JP2007116209A - Radio lan device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は無線LAN装置に関し、特に無線LAN装置の省電力化に関する。 The present invention relates to a wireless LAN device, and more particularly to power saving of the wireless LAN device.
近年ネットワークに接続する手段として無線LANが普及してきている。無線LANシステムの規格としては例えばIEEE802.11が挙げられるが、この規格にはシステムの消費電力を抑制するためのパワーマネージメント機能がある。パワーマネージメントの一つの機能では、システムの状態として送受信回路に完全に電力が供給され送受信が可能なアウェイク(AWAKE)状態と、必要最小限の電力で動作して送受信が不可能なドーズ(DOZE:休止)状態の2つの状態を規定して、必要に応じてアウェイク状態とドーズ状態を切換えることで消費電力を抑制している。
また、同規格では無線局が複数の伝送速度をサポートすることが可能となっていて、基地局から端末局までの距離、外乱の影響等通信状態に応じて無線の伝送速度を変更することが可能となっている。通常、端末局はネットワークに参加する際に基地局(ネットワークがアドホックモードの場合はネットワークに参加する端末局)から送信されるビーコン、プローブ・レスポンスの各マネージメントフレームを受信したとき、信号強度から無線の伝送速度を決定し、ネットワークに参加する際に送信するアソシエーション・リクエストの構成要素であるサポートフレームで基地局(ネットワークがアドホックモードの場合はネットワークに参加する他の端末局)に通知する。そして、ネットワーク参加以後は基地局(ネットワークがアドホックモードの場合はネットワークに参加する他の端末局)から受信したフレームの信号強度の変化に応じて通知したサポートフレームの中から送信する際の無線の伝送速度を決定する。通常、信号強度の検出は受信した電波の強度で行い、伝送速度の決定は、搭載したファームウェアのプログラムにより行う。
In recent years, wireless LANs have become widespread as means for connecting to networks. A standard of the wireless LAN system is, for example, IEEE 802.11, and this standard has a power management function for suppressing power consumption of the system. In one function of power management, the system state is an awake state in which power is completely supplied to the transmission / reception circuit and transmission / reception is possible, and a dose (DOZE) in which transmission / reception is impossible by operating with a minimum amount of power. The power consumption is suppressed by defining two states of the (pause) state and switching between the awake state and the doze state as necessary.
The standard also allows radio stations to support multiple transmission rates, and the radio transmission rate can be changed according to the communication status such as the distance from the base station to the terminal station and the influence of disturbance. It is possible. Normally, when a terminal station receives beacon and probe response management frames transmitted from a base station (terminal station participating in the network when the network is in ad hoc mode) when joining the network, the terminal station wirelessly uses the signal strength. The base station (or other terminal stations participating in the network when the network is in the ad hoc mode) is notified by a support frame that is a component of the association request transmitted when participating in the network. Then, after joining the network, wireless communication is performed when transmitting from the support frame notified according to the change in the signal strength of the frame received from the base station (or other terminal station participating in the network when the network is in the ad hoc mode). Determine the transmission rate. Usually, the signal strength is detected by the intensity of the received radio wave, and the transmission speed is determined by the installed firmware program.
図16は従来の無線LAN装置の要部構成を示すブロック図である。
同図において、1は無線LAN装置、2は無線LAN装置1が他のSTA(Station)やAP(Access Point)等の無線LANシステムと無線通信するためのアンテナ、3はユーザ回路のメインCPU、4はメモリであり、5はユーザ回路のメインCPU3と無線LAN装置1、メモリ4や他の通信等のインターフェースとを接続するバスである。ユーザ回路とは、無線LAN装置が接続されている装置の回路のことで、例えば、無線LAN装置(例えば無線LANボード)がパーソナルコンピュータ(以下PCと略す)に接続された場合では、PCの回路がユーザ回路ということになる。
無線LAN装置1はベースバンド部10とRF(高周波)部9とを備えている。ベースバンド部10において、11はローカルCPU、12はMAC(Medium Access Control)、13はPLCP(Physical Layer Convergence Protocol)、14はAD/DA回路、16はローカルCPU11を動作させるためのファームウェアを搭載したメモリ、17はローカルCPU11のワークRAM、18は無線LAN装置1が接続されている装置とのI/F(インターフェース)回路、21〜24は11〜14の回路に供給するクロック発生回路である。また、RF部9については、15はRF回路、25はRF回路15のクロック発生回路である。
次に、この無線LAN装置1内の各モジュールの動作を説明する。先ずユーザ回路のデータを無線LAN装置1からデータフレームとして送信する手順について、ユーザ回路のメインCPU3は、バス5上のメモリ4もしくは図示しない他のモジュールからI/F回路18を介してMAC12へ送信データを出力する。MAC12では、ユーザ回路から入力した送信データに対して、規格で決められた管理用のデータ(ヘッダ)を追加し、更には必要に応じてデータの暗号化処理、フラグメント処理(データの細分化)を行って、無線LANの規格に添った形のデータフレームに変換してPLCP13に出力する。PLCP13は、MAC12から入力したデータフレームを無線LANの規格で伝送速度毎に決められた方式で変調し、AD/DA回路14に出力する。AD/DA回路14は、PLCP13から入力した変調されたデータフレームのディジタル信号をアナログ信号に変換し、RF回路15に出力する。RF回路15はAD/DA回路14でアナログ信号に変換されたデータフレームに対して増幅・周波数変換等の処理を行ってアンテナ2から送信する。
FIG. 16 is a block diagram showing a main configuration of a conventional wireless LAN device.
In the figure, 1 is a wireless LAN device, 2 is an antenna for wireless communication with a
The
Next, the operation of each module in the
次に無線LAN装置1が受信したデータフレームをユーザ回路にデータとして出力する手順について説明する。アンテナ2に入力した他のSTAやAP等の無線LANシステムから送信されたデータフレームのアナログ信号は、RF回路15で増幅・周波数変換等の処理を受けてAD/DA回路14に出力される。AD/DA回路14は、RF回路15から入力したアナログ信号をディジタル信号に変換してPLCP13に出力する。PLCP13は、AD/DA回路14から入力した信号を無線LANの規格の伝送速度毎に決められた方式で復調してMAC12に出力する。MAC12では、PLCP13から入力したデータフレームに対して、管理用のデータ(ヘッダ)を基にデータの復号化処理、デフラグメント処理(細分化されたデータの復元)を行い、最終的にI/F回路18を介してバス5上のメモリ4もしくは図示しない他のモジュールへデータとして出力する。
なお、MAC12は、データフレームに関連する処理に加えて無線LANの制御を行う為のコントロールフレームの生成・送受信の処理、受信したコントロールフレームを基にしたデータ送信のタイミングに関する時間管理等の処理も行う。コントロールフレームの送受信の動作は、データフレームを送受信する動作のMAC12、PLCP13、AD/DA回路14、RF回路15の動作と同様である。前述のパワーマネージメント機能もMAC12が行う。
また、ローカルCPU11は、ユーザ回路のバス5を介してユーザ回路のメインCPU3と接続され、一方MAC12、PLCP13、AD/DA回路14、RF回路15、ファームウェアを搭載したメモリ16、ワークRAM17も専用もしくは共通のバス(図では専用のバス)で接続され、メインCPU3からの命令またはメモリ16に搭載したファームウェアを基にして、それぞれのモジュールの動作を制御する。特にMAC12については設定、割込処理、エラー処理、さらにはフラグメント処理、デフラグメント処理等数多くの処理を行う場合がある。ここでは、ワークRAM17は、ローカルCPU11がMAC12に対して処理を行う際に、データを一時的に保持する目的で使用される。
ところで、無線通信における消費電力の抑制については、外部電源およびバッテリ(二次電池)からの電源供給が可能で、消費電力が異なる複数の無線手段を有する電子機器において、供給される電源に応じて無線手段を切り替えて動作させる電子機器もある(例えば特許文献1参照)。
In addition to the processing related to the data frame, the
The
By the way, regarding the suppression of power consumption in wireless communication, it is possible to supply power from an external power source and a battery (secondary battery), and in an electronic device having a plurality of wireless means with different power consumption, depending on the power supplied. There is also an electronic device that operates by switching wireless means (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来の無線LANシステムでは、システムのデータ処理速度が伝送速度によらず一定であった。このため伝送速度が低くシステムのデータ処理速度が低くてよいときも、伝送速度が速いときと同じデータ処理速度でシステムを動作させることになり必要以上の電力を消費していた。
また、従来の無線LANシステムでは、ファームウェアで設定する伝送速度が、必ずしも無線LANシステムの接続される機器の使用者の使用状況に即した伝送速度とならない場合があった。例えば、バッテリで動作中などでは、無線の伝送速度を低くしてもよいから消費電力を低く抑えたい場合であっても、可能な限り高い無線の伝送速度とすることで必要以上の電力を消費したり、電波状態が不安定な場合でも、可能な限り高い無線の伝送速度とすることで、受信側でエラーが頻繁に発生して正常に受信出来なくなる割合が増え、結果的にスループットが低下するという問題があった。
また、前記特許文献1の方法では、複数の無線手段を必要とし、装置のサイズ、コストの両面で問題がある。
本発明は、上述した実情を考慮してなされたものであって、送受信するデータの伝送速度に応じて装置内のデータ処理速度を変更・最適化することで、消費電力を抑制することが可能な無線LAN装置を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、無線LAN装置のファームウェアが設定する無線の伝送速度に優先して、利用者が伝送速度の変更を行うことを可能にし、使用状況に即した無線伝送速度で消費電力の抑制、データ伝送のスループットの向上を実現することが可能な無線LAN装置を提供することである。
However, in the conventional wireless LAN system, the data processing speed of the system is constant regardless of the transmission speed. For this reason, even when the transmission speed is low and the data processing speed of the system may be low, the system is operated at the same data processing speed as when the transmission speed is high, which consumes more power than necessary.
Further, in the conventional wireless LAN system, the transmission speed set by the firmware may not necessarily be a transmission speed that matches the usage status of the user of the device connected to the wireless LAN system. For example, when operating on a battery, the wireless transmission speed may be lowered, so even if you want to keep the power consumption low, using the wireless transmission speed as high as possible consumes more power than necessary. Even if the radio wave condition is unstable, by setting the wireless transmission speed as high as possible, the rate at which the reception side frequently receives errors and becomes unable to receive normally increases, resulting in a decrease in throughput. There was a problem to do.
Further, the method of
The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and can reduce power consumption by changing and optimizing the data processing speed in the apparatus according to the transmission speed of data to be transmitted and received. An object of the present invention is to provide a simple wireless LAN device.
Another object of the present invention is to enable the user to change the transmission speed in preference to the wireless transmission speed set by the firmware of the wireless LAN device. It is an object of the present invention to provide a wireless LAN device capable of suppressing power consumption and improving data transmission throughput.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、ベースバンド部とRF部とを有し、他の装置に接続してデータの送受信を行う無線LAN装置であって、クロック信号を発生するクロック発生手段と、送受信動作の制御を行うローカルCPUを含む制御手段と、前記ローカルCPUが無線で送受信するデータの伝送速度に応じて、ローカルCPUを含む前記ベースバンド部およびRF部のデータ処理速度を変更するデータ処理速度変更手段とを備えたことを特徴とする。
また、請求項2の発明は、請求項1記載の無線LAN装置において、前記データ処理速度変更手段は、前記クロック発生手段が発生したクロック信号を変更して、変更したクロック信号を前記ベースバンド部およびRF部の一部またはすべてのモジュールに供給することを特徴とする。
また、請求項3の発明は、請求項2記載の無線LAN装置において、前記データ処理速度変更手段は、前記クロック発生手段が発生したクロック信号の分周比を変更することでデータ処理速度を変更することを特徴とする。
また、請求項4の発明は、請求項2記載の無線LAN装置において、前記データ処理速度変更手段は、前記クロック発生手段が発生したクロック信号を間引くことでデータ処理速度を変更することを特徴とする。
また、請求項5の発明は、請求項2記載の無線LAN装置において、前記データ処理速度変更手段は、前記クロック発生手段のクロックジェネレータの出力周波数を変更することでデータ処理速度を変更することを特徴とする。
また、請求項6の発明は、請求項1記載の無線LAN装置において、前記データ処理速度変更手段は、並列動作する回路の数を変更してデータ処理速度を変更することを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, the invention according to
According to a second aspect of the present invention, in the wireless LAN device according to the first aspect, the data processing speed changing means changes the clock signal generated by the clock generating means and sends the changed clock signal to the baseband unit. And supplying to some or all modules of the RF unit.
According to a third aspect of the present invention, in the wireless LAN device according to the second aspect, the data processing speed changing means changes the data processing speed by changing a frequency dividing ratio of the clock signal generated by the clock generating means. It is characterized by doing.
According to a fourth aspect of the present invention, in the wireless LAN device according to the second aspect, the data processing speed changing means changes the data processing speed by thinning out a clock signal generated by the clock generating means. To do.
According to a fifth aspect of the present invention, in the wireless LAN device according to the second aspect, the data processing speed changing means changes the data processing speed by changing an output frequency of a clock generator of the clock generating means. Features.
According to a sixth aspect of the present invention, in the wireless LAN device according to the first aspect, the data processing speed changing means changes the number of circuits operating in parallel to change the data processing speed.
また、請求項7の発明は、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の無線LAN装置において、前記制御手段は、電源供給の状態に応じて、前記データ処理速度の変更を行わないように制御することを特徴とする。
また、請求項8の発明は、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の無線LAN装置において、前記制御手段は、前記他の装置のCPU使用率に応じて、前記データ処理速度の変更を行わないように制御することを特徴とする。
また、請求項9の発明は、ベースバンド部とRF部とを有し、データの送受信を行う際に通信状態に応じてデータの伝送速度を設定する設定手段を有する無線LAN装置であって、送受信動作の制御を行う制御手段と、前記設定したデータの伝送速度を変更するための切換え手段とを備えたことを特徴とする。
また、請求項10の発明は、請求項9記載の無線LAN装置において、前記切換え手段により変更する伝送速度の有効/無効と、伝送速度の候補が複数ある場合に、有効な伝送速度を表示する表示手段を設けたことを特徴とする。
また、請求項11の発明は、請求項10記載の無線LAN装置において、前記表示手段は、発光体の点灯で伝送速度の有効/無効と有効な伝送速度を表示することを特徴とする。
また、請求項12の発明は、他の装置と接続して使用し、ベースバンド部とRF部とを有し、データの送受信を行う際に通信状態に応じてデータの伝送速度を設定する設定手段を有する無線LAN装置であって、前記設定したデータの伝送速度を変更するための切換え手段と、送受信動作の制御を行う制御手段とを備え、前記制御手段は前記接続した装置に前記切換え手段により変更する伝送速度の有効/無効と、伝送速度の候補が複数ある場合に、有効な伝送速度を通知することを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the wireless LAN device according to any one of the first to sixth aspects, the control means does not change the data processing speed in accordance with a power supply state. It is characterized by controlling to.
According to an eighth aspect of the present invention, in the wireless LAN device according to any one of the first to sixth aspects, the control means changes the data processing speed according to a CPU usage rate of the other device. It is characterized by controlling not to perform.
The invention according to
Further, the invention of
The invention according to
The invention of
本発明によれば、使用状況に即した無線伝送速度で通信することができ、しかも低い消費電力で動作することが可能な無線LAN装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a wireless LAN device that can perform communication at a wireless transmission speed in accordance with the use situation and can operate with low power consumption.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図1は、本発明にかかる無線LAN装置の要部構成を示すブロック図である。
同図において、1は無線LAN装置、2は無線LAN装置1が他のSTAやAP等の無線LANシステムと無線通信するためのアンテナ、3はユーザ回路のメインCPU、4はメモリであり、5はユーザ回路のメインCPU3と無線LAN装置1、メモリ4や他の通信等のインターフェースとを接続するバスである。ユーザ回路とは、無線LAN装置が接続された装置の回路のことで、例えば、無線LAN装置がPCに接続された場合では、PCの回路がユーザ回路ということになる。本実施形態では、無線LAN装置1はPCのスロットに挿入して使用するようにしたLANボードやLANカードの形態をしているが、これに限定されるものではなく、ルータや無線LANアクセスポイント(AP)等の無線LANシステムの一部であってもよい。
無線LAN装置1はベースバンド部10とRF部9とを備えている。ベースバンド部10において、11はローカルCPU、12はMAC、13はPLCP、14はAD/DA回路、16はローカルCPU11を動作させるためのファームウェアを搭載したメモリ、17はローカルCPU11のワークRAM、18は無線LAN装置1が接続されている装置とのI/F(インターフェース)回路、21〜24は11〜14の回路ごとのクロック発生回路である。また、RF部9については、15はRF回路、25はRF回路15のクロック発生回路である。
ローカルCPU11は、クロック発生回路22〜25と共通のバスに接続され、電波状態等で決定される送受信するデータの伝送速度に応じてMAC12、PLCP13、AD/DA回路14、RF回路15のデータ処理速度を、クロック発生回路22〜25のクロック周波数を変えることで変更する。
次に、この無線LAN装置1内の各モジュールの動作を説明する。先ずユーザ回路のデータを無線LAN装置1からデータフレームとして送信する手順について、ユーザ回路のメインCPU3は、バス5上のメモリ4もしくは図示しない他のモジュールからI/F回路18を介してMAC12へ送信データを出力する。MAC12では、ユーザ回路から入力した送信データに対して、規格で決められた管理用のデータ(ヘッダ)を追加し、更には必要に応じてデータの暗号化処理、フラグメント処理(データの細分化)を行って、無線LANの規格に添った形のデータフレームに変換してPLCP13に出力する。PLCP13は、MAC12から入力したデータフレームを無線LANの規格で伝送速度毎に決められた方式で変調し、AD/DA回路14に出力する。AD/DA回路14は、PLCP13から入力した変調されたデータフレームのディジタル信号をアナログ信号に変換し、RF回路15に出力する。RF回路15はAD/DA回路14でアナログ信号に変換されたデータフレームに対して増幅・周波数変換等の処理を行ってアンテナ2から送信する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of a wireless LAN device according to the present invention.
In the figure, 1 is a wireless LAN device, 2 is an antenna for the
The
The
Next, the operation of each module in the
次に無線LAN装置1が受信したデータフレームをユーザ回路にデータとして出力する手順について説明する。
アンテナ2に入力した他のSTAやAP等の無線LANシステムから送信されたデータフレームのアナログ信号は、RF回路15で増幅・周波数変換等の処理を受けてAD/DA回路14に出力される。AD/DA回路14は、RF回路15から入力したアナログ信号をディジタル信号に変換してPLCP13に出力する。PLCP13は、AD/DA回路14から入力した信号を無線LANの規格の伝送速度毎に決められた方式で復調してMAC12に出力する。MAC12では、PLCP13から入力したデータフレームに対して、管理用のデータ(ヘッダ)を基にデータの復号化処理、デフラグメント処理(細分化されたデータの復元)を行い、最終的にI/F回路18を介してバス5上のメモリ4もしくは図示しない他のモジュールへデータとして出力する。
Next, a procedure for outputting the data frame received by the
An analog signal of a data frame transmitted from a wireless LAN system such as another STA or AP input to the
なお、MAC12は、データフレームに関連する処理に加えて無線LANの制御を行う為のコントロールフレームの生成・送受信の処理、受信したコントロールフレームを基にしたデータ送信のタイミングに関する時間管理等の処理も行う。コントロールフレームの送受信動作は、データフレームを送受信するMAC12、PLCP13、AD/DA回路14、RF回路15の動作と同様である。前述のパワーマネージメント機能もMAC12が行う。
また、ローカルCPU11は、ユーザ回路のバス5を介してユーザ回路のメインCPU3と接続され、一方MAC12、PLCP13、AD/DA回路14、RF回路15、ファームウェアを搭載したメモリ16、ワークRAM17も専用もしくは共通のバス(図では専用のバス)で接続され、メインCPU3からの命令またはメモリ16に搭載したファームウェアに基づいて、それぞれのモジュールの動作を制御する。特にMAC12については、設定、割込処理、エラー処理、さらにはフラグメント処理、デフラグメント処理等数多くの処理を行う場合がある。ワークRAM17は、ローカルCPU11がMAC12に対して処理を行う際に、データを一時的に保持する目的で使用される。
ローカルCPU11は、電波状態等で決定される送受信するデータの伝送速度に応じてMAC12、PLCP13、AD/DA回路14、RF回路15のデータ処理速度を、クロック発生回路22〜25のクロック周波数を変えることで変更する。
従って、ローカルCPU11が、無線で送受信するデータの伝送速度に応じてローカルCPU11自体を含む装置内のデータ処理速度を変更することで、伝送速度が低い場合には消費電力が少ない無線LAN装置を実現できる。
なお、図1ではローカルCPU11、MAC12、PLCP13、AD/DA回路14、RF回路15それぞれに対して別々のクロック発生回路21〜25を用意しているが、これらモジュールが必ずしもクロック発生回路と1対1で対応する必要は無く、またクロック発生回路が独立した回路で構成される必要もなく、さらにデータ処理速度の変更がクロック発生回路の出力周波数の変更によってのみ行われるわけではない。
In addition to the processing related to the data frame, the
The
The
Therefore, the
In FIG. 1, separate
図2は、本発明の他の実施形態にかかる無線LAN装置の要部構成を示すブロック図である。図2の無線LAN装置は、ローカルCPU11から制御可能なクロック発生回路がクロック発生回路21だけであること、クロック発生回路21がローカルCPU11に内蔵されており、更にローカルCPU11とMAC12にクロックを供給していること、クロック発生回路23でクロック発生回路とクロックを使用するモジュールが1対1に対応していないこと、MAC12、ファームウェアを搭載したメモリ16、ワークRAM17がバスを共用している点で図1の無線LAN装置と異なる。
図3〜図6は、本発明の無線LAN装置におけるデータ処理速度の変更の方法を説明する図である。このうち図3〜図5はクロック信号を変えることによってデータ処理速度を変更するものである。
図3に示す例は、クロック信号を分周し、その分周比を変更することでデータ処理速度を変更するものである。図3において、101は図1および図2で説明したのと同じクロック発生回路、102はローカルCPU11からの制御信号で分周比を変更することが可能なクロック分周回路である。Aはクロック発生回路101の出力信号波形で、同時にクロック分周回路102への入力信号波形でもある。A’はクロック分周回路102の出力信号波形であり、この信号が無線LAN装置内のモジュールに供給される。A、A’のクロック信号の信号波形を図7に示す。
ローカルCPU11からの制御信号で分周比を変更することにより、クロック発生回路101が接続される無線LAN装置内のモジュールのクロック動作周波数を変更し、そのモジュールのデータ処理速度を変更することができる。
FIG. 2 is a block diagram showing a main configuration of a wireless LAN device according to another embodiment of the present invention. In the wireless LAN device of FIG. 2, the
3 to 6 are diagrams for explaining a method of changing the data processing speed in the wireless LAN device of the present invention. Of these, FIGS. 3 to 5 change the data processing speed by changing the clock signal.
In the example shown in FIG. 3, the data processing speed is changed by dividing the clock signal and changing the division ratio. In FIG. 3, 101 is the same clock generating circuit as described in FIGS. 1 and 2, and 102 is a clock frequency dividing circuit capable of changing the frequency dividing ratio by a control signal from the
By changing the frequency division ratio with a control signal from the
図4に示す例は、クロック信号を一定間隔ごとに間引くことでデータ処理速度を変更するものである。図4において、101は図1および図2で説明したのと同じクロック発生回路で、103はローカルCPU11からの制御信号でクロック信号を間引く間隔を変更することが可能なクロック間引き回路である。Bはクロック発生回路101の出力信号波形で、同時にクロック間引き回路103の入力信号波形でもある。B’はクロック間引き回路103の出力信号波形であり、この信号が無線LAN装置内のモジュールに供給される。B,B’のクロック信号波形を図8に示す。
ローカルCPU11からの制御信号でクロックを間引く間隔を変更することにより、クロック発生回路101が接続される無線LAN装置内のモジュールのクロック動作周波数を変更し、そのモジュールのデータ処理速度を変更することができる。
図5に示す例は、クロック発生回路101の出力する周波数自体をローカルCPU11からの制御信号で変更するものである。図5において、101はPLL回路等の外部(ローカルCPU)からの制御信号で出力の周波数を変えることが可能なクロック発生回路(図1および図2で説明したのと同じ)である。Cはクロック発生回路101の出力信号波形で、これが無線LAN装置内のモジュールに供給される。Cの信号波形は図9のとおりで、ローカルCPUからの制御信号で出力の周波数を変更することにより、クロック発生回路101が接続される無線LAN装置内のモジュールのクロック動作周波数を変更し、そのモジュールのデータ処理速度を変更することができる。
In the example shown in FIG. 4, the data processing speed is changed by thinning out clock signals at regular intervals. In FIG. 4, 101 is the same clock generation circuit as described in FIGS. 1 and 2, and 103 is a clock thinning circuit that can change the interval at which the clock signal is thinned by the control signal from the
By changing the interval at which the clock is thinned by the control signal from the
In the example shown in FIG. 5, the frequency itself output from the
一方、図6は、同一処理を行う信号処理回路を並列動作させる際に、動作させる回路の数を変更することによってデータ処理速度を変更するものである。図6において、104は信号分配回路、105a,105b,・・・,105nは信号処理回路、106は信号合成回路である。
信号分配回路104、信号処理回路105a,105b,・・・,105n、信号合成回路106はそれぞれローカルCPU11によって制御される。信号処理回路105a,105b,・・・,105nについては、ローカルCPU11によって個別に動作/停止させる制御が行われる。そして、信号分配回路104については、信号処理回路105a,105b,・・・,105nのうち動作しているものに信号を分配するように、また、信号合成回路106については信号処理回路105a,105b,・・・,105nのうち動作しているものから信号を合成するように制御が行われる。
このようにして同時に動作させる信号処理回路105a,105b,・・・,105nの数を変更することによってデータ処理速度を変更することができる。
ところで、上記図3から図6で示したデータ処理速度の変更方法はローカルCPU11の負荷になる。このため電力の供給が安定している場合やローカルCPU11の使用率が高い場合など、データ処理速度の変更機能をオフにしておいたほうが良い場合もある。これまでの説明では、電源の供給については述べなかったが、本発明の無線LAN装置は、他の装置に接続して使用するようになっており、電源は他の装置から供給されるようになっている。接続先の装置(例えばPC等)は、バッテリ(通常は充電が可能な二次電池)で動作する場合も少なくない。バッテリで使用できる機器には、バッテリ残量を予測・計算する管理プログラムが搭載されているのが普通である。本発明では、ローカルCPU11から、現在使用している電源の種類やバッテリの残量を問い合わせるようにしている。
On the other hand, FIG. 6 changes the data processing speed by changing the number of circuits to be operated when signal processing circuits performing the same processing are operated in parallel. 6, 104 is a signal distribution circuit, 105a, 105b,..., 105n are signal processing circuits, and 106 is a signal synthesis circuit.
The
Thus, the data processing speed can be changed by changing the number of
By the way, the method of changing the data processing speed shown in FIGS. 3 to 6 is a load on the
図10から図12は、本発明の無線LAN装置におけるユーザ回路によってデータ処理速度の変更機能のオン/オフを動的に切換える場合のフローチャートである。このうち図10は電源の供給の状態に応じて無線LAN装置のデータ処理速度の変更機能をオン/オフ切換える場合のフローチャートである。同図において、電源ON後に電源がバッテリから供給されているかどうかを調べ(ステップ11)、バッテリから供給されている場合は(ステップ11でY)、データ処理速度の変更機能をオンする(ステップ21)。一方バッテリから供給されていない場合は(ステップ11でN)、データ処理速度の変更機能をオフにする(ステップ31)。そして一定時間経過(ステップ41)後に再び電源がバッテリから供給されているかどうかの判定(ステップ11)を繰り返し行うものである。
無線LAN装置自身が定期的に供給している電源の種類をチェックするので、ユーザの手間はかからず、特に電源が余裕の少ないバッテリから供給されている場合は、消費電力の低減が図れる。
FIG. 10 to FIG. 12 are flowcharts when the on / off of the data processing speed changing function is dynamically switched by the user circuit in the wireless LAN device of the present invention. Among these, FIG. 10 is a flowchart in the case of switching on / off the function of changing the data processing speed of the wireless LAN device in accordance with the power supply state. In the figure, it is checked whether the power is supplied from the battery after the power is turned on (step 11). If the power is supplied from the battery (Y in step 11), the data processing speed changing function is turned on (step 21). ). On the other hand, if not supplied from the battery (N in step 11), the function for changing the data processing speed is turned off (step 31). Then, after a lapse of a certain time (step 41), it is repeatedly determined whether or not power is supplied from the battery (step 11).
Since the type of power supply that the wireless LAN device itself supplies regularly is checked, the user's effort is not required, and in particular when the power is supplied from a battery with a small margin, power consumption can be reduced.
図11は図10のフローチャートでのデータ処理速度の変更機能のオン/オフの判定に更にバッテリの残量を加えたものである。図11でバッテリ電源ON後に電源がバッテリから供給されているかどうかによって(ステップ11)、バッテリから供給されている場合、更にバッテリ残量がA%より低いかどうかによって(ステップ12)、低い場合はデータ処理速度の変更機能をオンにし(ステップ21)、高い場合はデータ処理速度の変更機能をオフにする(ステップ31)。一方電源がバッテリから供給されていない場合は(ステップ11でN)、データ処理速度の変更機能をオフにする(ステップ31)。そして一定時間経過(ステップ41)後に再び電源がバッテリから供給されているかどうかの判定(ステップ11)とバッテリ残量の判定(ステップ12)を繰り返し行うものである。
このことにより、バッテリに余裕がなくなってきたら消費電力の低減ができるようになる。
図12はユーザ回路のメインCPU3の使用率に応じて、無線LAN装置内のデータ処理速度の変更機能のオン/オフを切換える場合のフローチャートである。図12で電源ON後一定時間経過(ステップ10)した後にCPU使用率がB%よりも低いかどうかによって(ステップ13)、低い場合はデータ処理速度の変更機能をオンにし(ステップ21)、高い場合はオフにする(ステップ31)。そして一定時間経過(ステップ41)後に再びCPU使用率の判定(ステップ13)を繰り返し行うものである。
このことにより、ユーザ回路のCPUの使用率が高いときはスループットを優先し、一方CPUの使用率が低いときは、スループットへの影響は少ないだろうから、処理速度の変更を可能にして消費電力の低減を図ることができる。なお、CPUの使用率は、ローカルCPU11から割込みを行いメインCPU3の使用率を取得する。
FIG. 11 is obtained by adding the remaining amount of battery to the on / off determination of the data processing speed changing function in the flowchart of FIG. If power is supplied from the battery after the battery power is turned on in FIG. 11 (step 11), if it is supplied from the battery, if the remaining battery level is lower than A% (step 12), The data processing speed changing function is turned on (step 21), and if it is higher, the data processing speed changing function is turned off (step 31). On the other hand, when the power is not supplied from the battery (N in Step 11), the data processing speed changing function is turned off (Step 31). Then, after a certain period of time (step 41), the determination whether the power is supplied from the battery again (step 11) and the determination of the remaining battery level (step 12) are repeated.
As a result, the power consumption can be reduced when the battery runs out.
FIG. 12 is a flowchart for switching on / off the function of changing the data processing speed in the wireless LAN device in accordance with the usage rate of the
This gives priority to the throughput when the CPU usage rate of the user circuit is high, while when the CPU usage rate is low, the impact on the throughput will be small. Can be reduced. The CPU usage rate is interrupted from the
次に、これまで説明してきた方法とは異なる実施形態による消費電力の削減の例を説明する。
図13は、本発明の他の実施形態にかかる無線LAN装置の要部構成を示すブロック図である。同図において、図1および図2と異なる点は、伝送速度の変更を行う切換え手段31および伝送速度の有効/無効、さらに現在有効な伝送速度の設定を示す表示手段32を備えた点である。なお、説明を単純にする為に、クロック発生回路等は省略してある。
この実施形態では、使用者が使用状況に応じて切換え手段31を操作して、ファームウェアが設定する無線の伝送速度に優先して伝送速度の変更が行えるようになっている。切換え手段31はPLCP13に接続されており、使用者による伝送速度の変更を伝える。さらに切換え手段31は表示手段32に接続されており、表示手段32は使用者に対してファームウェアに優先して、変更する伝送速度の有効/無効、さらに伝送速度の候補が複数ある場合には現在有効な伝送速度を表示するようになっている。表示手段32は、LCD(液晶表示装置)のように文字や図形で伝送速度の変更の可否や伝送速度そのものを表示しても、あるいはLED(発光ダイオード)等の点灯、消灯、点滅等で行ってもよい。例えば、変更可能なときは緑の点灯(不可の場合は消灯)、また伝送速度については、予め定めた伝送速度に対応するLEDを点灯させるようにしてもよい。
無線LAN装置1が、ユーザ回路のデータをデータフレームとして送信する手順では、PLCP13は、MAC12から入力したデータフレームのヘッダに含まれるPLCP13を制御するためのデータに基づいて、データフレームを無線LANの規格で伝送速度毎に決められた方式で変調して、AD/DA回路14に出力する。このときMAC12から入力したデータフレームのヘッダ上の伝送速度設定が、切換え手段31で変更するデータフレームの伝送速度の範囲外の場合は、切換え手段31で変更された伝送速度で変調し、AD/DA回路14に出力する。以降の動作は、これまで説明してきた実施形態と同様である。また、無線LAN装置1が受信したデータフレームをユーザ回路にデータとして出力する手順は、これまで説明してきた実施形態と同様である。
Next, an example of power consumption reduction according to an embodiment different from the method described so far will be described.
FIG. 13 is a block diagram showing a main configuration of a wireless LAN device according to another embodiment of the present invention. 1 and 2 differs from FIG. 1 and FIG. 2 in that there is provided a switching means 31 for changing the transmission speed, a valid / invalid transmission speed, and a display means 32 for indicating the setting of the currently effective transmission speed. . For the sake of simplicity, the clock generation circuit and the like are omitted.
In this embodiment, the user operates the switching means 31 according to the use situation, and can change the transmission speed in preference to the wireless transmission speed set by the firmware. The switching means 31 is connected to the
In the procedure in which the
図14は、本発明の他の実施形態にかかる無線LAN装置の要部構成を示すブロック図である。同図に示す無線LAN装置は、構成上は図13の無線LAN装置では切換え手段31からの出力がPLCP13と表示手段32に直接接続されていたものが、伝送レート設定回路33を介して接続される点、さらに伝送レート設定回路33がインターフェース回路18に接続される点で異なる。
図14の無線LAN装置の動作は図13の無線LAN装置と同一であるが、伝送レート設定回路33が加わることで、伝送速度の候補が複数ある場合にも切換え手段31を1つのプッシュスイッチで構成し、プッシュスイッチが押されるたびにPLCP13、表示手段32への出力を「変更無効→変更1有効→変更2有効→・・・・変更n有効→変更無効」と繰り返すような構成が可能となり、切換え手段31の部品点数を削減できる。また、伝送レート設定回路33がインターフェース回路18に接続されるので、ユーザ回路のメインCPU3に対して割り込み等の手段で無線LAN装置でのファームウェアに優先して変更する伝送速度の有効/無効、さらに伝送速度の候補が複数ある場合には現在有効な伝送速度を必要に応じて通知出来る。また、ユーザ回路のメインCPU3もインターフェース回路18を介して伝送レート設定回路33にアクセスすることで、無線LAN装置でのファームウェアに優先して変更する伝送速度の有効/無効、さらに伝送速度の候補が複数ある場合には現在有効な伝送速度を知ることが可能である。
FIG. 14 is a block diagram showing a main configuration of a wireless LAN device according to another embodiment of the present invention. The wireless LAN device shown in the figure is structurally the same as the wireless LAN device shown in FIG. 13 except that the output from the switching means 31 is directly connected to the
The operation of the wireless LAN device of FIG. 14 is the same as that of FIG. 13, but the addition of the transmission
図15は、本発明の他の実施形態にかかる無線LAN装置の要部構成を示すブロック図である。同図に示す無線LAN装置は、構成上は図13の無線LAN装置ではPLCP13に接続されていた切換え手段31がローカルCPU11に接続される点と、表示手段32がローカルCPU11に接続、制御されている点で異なる。その動作は次のように異なっている。
図15の無線LAN装置では、無線LAN装置1のユーザ回路のデータを無線LAN装置1からデータフレームとして送信するにあたり、使用者が切換え手段31を操作してファームウェアが設定する無線の伝送速度に優先して伝送速度の変更を行う場合に、切換え手段31が接続されるローカルCPU11によって次のような動作が行われる。
即ち、ネットワークに参加する前に切換え手段31による伝送速度の変更が無効な場合、ローカルCPU11は端末局がネットワークに参加する際にRF回路15から入力する基地局(ネットワークがアドホックモードの場合はネットワークに参加する端末局)から送信されるビーコン、プローブ・レスポンスの各マネージメントフレーム(場合によっては他の自局宛のフレームやブロードキャストフレーム)を受信したときの信号強度のその時点の値または一定時間の平均値から使用する伝送速度を決定する。そして、決定した伝送速度をネットワークに参加する際のアソシエーション・リクエストの構成要素であるサポートレートに反映する。ローカルCPU11が作成したアソシエーション・リクエストはローカルCPU11→MAC12→PLCP13→AD/DA回路14→RF回路15→アンテナ2の経路で送信され、基地局(ネットワークがアドホックモードの場合はネットワークに参加する他の端末局)に通知される。
アソシエーション成功後、ローカルCPU11はMAC12に出力する送信フレームを作成する際に、RF回路15から入力する基地局(ネットワークがアドホックモードの場合はネットワークに参加する端末局)から送信されるビーコン、プローブ・レスポンスの各マネージメントフレーム(場合によっては他の自局宛のフレームやブロードキャストフレーム)を受信したときの信号強度のその時点の値または一定時間の平均値によってサポートレートとして通知した伝送速度の中から1つを選んでMAC12に出力する送信フレームに付加するヘッダ上のPLCP13を制御するためのデータに設定する。そして、ローカルCPU11が設定した伝送速度は、送信フレームがローカルCPU11→MAC12→PLCP13→AD/DA回路14→RF回路15→アンテナ2の経路で送信される際に、PLCP13においてローカルCPU11によって送信フレームに付加されたヘッダ上のデータの伝送で変調が行われることで反映される。
FIG. 15 is a block diagram showing a main configuration of a wireless LAN device according to another embodiment of the present invention. In the wireless LAN apparatus shown in FIG. 13, the switching means 31 connected to the
In the wireless LAN device of FIG. 15, when data of the user circuit of the
That is, when the change of the transmission rate by the switching means 31 is invalid before joining the network, the
After successful association, when the
ネットワークに参加する前に切換え手段31による伝送速度の変更が有効な場合は、ローカルCPU11はネットワークに参加する際のアソシエーション・リクエストの構成要素であるサポートレートを切換え手段31による伝送速度の変更に基づいて決定することで実際の伝送速度に反映する。
ネットワーク参加以後に切換え手段31による伝送速度の変更の有効/無効あるいは候補が複数ある場合には、現在有効な伝送速度が変更された場合、ローカルCPU11はそれらをアソシエーション・リクエストの構成要素であるサポートレートに反映したリアソシエーション・リクエストを作成する。リアソシエーション・リクエストがローカルCPU11→MAC12→PLCP13→AD/DA回路14→RF回路15→アンテナ2の経路で送信され、基地局(ネットワークがアドホックモードの場合はネットワークに参加する他の端末局)に通知されることで、切換え手段31による伝送速度の変更の有効/無効あるいは候補が複数ある場合には現在有効な伝送速度が実際の伝送速度に反映される。
リアソシエーション成功後、ローカルCPU11はMAC12に出力する送信フレームを作成する際に、RF回路15から入力する基地局(ネットワークがアドホックモードの場合はネットワークに参加する端末局)から送信されるビーコン、プローブ・レスポンスの各マネージメントフレーム(場合によっては他の自局宛のフレームやブロードキャストフレーム)を受信したときの信号強度のその時点の値または一定時間の平均値によって新たに通知したサポートレートの伝送速度の中から1つを選んでMAC12に出力する送信フレームに付加するヘッダ上のPLCP13を制御するためのデータに設定する。そして、ローカルCPU11が設定した伝送速度は、送信フレームがローカルCPU11→MAC12→PLCP13→AD/DA回路14→RF回路15→アンテナ2の経路で送信される際に、PLCP13においてローカルCPU11によって送信フレームに付加されたヘッダ上のデータの伝送で変調が行われることで反映される。
When the change of the transmission rate by the switching
When there are a plurality of candidates for changing or changing the transmission rate by the switching means 31 after joining the network, if the currently effective transmission rate is changed, the
When the
なお、図15の無線LAN装置は、図14の無線LAN装置が伝送レート設定回路33、インターフェース回路18を介してファームウェアに優先して変更する伝送速度の有効/無効、さらに伝送速度の候補が複数ある場合には、現在有効な伝送速度をユーザ回路のメインCPU3に通知するのに対して、ローカルCPU11とメモリ16に搭載されたファームウェアが介在してユーザ回路のメインCPU3に通知する。また、表示手段32に対する伝送速度についても、ローカルCPU11とメモリ16に搭載されたファームウェアが切換え手段31からの入力に基づいてその表示を行う。
Note that the wireless LAN device of FIG. 15 has a plurality of transmission rate candidates that are valid / invalid for the transmission rate that the wireless LAN device of FIG. In some cases, the currently effective transmission speed is notified to the
1…無線LAN装置
2…アンテナ
3…メインCPU
4…メモリ
5…バス
9…RF部
10…ベースバンド部
11…ローカルCPU
12…MAC
13…PLCP
14…DA回路
15…RF回路
16…ファーム搭載メモリ
17…ワークRAM
18…インターフェース回路
21、21、22、23、24、25、101…クロック発生回路
31…切換え手段
32…表示手段
33…伝送レート設定回路
102…クロック分周回路
103…クロック間引き回路
104…信号分配回路
105…信号処理回路
106…信号合成回路
1 ...
4 ...
12 ... MAC
13 ... PLCP
14 ... DA
DESCRIPTION OF
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