JP2007208554A - 通信装置及びシステム - Google Patents

Abstract

【課題】無線ＩＰ電話機の低消費電力化を図る。
【解決手段】メインＣＰＵ１３０は、原則として、ＳＩＰサーバにキープアライブ信号を送信する送信処理の場合にのみ高消費電力状態に遷移し、それ以外の場合には低消費電力状態のままとする。コントローラ１４０は、原則として、アクセスポイントからのビーコン信号に応答する場合にのみ高消費電力状態に遷移し、それ以外の場合には低消費電力状態のままとする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、通信装置及びシステムに関し、特に、無線ネットワーク及びＩＰネットワークに接続可能な通信装置及びシステムに関する。

従来、無線ＬＡＮ（Local Area Network）を通じて、ＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）による音声通話を行うことが可能な無線ＩＰ（Internet Protocol）電話機が存在している。無線ＩＰ電話機は、アクセスポイントの設置個所近傍では、無線ＬＡＮを介して通話を行うことが可能である一方、アクセスポイントが設置されていない場所ではそれが不可能である。このため、現状では、無線ＩＰ電話機は、公衆回線網経由での通話も行えるようなデュアル端末とされている（例えば、非特許文献１）。

ＮＴＴ ＤｏＣｏＭｏ ビジネスオンライン−Ｎ９００ｉＬ ＦＯＭＡ特性・仕様、［online］、［平成１７年３月２２日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.docomo.biz/html/product/cordless/n900il/foma.html＞

ところで、無線ＩＰ電話機は、通話を行う場合には、無線ＬＡＮに接続されたアクセスポイントとの間の接続と、ＩＰネットワークに接続されているＳＩＰサーバなどとの間の接続との双方が必要となる。このような接続は、ＴＤＭＡ方式の携帯電話機やＰＨＳ（Personal Handyphone System）等と比較して、消費電力量が多い。

しかし、無線ＩＰ電話機は、電話の待ち受け時間等を十分に確保するために、低消費電力化を図る必要がある。

そこで、本発明は、無線ＩＰ電話機の低消費電力化を図ることを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の通信装置及びシステムは、
無線ネットワークに接続されている中継機器から当該無線ネットワークを介して送信された信号に応答する応答手段と、
ＩＰネットワークに接続されている呼接続制御用管理サーバに対して当該ＩＰネットワークを介してキープアライブ信号を送信する送信手段と、
前記キープアライブ信号の送信処理時を除き前記送信手段への電力供給を停止する電力制御手段と、を備える。

なお、前記受信信号の送信元を判定する判定手段を備え、
前記応答手段は、前記判定手段によって受信信号の送信元が中継機器であると判定された場合に当該中継機器に対する応答用信号を返信するとよい。

この場合、自装置あてに信号が送信されていない場合には、当該信号の応答処理が不要となるので、その分、省電力化が可能となる。

前記送信手段は、前記呼接続制御用管理サーバとの接続が維持できるタイミングで送信されるキープアライブ信号を生成する生成手段を含む。

この場合、前記キープアライブ信号により、通信装置と呼接続制御用管理サーバとの間の接続が維持されることになる。

前記タイミングは、前記中継機器から送信される特定の信号を受信したことに基づくようにするとよい。具体的には、特定の信号の受信から所定時間を経過したとき、又は、特定の信号を受信してから所定回数の信号を受信したときなどに、前記キープアライブ信号を生成するようにするとよい。

また、本発明の通信システムは、
上記通信装置と、
前記通信装置と無線ネットワークを介して接続される中継機器と、
前記中継機器とＩＰネットワークを介して接続されている呼接続制御用管理サーバとを備える。

本発明によると、送信手段に対して、その機能停止時に電力供給を行わないため、その分、通信装置の省電力化を図ることができる。

発明の実施の形態

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態の通信システムの模式図である。図１には、例えばＩＰ電話端末とＰＨＳ端末又は携帯電話端末などとの双方を実現するデュアル端末１００と、デュアル端末１００が接続される無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ：Wireless Local Area Network）５００と、無線ＬＡＮ５００に接続されるアクセスポイント２００と、アクセスポイント２００が接続されるＩＰネットワーク３００と、ＩＰネットワーク３００に接続されるＳＩＰサーバ４００とを示している。

デュアル端末１００は、無線ＬＡＮ５００に接続するための無線ＬＡＮインターフェイスを内蔵している。また、デュアル端末１００は、公衆回線網に接続するための公衆回線網接続用インターフェイスを内蔵していてもよいし、デュアル端末１００本体にカードスロットを設けておき、公衆回線網接続用インターフェイスを外部インターフェイスとして、当該カードスロットを通じて接続してもよい。この種のインターフェイスには、ＰＤＣ（Personal Digital Cellular）カード、ＩＭＴ−２０００に準拠した高速パケット通信用カード、ＰＨＳカードなどがある。

なお、後者の場合、カードスロットに差し込む外部インターフェイスを、他の機能が搭載された外部インターフェイスに交換することで、デュアル端末１００で実現できる内容をカスタマイズできることになる。交換対象の外部インターフェイスには、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）リーダカードなどがある。

図２（ａ）は、図１に示すデュアル端末１００の模式的なハードウェア構成を示すブロック図である。図２（ａ）に示すように、デュアル端末１００は、必要なプログラム等が格納されているメモリ１２０と、デュアル端末１００本体の動作制御を司るメインＣＰＵ（Central Processor Unit）１３０と、メインＣＰＵ１３０の負担を軽減するためにデュアル端末１００本体の一部動作の制御を司るコントローラ１４０とに大別される。

図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すデュアル端末１００の機能ブロック図である。図２（ａ）に示す、メインＣＰＵ１３０がメモリ１２０或いは外部メモリ（図示せず）などに記憶されているドライバを用い、かつ、コントローラ１４０がメモリ１２０などに記憶されているファームウエアを実行し、後述する処理を行なうことによって実現することができる。

メインＣＰＵ１３０とメモリ１２０などとによって、以下説明する、ＳＩＰスタック１３２と、割込手段１３４と、キープアライブ信号生成手段１３６とを実現する。また、コントローラ１４０とメモリ１２０などとによって、以下説明する、判定手段１４２と、応答手段１４４とを実現する。

ＳＩＰスタック１３２は、ＳＩＰサーバ４００に割り当てられているアドレス及びＳＩＰサーバ４００との間で定義等した情報が登録されているものである。

割込手段１３４は、ＳＩＰスタック１３２に登録されているアドレスあてに送信する、キープアライブ信号を生成するトリガとなる割込処理を行うものである。割込処理は、本実施形態の場合、一例としては、約３０秒に１回のタイミングで行うようにしている。なお、割込処理を実行する間隔は、ＳＩＰサーバ４００に対してデュアル端末１００がキープ状態にあることを報知するのに十分なものでよい。また、この割込手段１３４に代えて、例えば、コントローラ１４０又はメインＣＰＵ１３０に、アクセスポイント２００からの信号の受信回数をカウントするカウンタを備え、カウンタのカウント値が例えば３０回となったときに、割込処理を行うようにしてもよい。

キープアライブ信号生成手段１３６は、割込手段１３４による割込処理に応じて、キープアライブ信号を生成するものである。キープアライブ信号は、コントローラ１４０を通じて、ＳＩＰサーバ４００へ送信される。なお、コントローラ１４０のほかにＳＩＰサーバ４００へのキープアライブ信号送信用のコントローラを別途設けて、当該コントローラを介してＳＩＰサーバ４００へキープアライブ信号を送信するようにしてもよい。

判定手段１４２は、無線ＬＡＮ５００を通じて送信されてきた信号のあて先を判定するものである。具体的には、当該信号が自端末あてになされたか否かを判定するものである。

応答手段１４４は、判定手段１４２によって信号のあて先が自端末であると判定された場合に、アクセスポイント２００に対して応答信号を返信するものである。

ここで、一般的には、組込み用ＯＳ（Operation System）は、以下説明するような省電力化がなされていない。本実施形態では、省電力化技術をデバイスドライバ（ソフトウエア）として組込み用ＯＳに実装している。この組込み用ＯＳには、Windows CE（登録商標）、Embedded Linux（登録商標）、T-Kernel（登録商標）などを用いることができる。
なお、メインＣＰＵ１３０とコントローラ１４０とは、同一のハードウェア構成（１チップ）としてもよい。ただし、これらを図２に示すように別々のハードウェア構成とすると、アクセスポイント２００から送信される信号を受信するたびに、メインＣＰＵ１３０部分が必要以上に起動することがないので、節電効果が高まるという利点がある。ちなみに、別々のハードウェア構成とした場合に、各ハードウェアで実現する機能は、図２に示すような態様に割り当てることが必要ではない点に留意されたい。

アクセスポイント２００は、プライベートＩＰアドレスとグローバルＩＰアドレスとを相互に変換する変換手段を備えている場合がある。具体的には、デュアル端末１００からＳＩＰサーバ４００へ信号を送信する際には、当該信号にはプライベートＩＰアドレスが付加されている。アクセスポイント２００は、この信号を受信すると当該ヘッダー部分に関しては、プライベートＩＰアドレスに対応するグローバルＩＰアドレスに変換してから、ＳＩＰサーバ４００に送信する。ただし、ＳＩＰ信号部分に関しては、プライベートＩＰアドレスのままである。このため、ＳＩＰサーバ４００では、このＳＩＰ信号部分のプライベートＩＰアドレスを、グローバルＩＰアドレスに書き換える。一方、ＳＩＰサーバ４００からデュアル端末１００へ信号を送信する際には、アクセスポイント２００は、このＳＩＰ信号部分のグローバルＩＰアドレスが付加されている信号をＳＩＰサーバ４００から受信し、当該グローバルＩＰアドレスに対応するプライベートＩＰアドレスに変換してから、デュアル端末１００に送信する。
ＳＩＰサーバ４００は、上記のようなアクセスポイント２００の変換手段を有効活用するために、デュアル端末１００へ信号を送信する場合には、グローバルＩＰアドレスが付加されている信号を送信するだけで済むようにしてある。係る手法を用いない場合には、ＳＩＰサーバ４００とＩＰネットワーク３００との間に、セション・ボーダ・コントローラ（Session Border Control：ＳＢＣ）を設けておかなければならない。

図２に示すデュアル端末１００の電力消費量を軽減するための動作の概要は、以下のとおりである。

デュアル端末１００は、主電源投入後に無線ＬＡＮ圏内に位置していることを条件に、無線ＬＡＮ５００及びＩＰネットワーク３００を通じて、アクセスポイント２００及びＳＩＰサーバ４００との間のネゴシエーションを行う。これにより、アクセスポイント２００及びＳＩＰサーバ４００内の各エントリーテーブルに、デュアル端末１００に関する情報が登録される。こうして、デュアル端末１００は、アクセスポイント２００及びＳＩＰサーバ４００との間で接続が確立される。

その後、アクセスポイント２００は、デュアル端末１００に対して、例えば１秒間隔で信号（例えば、ビーコン信号）を送信する。デュアル端末１００では、コントローラ１４０が、当該信号を受信した場合、アクセスポイント２００に対して信号を返信するなどの応答処理を行う。なお、応答処理には、アクセスポイント２００からの信号を受信したときに、コントローラ１４０等によって実現される応答手段に受動的に電力供給を行う場合と、アクセスポイント２００の信号送信タイミングに同期したタイミングで応答手段に能動的に電力供給を行う場合との双方を含む。本実施形態では、応答処理以外では、応答手段に対して電力供給を行わないように、換言すると、上記応答処理以外では、コントローラ１４０に対して最小限の電力供給しか行わないようにしている。

応答処理を行うことで、アクセスポイント２００内のエントリーテーブルから、デュアル端末１００に関する情報が破棄されない。このため、アクセスポイント２００とデュアル端末１００との間の接続は維持される。

また、デュアル端末１００では、メインＣＰＵ１３０等によって実現される送信手段のキープアライブ生成手段１３２が、ＳＩＰサーバ４００に対して送信するキープアライブ信号を、所定時間（例えば３０秒）ごとに生成し、コントローラ１４０へ出力するといった送信処理を行う。本実施形態では、送信処理以外では、送信手段に対して電力供給を行わないように、換言すると、上記応送信処理以外では、メインＣＰＵ１３０に対して最小限の電力供給しか行わないようにしている。このことは、メインＣＰＵ１３０は、原則として、キープアライブ信号を送信するときのみ、当該処理のために高消費電力状態の遷移するものの、その他のときには低消費電力状態のままにしている点に留意されたい。

送信処理を行うことで、ＳＩＰサーバ４００は、デュアル端末１００がキープ状態であるということを判定できる。このため、ＳＩＰサーバ４００とデュアル端末１００との間で確立された接続が維持される。

上記動作により、デュアル端末１００とアクセスポイント２００との接続、デュアル端末１００とＳＩＰサーバ４００との接続がそれぞれ維持されるので、デュアル端末１００は、無線ＬＡＮ５００及びＩＰネットワーク３００を介して、他の通信端末、固定電話機などとの間で、リアルタイムでの発呼、着呼、通話などが可能となる。

図３は、図２に示すメインＣＰＵ１３０の動作を示すフローチャートである。図３には、デュアル端末１００の主電源がオンされ、その後、無線ＬＡＮ５００及びＩＰネットワーク３００を通じて、デュアル端末１００とＳＩＰサーバ４００との間のネゴシエーションが完了した後の動作を示している。図３に示す各処理は、デュアル端末１００の主電源がオフされるまでの間、所定のタイミングで繰り返し実行される。

メインＣＰＵ１３０は、まず、外部から指示が入力されたか否かを判定する（ステップＳ１）。

ここで云う外部からの指示には、ユーザからの指示が含まれる。この指示は、デュアル端末１００に設けられている種々のボタンの何れかが押下されたか否かに基づき判定する。一例としては、ユーザが発呼をしようとして、ダイヤルボタンなどを押下すれば、ユーザからの指示が入力されたと判定される。また、外部からの指示には、デュアル端末１００のアプリケーションソフトウェアで使用されているＷＥＰ（Wired Equivalent Privacy）キーの変更指示が含まれる。また、外部からの指示には、デュアル端末１００に対する電話の着信指示が含まれる。

判定の結果、外部から指示が入力されていない場合には、ステップＳ３へ移行する。一方、外部から指示が入力された場合には、指示に応じた処理が実行される（ステップＳ２）。

ここで、ステップＳ１，Ｓ３に示す処理は、負荷が小さいため、低消費電力状態で実行することができる。一方、ステップＳ２に示す処理は、負荷が大きいため、高消費電力状態に遷移する。換言すると、ステップＳ２に示す処理をスキップして、ステップＳ３へ移行すれば、低消費電力状態のままである。
なお、ＷＥＰキーの変更処理時間は一定である。このような場合には、処理時間経過後すぐに、高消費電力状態から低消費電力状態に遷移するように設定できれば、デュアル端末１００の更なる省電力化を実現できる。このため、本実施形態では、判別処理時間計時用タイマと、指示内容とこれに対応する処理時間とが格納されているメモリと、外部からの指示内容を判別する判別手段と、判別手段によって外部からの指示が一定時間で完了するものである場合にメモリに格納されている当該指示に対応する処理時間を読み出して判別処理時間計時用タイマを設定する設定手段と、判別処理時間計時用タイマがタイムアウトしたときに高消費電力状態から低消費電力状態に遷移する遷移手段とを備えている。

また、メインＣＰＵ１３０では、割込手段１３４が、キープアライブ信号送信用に設定された時間のタイムアウトの有無を判定している（ステップＳ３）。

ステップＳ３に示す処理自体は、メインＣＰＵ１３０においては、割込手段１３４以外の部分では原則的に電力消費されないため、低消費電力状態のままである。なお、原則的という表現は、メインＣＰＵ１３０において、アプリケーションソフトウェアなどを実行している場合があることを考慮したものである。

ステップＳ３に示す判定処理の結果、タイムアウトしていないと判定された場合には、ステップＳ１に移行する。一方、タイムアウトしたと判定された場合には、割込手段１３４は、キープアライブ信号生成手段１３６に対して、キープアライブ信号の生成を指示する指示信号を出力する（ステップＳ４）。

キープアライブ信号生成手段１３６は、指示信号を入力すると、ＳＩＰスタック１３２に登録されているアドレス（ＩＰアドレス）を取得するともに（ステップＳ５）、そのアドレスを付加したキープアライブ信号を生成し（ステップＳ６）、コントローラ１４０へ出力する（ステップＳ７）。

この結果、後述する処理（ステップＳ１５）により、デュアル端末１００からＳＩＰサーバ４００へ、キープアライブ信号が送信される。

その後、メインＣＰＵ１３０は、他の必要処理を実行して、ステップＳ１へ移行する（ステップＳ８）。

ここでいう必要処理とは、例えば、メインＣＰＵ１３０で起動しているアプリケーションソフトウェアのランを継続する処理などを指す。

図３に示す各ステップを基準に消費電力状態をまとめると、メインＣＰＵ１３０は、ステップＳ２の処理を実行する場合には高消費電力状態となり、その他のステップの処理を実行する場合には低消費電力状態となる。

このことは、典型的には、メインＣＰＵ１３０は、外部からの指示入力のあった時点の指示に応じた処理の実行時しか、高消費電力状態とならないことを意味する。したがって、常時、高消費電力状態としておく場合に比して、消費電力量を効果的に抑制できる。

図４は、図２に示すコントローラ１４０の動作を示すフローチャートである。図４には、デュアル端末１００の主電源がオンされ、無線ＬＡＮ５００を通じて、デュアル端末１００とＳＩＰサーバ４００との間のネゴシエーションが完了した後の動作を示している。図４に示す各処理は、デュアル端末１００の主電源がオフされるまでの間、所定のタイミングで繰り返し実行される。

なお、コントローラ１４０は、デュアル端末１００の電源投入直後、及び、デュアル端末１００が無線ＬＡＮ圏外に位置する場合などには、例えば、定期的に信号（例えばプローブ要求信号）を送信することでアクセスポイントとの接続を試みたり、アクセスポイントからの信号（ビーコン信号）を検索したりといった処理を行う。

まず、コントローラ１４０は、上記処理を実行することで、アクセスポイント２００からの信号を受信可能な状態であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。

判定の結果、アクセスポイント２００からの信号を受信可能な状態でない場合には、コントローラ１４０は、ステップＳ１１へ移行する。一方、アクセスポイント２００からの信号を受信可能な状態である場合には、コントローラ１４０の判定手段１４２は、無線ＬＡＮ５００を通じて送信されてきた信号内のＤＴＩＭ（Delivery Traffic Indication Message）などを参照することによって、当該信号が自端末あてに送信されたものであるか否かを判定する（ステップＳ１２）。

判定の結果、アクセスポイント２００からの信号が自端末あてに送信されてない場合には、ステップＳ１１へ移行する。一方、アクセスポイント２００からの信号が自端末あてに送信された場合には、当該信号に対して信号を返信するなどの応答処理を実行する（ステップＳ１３）。

つづいて、コントローラ１４０は、メインＣＰＵ１３０によって生成され、かつ、未送信状態のキープアライブ信号があるか否かを判定する（ステップＳ１４）。

判定の結果、未送信状態のキープアライブ信号がない場合には、ステップＳ１１へ移行する。一方、未送信状態のキープアライブ信号がある場合には、キープアライブ信号送信処理を実行する（ステップＳ１５）。
これにより、コントローラ１４０から無線ＬＡＮ５００を通じてアクセスポイント２００へキープアライブ信号が送信される。この結果、キープアライブ信号は、ＩＰネットワーク３００を経由して、ＳＩＰサーバ４００へ送信される。

図３，図４に示す各ステップを実行すれば、デュアル端末１００とＳＩＰサーバ４００及びアクセスポイント２００との接続を維持しつつ、メインＣＰＵ１３０の電力消費量を軽減できることになる。

なお、本発明の各実施形態では、本発明の内容を例示したに過ぎず、本発明の思想から逸脱しない限り、本願特許請求の範囲に含まれる。

つまり、一例でとして説明した、デュアル端末１００が、アクセスポイント２００のエントリーテーブルから自端末の情報が破棄されるよりも前のタイミングでアクセスポイント２００との間で信号のやり取りを行い、かつ、ＳＩＰサーバ４００に対して所要のタイミングでキープアライブ信号を送信するという思想に相当するものは、本願特許請求の範囲に含まれる。

したがって、例えば、通信モードが、ＰＳＮＰ（Power Save Non Polling）モードであろうが、ＰＳＰ（Power Save Polling）モードであろうが、その他のモードであろうがかまわない。また、現行の種々存在している無線ＬＡＮ規格にいずれを採用しても、上記範囲内であれば、本発明を適用することができるし、更には、今後登場する無線ＬＡＮ規格に対しても適用することができる。

また、各実施形態では、携帯機器であるデュアル端末１００を例に説明したが、本発明による節電効果は、携帯性の有無にかかわらず通信装置一般に適用することができる。したがって、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、ノート型パーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」と称する。）、デスクトップ型ＰＣなどにも適用することができる。

本発明は、通信分野全般に広く利用することができる。

本発明の実施形態の通信システムの模式図である。 図１に示すデュアル端末１００の機能ブロック図である。 図２に示すメインＣＰＵ１３０の動作を示すフローチャートである。 図２に示すコントローラ１４０の動作を示すフローチャートである。の使用例を示す図である。

符号の説明

１００ デュアル端末
１２０ メモリ
１３０ メインＣＰＵ
１３２ ＳＩＰスタック
１３４ 割込手段
１３６ キープアライブ信号生成手段
１４０ コントローラ
１４２ 判定手段
１４４ 応答手段
２００ アクセスポイント
３００ ＩＰネットワーク
４００ ＳＩＰサーバ
５００ 無線ＬＡＮ

Claims (5)

1. 無線ネットワークに接続されている中継機器から当該無線ネットワークを介して送信された信号に応答する応答手段と、
   ＩＰネットワークに接続されている呼接続制御用管理サーバに対して当該ＩＰネットワークを介してキープアライブ信号を送信する送信手段と、
   前記キープアライブ信号の送信処理時を除き前記送信手段への電力供給を停止する電力制御手段と、を備える通信装置。
2. 前記受信信号の送信元を判定する判定手段を備え、
   前記応答手段は、前記判定手段によって受信信号の送信元が中継機器であると判定された場合に当該中継機器に対する応答用信号を返信する、請求項１記載の通信装置。
3. 前記送信手段は、前記呼接続制御用管理サーバとの接続が維持できるタイミングで送信されるキープアライブ信号を生成する生成手段を含む請求項１又は２記載の通信装置。
4. 前記タイミングは、前記中継機器から送信される特定の信号を受信したことに基づく、請求項３記載の通信装置。
5. 請求項１から４のいずれか記載の通信装置と、
   前記通信装置と無線ネットワークを介して接続される中継機器と、
   前記中継機器とＩＰネットワークを介して接続されている呼接続制御用管理サーバとを備える、通信システム。

Images