JP2008211343A - 通信システム、アクセスポイント、端末装置、および通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】端末装置が常時ネットワークに接続してサーバとセッションを維持するサービスにおいて、セッションを維持しつつ、更なる端末装置の省電力化を実現すること。
【解決手段】端末セッション状態管理部２１２は、端末装置毎に、すべてのセッションのセッション状態情報を記憶し、端末装置１００からパケットを受信する度にパケットからセッション状態情報を抽出して記憶内容を更新する。また、端末セッション状態管理部２１２は、セッション維持データの送信に必要な情報をセッション状態情報と対応付けて記憶する。セッション維持パケット送信部２１３は、端末セッション状態管理部２１２の記憶内容に基づいてセッションの生存状態を確認し、生存状態（ＵＰ）のアプリケーションについて端末装置１００の通信相手であるサーバに該アプリケーションに対応したセッション維持パケットを送信する。
【選択図】図２

Description

本発明は、端末装置がアクセスポイントを介してサーバと通信を行う通信システム、その通信システムのアクセスポイント、端末装置および通信方法に関する。

近年、携帯電話やノートパソコンなどの端末装置が移動しながらインターネットに接続してサービスを受けることが可能な通信システムが広く普及している。また、この通信システムにおいて、ＶｏＩＰ（Voice over IP）サービスなど、端末装置が常時ネットワークに接続してサーバとセッションを維持する必要があるサービスが増えている。このサービスでは、ユーザデータの送信とは別に、セッション維持のために、端末装置から定期的にセッション維持パケット（Keep Aliveパケット）が送信される。

特許文献１には、このサービスにおいて省電力化を図る技術が開示されている。特許文献１では、端末装置のＣＰＵ（Central Processing Unit）に接続したデバイスがパケットの送受信情報からセッション維持パケットの送信周期を予測し、セッション維持パケットを送信しない時間にＣＰＵを省電力（sleep）モードに遷移させることにより、省電力化を実現させる。
特開２００４−１９２２５６号公報

しかしながら、上記従来技術では、送信すべきユーザデータがなくても、セッション維持パケットを送信するために端末装置のＣＰＵを動作させなければならないため、省電力効果が不十分である。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、端末装置が常時ネットワークに接続してサーバとセッションを維持するサービスにおいて、セッションを維持しつつ、更なる端末装置の省電力化を実現することができる通信システム、アクセスポイント、端末装置、および通信方法を提供することを目的とする。

本発明の通信システムは、端末装置がアクセスポイントを介してサーバとユーザデータの通信を行う通信システムであって、前記アクセスポイントが、セッション維持に使用されるセッション維持パケットを生成し、前記サーバに定期的に送信する、構成を採る。

本発明のアクセスポイントは、端末装置がアクセスポイントを介してサーバとユーザデータの通信を行う通信システムに使用される前記アクセスポイントであって、前記端末装置から受信したセッションの生存状態を示す情報を記憶する端末セッション状態管理手段と、セッションが生存しているアプリケーションについてセッション維持に使用されるセッション維持パケットを前記サーバに送信するセッション維持パケット送信手段と、を具備する構成を採る。

本発明の端末装置は、各アプリケーションのセッションの生存状態を設定するセッション状態設定手段と、すべてのセッションの生存状態を示す情報を上記アクセスポイントに送信するセッション状態通知手段と、を具備する構成を採る。

本発明の通信方法は、端末装置がアクセスポイントを介してサーバとユーザデータの通信を行う通信システムの通信方法であって、前記アクセスポイントが、セッション維持に使用されるセッション維持パケットを生成する第１ステップと、前記アクセスポイントが、生成したセッション維持パケットを前記サーバに定期的に送信する第２ステップと、を具備する方法を採る。

本発明によれば、アクセスポイントが端末装置の代わりにセッション維持パケットの送信を行うため、送信すべきユーザデータがない場合には端末装置のＣＰＵを省電力モード（電源オフ／クロック停止／クロック低下）に遷移させることができ、更なる端末装置の省電力化を実現することができる。

以下、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。

図１は、本発明の一実施の形態に係る通信システムの構成を示す図である。図１に示す通信システムは、端末装置１００と、アクセスポイント２００と、サーバ３００とから構成される。端末装置１００とアクセスポイント２００とは、無線ＬＡＮ等により無線接続される。アクセスポイント２００とサーバ３００とは有線接続される。

本通信システムでは、端末装置１００は、ＣＰＵ１１０と通信デバイス（無線ＬＡＮデバイス）１２０を有し、アクセスポイント２００を介してサーバ３００とユーザデータの通信を行う。

端末装置１００からサーバ３００に向けてユーザデータを送信する場合、端末装置１００では、ＣＰＵ１１０がアプリケーションを動作させてユーザパケットを作成し、通信デバイス１２０がユーザパケットをアクセスポイント２００に無線送信する。ユーザパケットは、アクセスポイント２００を経由してサーバ３００に入力される。

また、サーバ３００から端末装置１００に向けてユーザデータを送信する場合、サーバ３００は、アプリケーションを動作させてユーザパケットを作成し、ユーザパケットをアクセスポイント２００に出力する。ユーザパケットは、アクセスポイント２００を経由して端末装置１００の通信デバイス１２０に受信され、ＣＰＵ１１０に入力される。

このように、本通信システムにおいてユーザデータを通信する場合、端末装置１００では、ＣＰＵ１１０及び通信デバイス１２０のいずれも動作する。

一方、本通信システムでは、アクセスポイント２００が、端末装置１００の代わりにサーバ３００とセッション維持データの通信を行う。この結果、送信すべきユーザデータが存在せず、セッション維持データのみを通信する場合には、端末装置１００のＣＰＵ１１０を省電力モードにすることができる。

そのために、本通信システムでは、アクセスポイント２００がセッション維持データを送信するために必要な情報を、通信開始前にあらかじめアクセスポイント２００に設定し、定期的に、端末装置１００からアクセスポイント２００に、該セッションを張っているプロトコルよりも下位のレイヤを用いて各セッションの生存状態を通知する。

図２は、本実施の形態に係る端末装置１００およびアクセスポイント２００の構成を示すブロック図である。

図２に示すように、端末装置１００は、ＣＰＵ１１０と、通信デバイス１２０と、ＣＰＵ省電力制御部１３０と、を有する。ＣＰＵ１１０は、セッション維持情報設定部１１１と、セッション維持情報通知部１１２と、セッション状態設定部１１３と、を有する。通信デバイス１２０は、セッション状態管理部１２１と、セッション状態通知部１２２と、を有する。

セッション維持情報設定部１１１は、使用するアプリケーションのセッション毎にセッション識別子を割り当てる。また、セッション維持情報設定部１１１は、セッション維持データの送信に必要な情報とセッション識別子とを対応付けた情報（以下、「セッション維持情報」という）を記憶し、ユーザデータ通信開始前に、セッション維持通知部１１２およびセッション状態設定部１１３にセッション維持情報を出力する。なお、セッション維持データの送信に必要な情報には、セッション維持データの送信間隔を示す情報、各アプリアプリケーションの識別情報等が含まれる。

セッション維持情報通知部１１２は、セッション維持情報設定部１１１から出力されたセッション維持情報を含むパケット（セッション維持情報メッセージ）を生成し、該パケットをアクセスポイント２００に送信する。

セッション状態設定部１１３は、各アプリケーションのセッションの生存状態を設定する。そして、セッション状態設定部１１３は、最初にセッションの生存状態を設定した時点あるいはセッションの生存状態を変更した時点で、セッション識別子とセッションの生存状態とを対応付けた情報（以下、「セッション状態情報」という）をセッション状態管理部１２１に出力する。なお、本実施の形態では、アプリケーションのセッションが生存している状態を「ＵＰ」と表し、生存していない状態を「ＤＯＷＮ」と表す。

セッション状態管理部１２１は、図３に示すように、すべてのセッションのセッション状態情報を記憶し、セッション状態設定部１１３からセッション状態情報を入力する度に記憶内容を更新する。

セッション状態通知部１２２は、所定のタイミングで、セッション状態管理部１２１からすべてのセッションのセッション状態情報を取得してパケットに埋め込み、下位レイヤ通信で該パケットをアクセスポイント２００に送信する。セッション状態情報をパケットに埋め込む例として、セッション識別子をパケットの所定ビットに対応付け、そのビットの状態（１＝ＵＰ、０＝ＤＯＷＮ）でセッションの生存状態をアクセスポイントに通知する方法等が考えられる。なお、IEEE802.11のProbe Requestの未使用ビットにセッション状態情報を埋め込んでも良い。

ＣＰＵ省電力制御部１３０は、各セッションについて、ユーザデータ通信時にはＣＰＵ１１０を動作モードに遷移させ、ユーザデータが存在しない場合にはＣＰＵ１１０を省電力モードに遷移させる。

図２に示すように、アクセスポイント２００は、セッション維持情報受信部２１１と、端末セッション状態管理部２１２と、セッション維持パケット送信部２１３と、を有する。

セッション維持情報受信部２１１は、端末装置１００から受信したパケットからセッション維持情報を抽出し、端末セッション状態管理部２１２に登録する。

端末セッション状態管理部２１２は、図４に示すように、端末装置毎に、すべてのセッションのセッション状態情報を記憶し、端末装置１００からパケットを受信する度にパケットからセッション状態情報を抽出して記憶内容を更新する。また、端末セッション状態管理部２１２は、セッション維持データの送信に必要な情報をセッション状態情報と対応付けて記憶する。なお、図４では、セッション維持データの送信に必要な情報として、送信間隔と送信パケットを例に示しているが、本発明はこれに限られない。

セッション維持パケット送信部２１３は、端末セッション状態管理部２１２の記憶内容に基づいてセッションの生存状態を確認し、生存状態（ＵＰ）のアプリケーションについて端末装置１００の通信相手であるサーバ３００に該アプリケーションに対応したセッション維持パケットを送信する。

図５は、本実施の形態に係る端末装置１００およびアクセスポイント２００におけるセッション維持データ通信の流れを示すフロー図である。

端末装置１００は、まず、セッション維持情報設定部１１１がセッション維持情報を設定し（ＳＴ５０１）、セッション維持情報通知部１１２がセッション維持情報を含むパケットをアクセスポイント２００に送信する（ＳＴ５０２）。

そして、セッション状態設定部１１３がアプリケーションのセッションの生存状態を設定し（ＳＴ５０３）、セッション状態管理部１２１がすべてのセッションのセッション状態情報を記憶する（ＳＴ５０４）。

その後、セッション状態通知部１２２がセッション状態情報を埋め込んだパケットを下位レイヤ通信でアクセスポイント２００に送信するとともに（ＳＴ５０５）、タイマーｔをスタートさせる（ＳＴ５０６）。

その後、セッション状態設定部１１３がアプリケーションのセッションの生存状態を変更した場合（ＳＴ５０７；ＹＥＳ）、セッション状態管理部１２１がセッション状態情報を更新する（ＳＴ５０８）。

そして、タイマーｔをスタートさせてから所定時間Ｔが経過すると（ＳＴ５０９；ＹＥＳ）、セッション状態通知部１２２がタイマーｔをリセットする（ＳＴ５１０）。以下、端末装置１００では、ＳＴ５０５からＳＴ５１０のステップが繰り返される。

アクセスポイント２００は、セッション維持情報受信部２１１が端末装置１００から受信したパケットからセッション維持情報を抽出し、端末セッション状態管理部２１２に登録する（ＳＴ５５１）。また、端末セッション状態管理部２１２が端末装置１００から受信したパケットからセッション状態情報を抽出して記憶する（ＳＴ５５２）。

その後、各セッションについて、セッション維持パケット送信タイミングになると（ＳＴ５５３；ＹＥＳ）、セッション維持パケット送信部２１３が生存状態（ＵＰ）のアプリケーションについて端末装置１００の通信相手であるサーバ３００に該アプリケーションに対応したセッション維持パケットを送信する（ＳＴ５５４；ＹＥＳ、ＳＴ５５５）。以下、アクセスポイント２００では、ＳＴ５５２からＳＴ５５５のステップが繰り返される。

このように、本実施の形態によれば、アクセスポイントが端末装置の代わりにセッション維持パケットの送信を行うため、送信すべきユーザデータがない場合には端末装置のＣＰＵを省電力モードに遷移させることができ、更なる端末装置の省電力化を実現することができる。

図６は、本実施の形態に係る通信システムの効果を示す図である。図６Ａは、アプリケーションの通信状況の一例を示し、図６Ｂは、従来の通信システムにおける端末装置の消費電力およびＣＰＵ状態を示し、図６Ｃは、本実施の形態に係る通信システムにおける端末装置の消費電力およびＣＰＵ状態を示す。

図６Ａに示すように、ユーザデータは不定期かつ断続的に送信され、セッション維持データは一定間隔で送信される。区間Ｘは、ユーザデータが送信されず、セッション維持データのみが送信される区間である。

図６Ｂに示すように、従来の通信システムでは、端末装置がセッション維持データを送信するため、ユーザデータが送信されない区間ＸにおいてもＣＰＵを動作（run）モードにしなければならず、その間に電力を消費する。

これに対し、図６Ｃに示すように、本実施の形態に係る通信システムでは、アクセスポイントがセッション維持データを送信するため、ユーザデータが送信されない区間ＸにおいてはＣＰＵを省電力（sleep）モードにすることができ、その間に電力を消費せずに済む。

なお、本実施の形態では、端末装置１００が、セッション維持データの送信に必要な情報をアクセスポイント２００に通知する場合について説明したが、本発明はこれに限られず、アクセスポイント２００に、セッション維持データに送信に必要な情報を手動で設定してもよい。

また、本実施の形態のセッション維持パケットは、セッションを維持する目的ためだけのパケットでなくても良く、定期的・断続的に送信するパケットであれば本発明に適用することができる。

また、本発明では、セッションを維持するプロトコル（アプリケーション）および下位レイヤのプロトコルは特に限定しない。セッションを維持するプロトコルとして、IPsec、SIP、PPP、UpnPなどを想定し、下位レイヤのプロトコルとして、無線LAN、Ethernet（登録商標）、Bluetooth、WiMAX、IPなどを想定することができる。

本発明は、端末装置がアクセスポイントを介してサーバと通信を行う通信システムに用いるに好適である。

本発明の一実施の形態に係る通信システムの構成を示す図 本発明の一実施の形態に係る端末装置およびアクセスポイントの構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態に係る端末装置が管理するセッション状態を示す図 本発明の一実施の形態に係るアクセスポイントが管理する端末装置毎のセッション状態を示す図 本発明の一実施の形態に係る端末装置およびアクセスポイントにおけるセッション維持データ通信の流れを示すフロー図 本発明の一実施の形態に係る通信システムの効果を示す図

符号の説明

１００ 端末装置
１１０ ＣＰＵ
１１１ セッション維持情報設定部
１１２ セッション維持情報通知部
１１３ セッション状態設定部
１２０ 通信デバイス
１２１ セッション状態管理部
１２２ セッション状態通知部
１３０ ＣＰＵ省電力制御部
２００ アクセスポイント
２１１ セッション維持情報受信部
２１２ 端末セッション状態管理部
２１３ セッション維持パケット送信部
３００ サーバ

Claims (7)

1. 端末装置がアクセスポイントを介してサーバとユーザデータの通信を行う通信システムであって、
   前記アクセスポイントが、セッション維持に使用されるセッション維持パケットを生成し、前記サーバに定期的に送信する、通信システム。
2. 前記端末装置が、前記アクセスポイントに各アプリケーションのセッションの生存状態を示す情報を送信し、
   前記アクセスポイントが、セッションが生存しているアプリケーションについてセッション維持パケットを前記サーバに送信する、請求項１記載の通信システム。
3. 端末装置がアクセスポイントを介してサーバとユーザデータの通信を行う通信システムに使用される前記アクセスポイントであって、
   前記端末装置から受信したセッションの生存状態を示す情報を記憶する端末セッション状態管理手段と、
   セッションが生存しているアプリケーションについてセッション維持に使用されるセッション維持パケットを前記サーバに送信するセッション維持パケット送信手段と、
   を具備するアクセスポイント。
4. 各アプリケーションのセッションの生存状態を設定するセッション状態設定手段と、
   すべてのセッションの生存状態を示す情報を請求項３記載のアクセスポイントに送信するセッション状態通知手段と、
   を具備する端末装置。
5. 前記セッション状態通知手段は、すべてのセッションの生存状態を示す情報を埋め込んだパケットを、ユーザデータの通信に用いられるレイヤよりも下位のレイヤを用いて前記アクセスポイントに送信する、請求項４記載の端末装置。
6. 端末装置がアクセスポイントを介してサーバとユーザデータの通信を行う通信システムの通信方法であって、
   前記アクセスポイントが、セッション維持に使用されるセッション維持パケットを生成する第１ステップと、
   前記アクセスポイントが、生成したセッション維持パケットを前記サーバに定期的に送信する第２ステップと、
   を具備する通信方法。
7. 前記端末装置が、前記アクセスポイントに各アプリケーションのセッションの生存状態を示す情報を送信する第３ステップを具備し、
   前記第２ステップでは、前記アクセスポイントが、セッションが生存しているアプリケーションについてセッション維持パケットを前記サーバに送信する、請求項６記載の通信方法。
   

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