JP2010050843A - 通信装置、通信システム、通信方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】データ転送速度が極めて高い近距離一対一通信のシステムにおいて、消費電力を最小限に抑えること。
【解決手段】電界結合または磁界結合により通信相手の装置と近距離一対一通信を行う送受信カプラ１０２と、通信相手の装置と接続確立後に接続を解除することなく、間欠動作を行う間欠動作部３０２と、間欠動作を行う場合に、通信相手の装置に対してその旨を通知する間欠動作通知部３０４と、を備える。従って、データ転送速度が極めて高い近距離一対一通信のシステムにおいて、消費電力を最小限に抑えることが可能となる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、通信装置、通信システム、通信方法及びプログラムに関する。

従来、例えば下記の特許文献１に記載されているように、無線信号を各種装置に伝送して複数の機器間でローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を構成する場合に、スリープモードの場合においても、ネットワーク内の伝送装置の確認を行う技術が知られている。

特開２００２−６４５０１号公報

近時においては、無線通信においてもデータの転送速度が増加している。特に、実現が想定されている近距離一対一通信（大容量近接通信規格）では、大容量のデータを極めて短時間で送信することが可能である。このような状況下において、例えば映画１本分の動画のストリーミングを行う場合、データを再生する速度に比較すると、無線によるデータ転送速度の方が極めて高いため、再生時間に対して非常に短い時間で転送が完了する。

ここで、動画などの大容量のデータを一度に全て送ることとすると、受信側の機器のメモリバッファ容量を非常に大きくする必要がある。このため、データ転送速度が非常に速い環境下では、データを分割して間欠的に送る必要が生じる。

しかしながら、データを間欠的に送る場合、データ転送速度が速くなる程、データを送信した後のデータ転送停止期間が長くなる。このため、受信側の機器では、データ転送停止期間で受信動作を継続して行うと、消費電力が増大するという問題がある。また、送信側の機器においても、データ転送停止期間で通常動作を行うと、消費電力が増大するという問題が生じる。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、データ転送速度が極めて高い近距離一対一通信のシステムにおいて、消費電力を最小限に抑えることが可能な、新規かつ改良された通信装置、通信システム、通信方法及びプログラムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、電界結合または磁界結合により通信相手の装置と近距離一対一通信を行う通信部と、前記通信相手の装置と接続確立後に接続を解除することなく、間欠動作を行う間欠動作部と、間欠動作を行う場合に、前記通信相手の装置に対してその旨を通知する間欠動作通知部と、を備える、通信装置が提供される。

また、前記通信相手の装置から間欠動作の解除を要求するデータフレームを受信した場合に、前記間欠動作を解除する間欠動作解除部を備えるものであってもよい。

また、前記通信相手の装置へ間欠動作の解除を要求するデータフレームを送信する間欠受信動作解除要求部を備えるものであってもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、電界結合または磁界結合による近距離一対一通信により第２の通信装置と通信を行う第１の通信装置と、前記第１の通信装置と接続確立後に接続を解除することなく、間欠受信動作を行う間欠動作部と、間欠動作を行う場合に、前記第１の通信装置に対してその旨を通知する間欠動作通知部と、を備える第２の通信装置と、を備える、通信システムが提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、電界結合または磁界結合により通信相手の装置と近距離一対一通信を行うステップと、前記通信相手の装置と接続確立後に接続を解除することなく、間欠動作を行うステップと、間欠動作を行う場合に、前記通信相手の装置に対してその旨を通知するステップと、を備える、通信方法が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、電界結合または磁界結合により通信相手の装置と近距離一対一通信を行う手段、前記通信相手の装置と接続確立後に接続を解除することなく、間欠動作を行う手段、間欠動作を行う場合に、前記通信相手の装置に対してその旨を通知する手段、としてコンピュータを機能させるためのプログラムが提供される。

本発明によれば、データ転送速度が極めて高い近距離一対一通信のシステムにおいて、消費電力を最小限に抑えることが可能となる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．本発明の一実施形態にかかる通信システムの概要
２．通信機器の構成
３．通信機器のソフトウェアの階層構造
４．通信機器の状態遷移について
５．間欠受信動作の具体例

［本発明の一実施形態にかかる通信システムの概要］
先ず、図１および図２を参照し、本発明の一実施形態にかかる通信システムの概要を説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる通信システムを示した説明図である。図１に示したように、本実施形態にかかる通信システムは、通信機器１００および携帯機器２００（ビデオカメラ）からなる一対の機器（通信装置）と、情報処理装置（ノート型パーソナルコンピュータ）３００とを備える。また、通信機器１００および携帯機器２００は、相互に電界結合することが可能な電界カプラと呼ばれる電極板を備える。通信機器１００および携帯機器２００の双方の電界カプラが例えば３ｃｍ以内に近接されると、一方の電界カプラにより発生される誘導電界の変化を他方の電界カプラが感知する。これにより、通信機器１００および携帯機器２００の間での１対１による電界通信が実現される。

より具体的には、上記電界通信を行う一対の機器は、一方がイニシエータ（Ｉｎｉｔｉａｔｏｒ）として機能し、他方がレスポンダ（Ｒｅｓｐｏｎｄｅｒ）として機能する。イニシエータは接続確立要求を行なう側であり、レスポンダはイニシエータからの接続確立要求を待ち受ける側である。

例えば、携帯機器２００がイニシエータとして機能し、通信機器１００がレスポンダとして機能する場合、携帯機器２００および通信機器１００が近接されると、携帯機器２００から送信される接続確立要求（接続要求フレーム）を通信機器１００が受信する。そして、通信機器１００により接続確立要求が受信されると、通信機器１００は携帯機器２００に対して接続応答許可（接続応答フレーム）を送信する。そして、携帯機器２００が接続応答許可を受信すると、通信機器１００と携帯機器２００と通信の接続が確立する。接続が確立した後、または接続確立と同時に、通信機器１００および携帯機器２００が認証処理を行い、認証処理が正常に終了すると通信機器１００および携帯機器２００がデータ通信可能な状態となる。認証処理としては、例えば、ソフトウェアのバージョン、データ転送方式、各機器が有するプロトコルを示すエミュレーション方式等が通信機器１００および携帯機器２００で一致するか否かの確認などがあげられる。

その後、通信機器１００と携帯機器２００が１対１でデータ通信を行う。より詳細には、携帯機器２００が任意のデータを電界カプラにより通信機器１００へ送信し、通信機器１００が携帯機器２００から受信したデータを情報処理装置３００へ出力する。または、情報処理装置３００から通信機器１００へ任意のデータが入力され、通信機器１００が情報処理装置３００から入力されたデータを電界カプラにより携帯機器２００へ送信する。任意のデータとしては、音楽、講演およびラジオ番組などの音楽データや、映画、テレビジョン番組、ビデオプログラム、写真、文書、絵画および図表などの映像データや、ゲームおよびソフトフェアなどがあげられる。

ここで、電波通信方式のアンテナから放射される電波が距離の２乗に反比例して減衰するのに対し、このような電界カプラから発生される誘導電界の強度は距離の４乗に反比例するため、電界通信が可能な一対の機器間の距離を制限できる点で有利である。すなわち、当該電界通信によれば、周囲に存在する障害物による信号の劣化が少ない、ハッキングや秘匿性を確保するための技術を簡素化できるなどの効果が得られる。

また、アンテナから放射される電波は、電波の進行方向と直交方向に振動する横波成分を有し、偏波がある。これに対し、電界カプラは、進行方向に振動する縦波成分を有し、偏波がなり誘導電界を発生するため、一対の電界カプラの面が対向していれば受信側で信号を受信できる点でも利便性が高い。

なお、本明細書においては、一対の通信装置が電界カプラを利用して近距離無線通信（非接触通信、大容量近接通信）を行う例に重きをおいて説明するが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、一対の通信装置は、磁界結合により通信可能な通信部を介して近距離無線通信を行うことも可能である。電界結合や磁界結合を利用する通信方式によれば、通信相手が近接しない場合には信号が送信されないため、干渉の問題が生じ難い点で電波通信方式より有利である。

なお、図１においては通信装置の一例として通信機器１００および携帯機器２００を示しているが、本発明はかかる例に限定されるものではない。例えば、通信装置は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、家庭用映像処理装置（ＤＶＤレコーダ、ビデオデッキなど）、携帯電話、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）などの情報処理装置であってもよい。また、通信装置は、携帯用音楽再生装置、携帯用映像処理装置、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、家庭用ゲーム機器、携帯用ゲーム機器、家電機器などの情報処理装置であってもよい。また、図１では、情報処理装置３００に通信機器１００を接続しているが、情報処理装置３００と通信機器１００は一体に構成されていても良い。

［通信機器の構成］
図２は、通信機器１００のデータの送受信に関係する構成を説明するための模式図である。データの送受信に関係する構成は、通信機器１００と携帯機器２００の双方で同様に構成されており、携帯機器２００も図２に示す構成を備えている。

図２に示すように、通信機器１００は、送受信カプラ（通信部）１０２、セレクタ１０４、送信処理部１０６、受信処理部１０８、制御部１１０を備えている。送受信カプラ１０２は電界カプラから構成され、携帯機器２００の電界カプラと電界結合により通信を行う。通信機器１００、携帯機器２００がそれぞれ持つ送受信カプラ１０２は、例えば３ｃｍ程度の近距離に離間して対向して配置され、静電結合が可能である。送受信カプラ１０２は、セレク１０４を介して、送信処理部１０６、受信処理部１０８の一方と選択的に接続される。

送信処理部１０６は、送受信カプラ１０２から携帯機器２００へ送信するための送信信号を生成する。送信処理部１０６は、送信データを符号化する符号化器、送信データを拡散する拡散器、送信データをバイナリ系列から複素数信号へ拡張するマッパ、中心周波数へのアップコンバージョンを行うＲＦ回路等の構成要素を備えている。また、受信処理部１０８は、送受信カプラ１０２で受信した受信信号の復号を行う。受信処理部１０８は、受信信号が入力されるＲＦ回路、受信信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部、受信信号をデマップするデマッパ、復号器等の構成要素を備えている。送信処理部１０６は、上位アプリケーションから送信要求が生じると、送信データに基づいてＵＷＢ信号などの高周波送信信号を生成し、送受信カプラ１０２から携帯機器２００へ信号が伝播する。携帯機器２００側の送受信カプラ１０２は、受信した高周波信号を復調及び復号処理して、再現したデータを上位アプリケーションに渡す。携帯機器２００側から通信機器１０へデータを送る場合も同様の処理が行われる。従って、通信機器１００と携帯機器２００との間で双方向の通信が実現される。

例えばＵＷＢ通信のように高周波、広帯域を使用する通信方式によれば、近距離において１００Ｍｂｐｓ程度の超高速データ伝送を実現することができる。また、電波通信ではなく静電結合によりＵＷＢ通信を行う場合、その電界強度は距離の４乗に反比例するため、無線設備から３メートルの距離での電界強度（電波の強さ）を所定レベル以下に抑制することで無線局の免許が不要となる微弱電波とすることができる。このため、安価に通信システムを構成することができる。また、静電結合方式により超近距離でデータ通信を行う場合、周辺に存在する反射物により信号の質が低下することがなく、伝送路上でのハッキングを確実に防止することができ、秘匿性を確保することが可能である。また、電界強度を所定レベル以下に抑制して、例えば３ｃｍ以内の距離のみで通信を可能とすることで、１つの機器に対して２つの機器が同時に通信できない構成とすることができる。従って、近距離での一対一通信を実現することができる。

制御部１１０は、ＣＰＵなどの演算処理部から構成され、通信機器１００の動作全般を制御する。例えば、制御部１１０は、送信処理部１０６による送信信号の生成を制御し、受信処理部１０８による受信信号の復号を制御する。また、制御部１１０は、携帯機器２００に対して接続要求フレームＣ−Ｒｅｑ等を送信する時には、セレクタ１０４へ切換信号を出力し、送受信カプラ１０２と送信処理部１０６を接続させる。また、制御部１１０は、携帯機器２００からの接続要求フレームＣ−Ｒｅｑの待ち受け時には、セレクタ１０４へ切換信号を出力し、送受信カプラ１０２と受信処理部１０８を接続させる。

接続の確立は、一方の機器（イニシエータ）から他方（レスポンダー）に対して接続要求フレームＣ−Ｒｅｑを送信し、レスポンダーから送信された接続応答フレームＣ−Ａｃｃをイニシエータが受信することで実現される。接続要求フレームは、例えばデータファイル転送、データファイル選択などのユーザアクションが入力された側の機器が通信相手に対して送信する。

一方、接続要求フレームは、ユーザアクションの有無に関わらず、所定のタイミングで定期的に送信することもできる。この場合、通信機器１００による接続要求フレームＣ−Ｒｅｑの送信は、通信相手が近傍に位置しているか否かに関わらず、所定の周期で定期的に行われる。これにより、イニシエータからファイル転送などのユーザアクションが行われない場合においても、レスポンダーは、定期的に送信された接続要求フレームＣ−Ｒｅｑを受信することができる。そして、レスポンダーから接続応答フレームＣ−Ａｃｃを返信することで接続が確立される。従って、特にユーザアクションが行われない場合においても、イニシエータとレスポンダーを近接無線通信が可能な範囲まで近づけることによって、接続を確立することができる。接続が確立されると、後述するネゴシエーションが行われ、ネゴシエーションが完了すると、イニシエータ、レスポンダーの双方が相手のハードディスク等のメモリを参照することができる。そして、ディレクトリからデータファイルを指定することで、データファイルの転送等を行うことができる。なお、データファイルの転送は、ＣＳＤＵパケットにより行われる。

［通信機器のソフトウェアの階層構造］
図３は、本実施形態に係る無線通信システムにおいて、イニシエータ、レスポンダーの各機器のソフトウェア構成を階層構造として示した模式図である。図２に示すように、本実施形態では、上層から順にユーザアプリケーション(User Application)２００、ＰＣＬ(Protocol Conversion Layer)２０２、ＣＮＬ(Connection Layer)２０４、物理層(Physical Layer)２０６が構成されている。

ユーザアプリケーション２００は、物理層２０６を搭載する機器において、物理層２０６の上層のソフトウェアの提供するサービスを用いて、データ通信を行うための上位プロトコル（例えばＵＳＢ、ＴＣＰ／ＩＰ、ＯＢＥＸなど）が該当する。また、ユーザアプリケーション２００は、機器操作を行うアプリケーション（例えばウィンドウズ(Windows（登録商標）)、リナックス(Linux)などのＯＳ）が該当する。

ＰＣＬ２０２（プロトコル変換部）は、ユーザアプリケーション２００を、独自のプロトコルに相互変換するプロトコル変換機能をサポートする。これにより、複数の種類のプロトコルを物理層２０６に流すことで、様々なプロトコルをサポートすることが可能である。ＰＣＬ２０２は、上位のユーザアプリケーション２００が生成する音声、映像等のコンテンツデータ、その他のプロトコルのデータ、コマンド等を下位のＣＮＬ２０４が扱うことが可能なデータ形式に変換する処理を行う。また、ＰＣＬ２０２は、接続、切断、機器認証、動作モード設定、初期化等の通信に必要な処理を行う。

ＣＮＬ２０４は、上位のＰＣＬ２０２から受け取ったデータを、所定のパケット構造（ＣＳＤＵパケット）に整形し、イニシエータ、レスポンダー間の送信を行う。ＣＮＬ２０４では、ＣＳＤＵパケットの種別を理解するためのパラメータをＣＳＤＵパケットヘッダに付加する。また、受信においては、物理層２０６が受信したデータを解析し、ＣＳＤＵパケットを抽出し、そのペイロードを上位のＰＣＬ２０２に引き渡す。ＣＳＤＵには、物理層２０６による通信以外のユーザアプリケーション２００で利用可能なステータス情報も含まれており、ＣＮＬ２０４は、これらの生成処理、エラー通知等も行う。

ＣＮＬ２０４自身は、ＰＣＬ２０２からの異なるprotocolから送られてくるデータを受け入れることが可能ではある。しかし、大容量近接通信では異なるプロトコルのデータの送受信は一度セッションの切断を必要とするため、複数プロトコルでのＣＮＬサービスの利用は行わない。

この制限により、複数のＰＣＬエミュレーションからＣＮＬ２０４へデータの入力が行われたとしても、ＣＮＬ２０４はそのデータをマルチプレクスすることはない。また、受信データに複数のプロトコルが含まれていた場合であっても、そのプロトコルの解析、それぞれのプロトコル内容に合わせたＰＣＬ２０２への配信、またはエラー検知によるセッションの切断等の処理は行わない。

このため、ＣＮＬ２０４によるサービスを利用するＰＣＬ２０２側では、必ず利用するプロトコルを１種類に確定した状態でＣＮＬ２０４によるサービスを利用する必要がある。これらのプロトコル方式を確定させるための判断と、必要な送受信を行うのは後述するＰＣＬコモンの役割であり、プロトコルデータの生成、パースはＰＣＬエミュレーションが行う。複数のプロトコルから同時にＣＮＬサービスを利用できないよう排他処理もＰＣＬコモンの役割である。

ＣＮＬ２０４はＰＣＬコモンが接続を確立するのに必要なサービス、接続確立後にＰＣＬエミュレーションがデータの送受信を行うのに必要なサービスを提供する。ＣＮＬ２０４は、現在実行されているサービスが、全転送サイズの途中データなのか、最後のデータなのか、もしくは、データではなくパラメータなのかを示すプロファイルＩＤ(Profile ID)、データサイズ等をＰＣＬ２０２よりパラメータとして受け取る。そして、これらのパラメータをCSDUパケットヘッダに挿入する。ＣＮＬ２０４は、送信パラメータを、大容量近接通信デバイスがデータを送信する際に生成するCSDUパケットの一部に埋め込むことで複数の論理チャネル(Channel)を１つの物理層(PHY Layer)２０６上で実現する。

ＣＮＬ２０４は、ＣＳＤＵの単位でデータ転送を行う。ＣＮＬ２０４はＣＳＤＵ送信時に以下の３種類のプロファイルＩＤ(T_DATA, LT_DATA, CNL_DATA)をＣＳＤＵに対して付与する。さらに、CSDU受信時は、プロファイルＩＤの種類に応じた処理を行う。

T_DATA, LT_DATA
ＣＮＬ２０４は、ユーザデータを転送するCSDUに対して、T_DATAを付与する。ただし、CSDUペイロードへの分割において、最終のCSDUとなる場合にはLT_DATAを付与する。CSDUのペイロードには、ユーザデータのみが格納され、ＣＮＬ２０４がヘッダ情報などを埋め込むことはない。

CNL_DATA
ＣＮＬ２０４は、大容量近接通信システム固有の制御データを転送するCSDUに対して、CNL_DATAを付与する。制御データの例としては、パラメータ情報などがある。CSDUペイロードにはヘッダ情報が埋め込まれる。ＣＮＬ２０４はこのヘッダ情報を解釈し、適切な処理を行う。

ＣＮＬ２０４は、上位層の要求に応じて、物理層２０６のサービスを利用した通信を行う他、物理層２０６の接続の確立、切断、データの連続性の保障などを行う。

大容量近接通信では、ファイル等のデータだけではなく、ＰＣＬ２０２内での管理パラメータや、通信先の同一レイヤー間でのデータの送受信が存在する。これらのファイル、パラメータ類は、ＣＮＬ２０４によって最終的にCSDUフォーマットに準拠した形式で伝送される。データの種別を特定するにはプロファイルＩＤを用いる。これにより、物理層２０６のレベルで、複数の伝送Channelを論理的に用いることが可能となる。従って、通信レートを大幅に向上させることができ、特に動画などの大容量のデータ通信に適している。

物理層２０６は、本実施形態による近距離大容量通信が可能な無線通信システムの大容量近接通信用の物理層であり、誤り訂正機能、プリアンブルセンス(preamble sense)機能を含む。本実施形態では、通信機器の物理層として大容量近接通信用の物理層と称されるものを例示するが、物理層はこれに限定されるものではなく、通信用の汎用的な物理層に適用することができる。大容量近接通信用の物理層は、ＣＳＤＵパケット、プロファイルＩＤ等を用いることで写真、動画などの大容量のデータ通信に特に適したものである。

図４は、ソフトウェアの役割に基づいて、図３の構成をＯＳＩ参照モデルで示したものである。図４に示すように、物理層（第１層）２０６は、データを通信回線に送出するための電気的な変換や機械的な作業を受け持つ。ピンの形状やケーブルの特性なども第１層で定められる。

ＣＮＬ２０４は、データリンク層（第２層）、トランスポート層（第４層）に対応する。データリンク層は、通信相手との物理的な通信路を確保し、通信路を流れるデータのエラー検出などを行う。また、トランスポート層は、通信相手まで確実に効率良くデータを届けるためのデータ圧縮や誤り訂正、再送制御などを行う。なお、本実施形態のシステムはP2P通信であるため、ＯＳＩ参照モデルにおけるネットワーク層（第３層）は設けられておらず、システムを簡略化することができる。

ＰＣＬ２０２は、セッション層（第５層）とプレゼンテーション層（第６層）が対応する。セッション層は、通信プログラム同士がデータの送受信を行うための仮想的な経路（コネクション）の確立や解放を行う。プレゼンテーション層は、セッション層から受け取ったデータをユーザが分かり易い形式に変換したり、アプリケーション層から送られてくるデータを通信に適した形式に変換するなどの処理を行う。

ユーザアプリケーション２００は、アプリケーション層（第７層）に対応する。アプリケーション層は、データ通信を利用した様々なサービスを人間や他のプログラムに提供する。

［通信機器の状態遷移について］
本実施形態のシステムにおいて、イニシエータ、レスポンダーの各通信装置は、接続確立後に間欠受信動作（パワーセーブ動作）に遷移することができる。図５は、本実施形態のシステムにおいて、ＣＮＬ２０４のレイヤにおける状態遷移を示す模式図である。図５に基づいて、パワーセーブモードを含む状態遷移について説明する。

図５において、状態（Ｓｅａｒｃｈ）は、コネクションリクエストＣ−Ｒｅｑを待ち受けている状態である。レスポンダーでは、状態（Ｓｅａｒｃｈ）においてＣ−Ｒｅｑを受信すると、上位レイヤであるＰＣＬ２０２からの応答待ち状態（Ａｃｃｅｐｔ Ｗａｉｔｉｎｇ）となる。この状態で、ＰＣＬ２０２から接続許可（Ａｃｃｅｐｔ）の応答があると、Ｃ−Ａｃｃを送信し、状態（Ｒｅｓｐｏｎｄｅｒ Ｒｅｓｐｏｎｃｅ）となる。一方、応答待ち状態（Ａｃｃｅｐｔ Ｗａｉｔｉｎｇ）でリリースフレームＣ−Ｒｉｓを受信すると、状態（Ｓｅａｒｃｈ）に戻る。

状態（Ｒｅｓｐｏｎｄｅｒ Ｒｅｓｐｏｎｃｅ）において、ＡＣＫを受信すると、状態（Ｒｅｓｐｏｎｄｅｒ Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）へ遷移する。これにより、接続が確立した状態となる。

また、イニシエータでは、状態（Ｓｅａｒｃｈ）において、上位レイヤから接続要求があると、Ｃ−Ｒｅｑを送信し、状態（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ）に遷移する。状態（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ）において、Ｃ−Ａｃｃを受信すると、状態（Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｗａｉｔｉｎｇ）に遷移し、上位レイヤからの応答待ちとなる。状態（Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｗａｉｔｉｎｇ）において、上位レイヤから接続許可が出された場合、状態（Ｉｎｉｔｉａｔｏｒ Ｃｏｎｎｒｃｔｅｄ）へ遷移する。これにより、接続が確立した状態となる。一方、状態（Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｗａｉｔｉｎｇ）において、上位レイヤから接続が許可されなかった場合、状態（Ｓｅａｒｃｈ）へ戻る。

接続確立後の状態（Ｉｎｉｔｉａｔｏｒ Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ、Ｒｅｓｐｏｎｄｅｒ Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）では、接続が解除されない限り、状態（Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）、状態（Ｏｗｎ−Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ）、及び状態（Ｔａｒｇｅｔ Ｓｌｅｅｐ）の間で遷移する。接続確立後は状態（Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）となり、上位レイヤであるＰＣＬ２０２からパワーセーブモードに遷移する旨の指示（Ｕｐｐｅｒ Ｌａｙｅｒ Ｐｏｗｅｒ−ｓａｖｅ Ｏｒｄｅｒ）が出されると、状態（Ｏｗｎ−Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ）に遷移する。

状態（Ｏｗｎ−Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ）では、間欠受信動作が行われる。状態（Ｏｗｎ−Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ）に遷移する場合、通信相手の装置に対してＣ−Ｓｌｅｅｐフレームが送信される。状態（Ｏｗｎ−Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ）において、ＰＣＬ２０２からパワーセーブモードを解除する旨の指示が出された場合、または通信相手からＣ−Ｗａｋｅを受信した場合は、状態（Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）に戻る。

また、状態（Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）において、Ｃ−Ｓｌｅｅｐを受信した場合は、状態（Ｔａｒｇｅｔ Ｓｌｅｅｐ）に遷移する。この場合、通信相手の装置がパワーセーブモードに遷移可能なことを認識する。状態（Ｔａｒｇｅｔ Ｓｌｅｅｐ）において、ＰＣＬ２０２からパワーセーブモードに遷移する旨の指示（Ｕｐｐｅｒ Ｌａｙｅｒ Ｐｏｗｅｒ−ｓａｖｅ Ｏｒｄｅｒ）が出されると、状態（Ｏｗｎ−Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ）に遷移する。そして、自装置もスリープモードとなる。また、状態（Ｔａｒｇｅｔ Ｓｌｅｅｐ）において、ＡＣＫを受信すると、状態（Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）に戻る。

［間欠受信動作の具体例］
以上のように、本実施形態のシステムでは、接続確立後に上位レイヤから間欠受信動作に遷移する旨の指示を受けた場合は、間欠受信動作を行う。図６は、間欠受信動作を示す模式図である。接続確立後、通常は常時受信が行われる。間欠受信動作では、所定の時間間隔で受信（Ａｗａｋｅ）期間が設定され、受信期間を過ぎると、休止（Ｄｏｒｍａｎｔ）期間となり、受信動作が停止される。休止期間では、通信機器の送信処理部１０６、受信処理部１０８などの電力が最小限に抑えられる。従って、休止期間を設定することで、消費電力を最小限に抑えることが可能である。

図７は、装置Ａと装置Ｂの接続が確立された場合に、接続確立後のパワーセーブ動作を示す模式図である。接続確立後に、通信相手のデバイスに対して間欠受信動作を許可する場合、Ｃ−Ｓｌｅｅｐフレームを送信することでその旨を通知する。また、自装置が間欠受信動作を開始する場合にも、Ｃ−Ｓｌｅｅｐフレームを送信することで相手デバイスに対して通知を行う。図７の例において、装置Ａは、装置Ｂに対してＣ−Ｓｌｅｅｐフレームを送信し、自装置を間欠受信動作にする。これにより、装置Ａにおいて、所定時間の受信期間と休止期間が交互に繰り返される。また、図７の例では、Ｃ−Ｓｌｅｅｐフレームを受信した装置Ｂは、間欠受信動作が許可されたため、間欠受信動作に遷移する。なお、Ｃ−Ｓｌｅｅｐフレームは間欠動作が可能であることを示すフレームであるため、Ｃ−Ｓｌｅｅｐを送信した装置Ｂは必ずしも間欠動作を行う必要はない。同様に、装置ＡがＣ−Ｓｌｅｅｐフレームを受信した場合に、装置Ａも必ずしも間欠動作を行う必要はない。

Ｃ−Ｓｌｅｅｐフレームには、休止期間及び受信期間に関する時間情報が記載されている。装置Ａ，Ｂは、この情報に従って休止期間と受信期間を設定し、間欠的に受信を行うことでパワーセーブを行う。

これにより、例えば動画データなどの大容量のデータ送受信する場合などにおいて、間欠的にデータフレームを送信する場合は、送信が行われない期間をパワーセーブモードに設定することで、消費電力を低減することができる。特に、大容量近接通信用の物理層による通信では、極めて高速にデータ転送をすることが可能であるため、動画データなどを送信した場合に、送信するデータ量に対して転送速度が非常に速くなる。このような場合、一度にデータを送ると、受信側の機器のバッファの容量を大きくする必要があるが、間欠的にデータ転送を行うことで、受信側の機器のバッファ量を最小限に抑えることができる。本実施形態では、転送速度を極めて速くすることのできる状況下において、間欠動作を行うことで、消費電力を大幅に低減することが可能となる。

図８は、間欠受信動作を解除する際の動作を示す模式図である。図８では、装置Ｂがパワーセーブモードになっているものとする。間欠受信動作を解除する際には、装置Ａが通信相手の装置Ｂに対してＣ−Ｗａｋｅフレームを送信する。装置Ｂは、休止期間ではＣ−Ｗａｋｅフレームを受信することはできないが、受信期間でＣ−Ｗａｋｅフレームを受信すると、間欠受信動作を解除する。装置Ａは、装置ＢからＣ−Ｗａｋｅフレームに対するACKフレーム応答を受信するまでの間は、Ｃ−Ｗａｋｅフレームの再送を繰り返す。また、装置Ａは、一定時間Ｃ−Ｗａｋｅの再送を繰り返して，ＡＣＫ応答が得られない場合は、装置Ｂとの接続が切断されたものと判断する。

また、間欠受信動作を行っている装置に対しては、通信相手の装置から定期的にＣ−Ｐｒｏｂｅフレームが送信される。Ｃ−Ｐｒｏｂｅフレームは、無線接続が有効かどうかを確認するために送信される。上述したＣ−Ｗａｋｅフレームは、間欠受信動作から連続受信動作への状態遷移を伴うものであるが、Ｃ−ＰｒｏｂｅフレームはＣＮＬ２０４の状態遷移を伴わないものである。具体的には、間欠動作を行っている装置は、Ｃ−Ｐｒｏｂｅフレームを受信した場合は、ＣＰＵを起動することなく、ＡＣＫフレームを返す動作のみを行う。

図９は、間欠受信動作を行っている装置Ｂに対して、装置ＡからＣ−Ｐｒｏｂｅフレームを送信している様子を示す模式図である。装置Ｂは、休止期間でＣ−Ｐｒｏｂｅフレームを受信した場合、特に動作を行わない。一方、装置Ｂは、受信期間でＣ−Ｐｒｏｂｅフレームを受信した場合、装置Ａに対してＡＣＫを送信する。この際、Ｃ−ＰｒｏｂｅフレームはＣＮＬ２０４の状態遷移を伴わないため、送信処理部１０６、受信処理部１０８などの電力を最小限に抑えている状態が維持される。従って、引き続き消費電力を低減することが可能である。なお、Ｃ−Ｐｒｏｂｅフレームは、受信期間で受信が可能なように、そのデータ長が規定されている。

装置Ａは、ＡＣＫの受信により装置Ｂとの接続が維持されていることを認識する。また、装置Ａは、Ｃ−Ｐｒｏｂｅフレームに対するＡＣＫを受信しなかった場合は、装置Ｂとの接続が切断されたものと判断し、装置Ｂとのデータの送受信に関する処理を終了するなどの必要な処理を行うことができる。このように、装置Ａは、定期的にＣ−Ｐｒｏｂｅフレームを送信し、ＡＣＫを受信したか否かによって装置Ｂとの接続が継続しているか否かを認識することができる。以上のように、装置Ａ側では、Ｃ−Ｐｒｏｂｅフレームを送信することで、相手デバイスが間欠受信動作を行っている場合に、相手の状態(間欠受信動作)を保持したまま、相手がまだ通信可能範囲にいることを確認することが可能となる。

図１０は、間欠動作に関係する通信機器の機能ブロック構成を示す模式図である。図１０に示すように、通信機器は、間欠動作部３０２、間欠動作通知部３０４、間欠動作解除部３０６、間欠動作解除要求部３０８を備える。間欠動作部３０２は、上位レイヤからの指令に基づいて、間欠動作を行う。間欠動作通知部３０４は、通信相手の装置に対してＣ−Ｓｌｅｅｐを送信する。間欠動作解除部３０６は、上位レイヤからの指令に基づいて間欠動作を解除する。間欠動作解除要求部３０８は、通信相手の装置に対してＣ−Ｗａｋｅを送信する。なお、図１０に示す機能ブロックは、ハードウェア（回路）、又は演算処理部（ＣＰＵ）とこれを機能させるソフトウエア（プログラム）によって構成することができる。演算処理部（ＣＰＵ）とソフトウエアによって構成する場合、これらの機能ブロックは、主として上述したＣＮＬ２０６によって構成され、そのプログラムは、通信機器１００、携帯機器２００が備えるメモリ等の記録媒体に格納されることができる。

以上説明したように本実施形態によれば、接続確立後に間欠動作を行うことにより、消費電力を低減することができる。特に、大容量近接通信用の物理層による通信では、極めて高速にデータ転送をすることが可能であるため、動画データなどを送信した場合に、送信するデータ量に対して転送速度が非常に速くなる。このような場合において、間欠的にデータ転送を行うことで、受信側の機器のバッファ量を最小限に抑えることができるとともに、消費電力を大幅に低減することが可能となる。なお、上述した例では、無線通信システムを例に挙げて説明したが、通信システムは有線のものであってもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明の一実施形態にかかる通信システムを示した説明図である。 通信機器のデータの送受信に関係する構成を説明するための模式図である。 イニシエータ、レスポンダーの各機器のソフトウェア構成を階層構造として示した模式図である。 図３の構成をＯＳＩ参照モデルで示した模式図である。 ＣＮＬのレイヤにおける状態遷移を示す模式図である。 間欠受信動作を示す模式図である。 装置Ａと装置Ｂの接続が確立された場合に、接続確立後のパワーセーブ動作を示す模式図である。 間欠受信動作を解除する際の動作を示す模式図である。 間欠受信動作を行っている装置Ｂに対して、装置ＡからＣ−Ｐｒｏｂｅフレームを送信している様子を示す模式図である。 間欠動作に関係する通信機器の機能ブロック構成を示す模式図である。

符号の説明

１０２ 送受信カプラ
３０２ 間欠動作部
３０４ 間欠動作通知部

Claims (6)

1. 電界結合または磁界結合により通信相手の装置と近距離一対一通信を行う通信部と；
   前記通信相手の装置と接続確立後に接続を解除することなく、間欠動作を行う間欠動作部と；
   間欠動作を行う場合に、前記通信相手の装置に対してその旨を通知する間欠動作通知部と；
   を備える、通信装置。
2. 前記通信相手の装置から間欠動作の解除を要求するデータフレームを受信した場合に、前記間欠動作を解除する間欠動作解除部を備える、請求項１に記載の通信装置。
3. 前記通信相手の装置へ間欠動作の解除を要求するデータフレームを送信する間欠受信動作解除要求部を備える、請求項１に記載の通信装置。
4. 電界結合または磁界結合による近距離一対一通信により第２の通信装置と通信を行う第１の通信装置と；
   前記第１の通信装置と接続確立後に接続を解除することなく、間欠受信動作を行う間欠動作部と、間欠動作を行う場合に、前記第１の通信装置に対してその旨を通知する間欠動作通知部と、を備える第２の通信装置と；
   を備える、通信システム。
5. 電界結合または磁界結合により通信相手の装置と近距離一対一通信を行うステップと；
   前記通信相手の装置と接続確立後に接続を解除することなく、間欠動作を行うステップと；
   間欠動作を行う場合に、前記通信相手の装置に対してその旨を通知するステップと；
   を備える、通信方法。
6. 電界結合または磁界結合により通信相手の装置と近距離一対一通信を行う手段；
   前記通信相手の装置と接続確立後に接続を解除することなく、間欠動作を行う手段；
   間欠動作を行う場合に、前記通信相手の装置に対してその旨を通知する手段；
   としてコンピュータを機能させるためのプログラム。

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