとき、ACTIVEモードに変更すると共に前記APに対してその旨を通知することとなることを特徴とする無線LAN通信方法。 Wireless LAN communication for wireless communication with an access point (AP) connected to a backbone network using a wireless LAN terminal that is driven by a built-in secondary battery and selectively operates in a power saving (PS) mode or an ACTIVE mode. In the method
Determining whether the wireless LAN terminal is in PS mode; determining whether the wireless LAN terminal is charging; and when the wireless LAN terminal is in PS mode and charging And a notification to that effect to the AP.
前記無線LAN端末は、各部の動作を制御するCPUおよび充電中か否かを検出する充電検出部を備え、前記無線LAN端末が省電力(PS)モードであり且つ充電中であるとき、前記ACTIVEモードに切り替えると共に前記APに対してパワーマネージメントモードの変更を通知することを特徴とする無線LAN通信装置。 Wireless LAN communication for wireless communication with an access point (AP) connected to a backbone network using a wireless LAN terminal that is driven by a built-in secondary battery and selectively operates in a power saving (PS) mode or an ACTIVE mode. In the device
The wireless LAN terminal includes a CPU that controls the operation of each unit and a charge detection unit that detects whether charging is in progress. When the wireless LAN terminal is in a power saving (PS) mode and is charging, the ACTIVE LAN A wireless LAN communication apparatus characterized by switching to a mode and notifying the AP of a change in power management mode.
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