JP2010103653A

JP2010103653A - 無線通信システム及びその省電力方法並びにそれに用いる無線基地局及び無線端末

Info

Publication number: JP2010103653A
Application number: JP2008271491A
Authority: JP
Inventors: Masaru Abe; 賢阿部
Original assignee: NEC Infrontia Corp
Current assignee: NEC Platforms Ltd
Priority date: 2008-10-22
Filing date: 2008-10-22
Publication date: 2010-05-06
Anticipated expiration: 2028-10-22
Also published as: JP5344557B2

Abstract

【課題】着信の遅延を解消して更なる省電力化を図ることが可能な無線通信システムを提供する。
【解決手段】通信可能なアクティブ状態と通信不可のドーズ状態とを取り得る無線端末１０３と、この無線端末宛ての情報を通信網１０１から受信した時に無線端末がドーズ状態の場合、ジグビー無線通信規格の信号１０５を無線端末へ送信する手段を有する無線基地局１０２とを含み、無線端末は、ドーズ状態の場合に、当該信号を受信してアクティブ状態へ遷移するよう制御する手段を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は無線通信システム及びその省電力方法並びにそれに用いる無線基地局及び無線通信端末に関し、特にＩＥＥＥ８０２．１１規格に基づいた無線ＬＡＮ音声ネットワークにおける省電力方式に関するものである。

本発明に関連する無線ＬＡＮ音声ネットワークにおける省電力方式の例として、特許文献１に記載の技術がある。このような省電力方式では、無線ＬＡＮ音声端末（以下、単に端末と称す）は、省電力モードで動作する場合、ＡＷＡＫＥ状態（通信可能なアクティブ状態）とＤＯＺＥ状態（通信不可のドーズ状態）の２つの状態を遷移する。ＡＷＡＫＥ状態は通信可能な状態であり、ＤＯＺＡ状態は通信を止めて消費電力を低減している状態である。

ここで、無線ＬＡＮ基地局は、予め指定された間隔で、ビーコン信号を送信する。また、無線ＬＡＮ基地局は、ＤＴＩＭ（Delivery Traffic Indication Message ）と呼ばれるメッセージを定期的に前述したビーコンの中に含ませ、送信する。このＤＴＩＭを送信する間隔は、一般的に無線ＬＡＮ基地局において予め設定することができるようになっている。

無線ＬＡＮ基地局は、端末への送信すべきフレームがあった場合、ＤＴＩＭの中に該当の端末の識別子を乗せて送信する。無線ＬＡＮ音声端末は、ＤＴＩＭが送信される間隔でＡＷＡＫＥ状態に遷移しＤＴＩＭを受信する。自分宛てのフレームがなかった場合、再度ＤＯＺＥ状態に遷移する。自分当てのフレームが有ることがＤＴＩＭに示されていた場合、ＰＳ−ＰＯＬＬ（ポーリング（ＰＯＬＬ）に対する応答）と呼ばれるフレームを送信する。

ＰＳ−ＰＯＬＬを受け取った無線ＬＡＮ基地局は端末に対しデータを送信し、端末は当該データを受信する。端末は、データの受信が完了したら、再びＤＯＺＥ状態へ遷移することになる。この様な動作により省電力が実現されている。
特開２００５−１２４１５９号公報

しかし、上述した技術では、受信データの有無に関わらずＤＴＩＭ送信間隔の度に端末はＡＷＡＫＥ状態に遷移しなければならず、省電力の動作としては不十分であった。この回避策として、端末毎にＤＴＩＭを受信する頻度を減らし、省電力効率を上げるなどの手法がとられている。しかしながら、この手法では、端末宛てのフレームがあっても、端末がＤＯＺＥ状態からＡＷＡＫＥ状態に遷移せず、フレームを一定時間受信できずに、例えば音声着信があった場合に、着信が遅れるなどの問題がある。

本発明の目的は、着信の遅延を解消して更なる省電力化を図ることが可能な無線通信システム及びその省電力方法並びにそれに用いる無線基地局及び無線端末を提供することである。

本発明による無線通信システムは、通信可能なアクティブ状態と通信不可のドーズ状態とを取り得る無線端末と、この無線端末宛ての情報を通信網から受信した時に前記無線端末がドーズ状態の場合、ジグビー無線通信規格の信号を前記無線端末へ送信する手段を有する無線基地局とを含み、前記無線端末は、前記ドーズ状態のとき、前記信号を受信して前記アクティブ状態へ遷移するよう制御する手段を有することを特徴とする。

本発明による省電力方法は、通信可能なアクティブ状態と通信不可のドーズ状態とを取り得る無線端末と、無線基地局とを含む無線通信システムにおける省電力方法であって、前記無線基地局において、前記無線端末宛ての情報を通信網から受信した時に前記無線端末がドーズ状態の場合、ジグビー無線通信規格の信号を前記無線端末へ送信するステップと、前記無線端末において、前記ドーズ状態のとき、前記信号を受信して前記アクティブ状態へ遷移するステップとを含むことを特徴とする。

本発明による無線基地局は、通信可能なアクティブ状態と通信不可のドーズ状態とを取り得る無線端末宛ての情報を通信網から受信した時に前記無線端末がドーズ状態の場合、ジグビー無線通信規格の信号を前記無線端末へ送信する手段を含むことを特徴とする。

本発明による無線端末は、通信可能なアクティブ状態と通信不可のドーズ状態とを取り得る無線端末であって、前記ドーズ状態の場合に、無線基地局からのジグビー無線通信規格の信号を受信して前記アクティブ状態へ遷移するよう制御する手段を含むことを特徴とする。

本発明によるプログラムは、無線基地局の動作をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、通信可能なアクティブ状態と通信不可のドーズ状態とを取り得る無線端末宛ての情報を通信網から受信した時に前記無線端末がドーズ状態の場合、ジグビー無線通信規格の信号を前記無線端末へ送信する処理を含むことを特徴とする。

本発明による他のプログラムは、通信可能なアクティブ状態と通信不可のドーズ状態とを取り得る無線端末の動作をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記ドーズ状態の場合に、無線基地局からのジグビー無線通信規格の信号を受信して前記アクティブ状態へ遷移するよう制御する処理を含むことを特徴とする。

本発明によれば、ＤＴＩＭを使用せずに省電力の無線規格ジグビーを使用してジグビー信号を監視することによって、端末へのフレームの有無を検出する方法を採用することにより、端末が自端末宛てのフレームがない限り、ＤＯＺＥ状態を維持するようにして待ち受け時消費電力を低減させることにより、着信の遅延をなくして更なる省電力化を図ることが可能となるという効果がある。

以下に、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態が適用されるシステム概略図である。図１を参照すると、無線ＬＡＮ基地局１０２はＩＥＥＥ８０２．１１規格に基づいた無線通信機能と、ジグビー（ZigBee）無線通信規格に基づいたジグビー通信機能とを有する。無線ＬＡＮ音声端末（単に端末）１０３はＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol ）技術に基づいた音声通信機能とジグビー通信機能とを有し、これまたＩＥＥＥ８０２．１１規格に基づいた無線通信機能を有する。

また、端末１０３は無線ＬＡＮ基地局１０２に接続されている。無線ＬＡＮ基地局１０２は音声通信網１０１と有線ＬＡＮ１０６により接続されており、端末１０３とは無線ＬＡＮ１０４で接続されている。本システム構成により、端末１０２を使用した音声通信サービスが提供されている。

図２を参照すると、図１に示した無線ＬＡＮ基地局１０２の内部構成を示している。図２において、パワーセーブ制御部２０２は、端末がＤＯＺＥ状態かＡＷＡＫＥ状態かを監視する機能と、ジグビーインターフェース部２０４にジグビー信号送信を指示する機能とを有する。ジグビーインターフェース部２０４はジグビー信号を送信する機能を有し、ジグビー無線通信規格に準拠した仕様を有する。パワーセーブバッファ部２０５は、端末がＤＯＺＥ状態だった場合にフレームをバッファしておく機能を有する。

また、有線インターフェース部２０１、主制御部２０２、無線インターフェース部２０６、無線ＬＡＮアンテナ２０８は、無線ＬＡＮ基地局としての基本的な機能であるが、これらは一般的な機能であり、また本発明には直接関係ないために説明は省略する。

図３は図１に示した端末１０３の内部構成を示している。図３において、ジグビーインターフェース部３０３はジグビー信号を受信する機能を有し、ジグビー無線通信規格に準拠した仕様を有する。パワーセーブ制御部３０５は、ジグビーインターフェース部３０３より、ジグビー信号を検知する機能と、パワーセーブの状態を制御する機能とを有する。

無線ＬＡＮインターフェース部３０４、音声通信機能部３０６、スピーカ３０７、マイク３０８は、一般的なＴＣＰ／ＩＰ技術に基づいた音声通話機能を実現するためのものであり、これらの機能については周知であり、また本発明には直接関係ないために説明は省略する。

次に、図２の無線ＬＡＮ基地局１０２が、有線ＬＡＮよりフレームを受信した際の動作を、図４に示すフローチャートを参照して説明する。図２における無線ＬＡＮ基地局１０２において、有線インターフェース部２０１がフレーム受信を検知すると（ステップ４０１）、パワーセーブ制御部２０２は、内部に記憶している端末状態を参照し（ステップ４０２）、端末がＤＯＺＥ状態か、ＡＷＡＫＥ状態かを判別する（ステップ４０３）。

ＡＷＡＫＥ状態であれば、端末はフレームを受信可能であるので、無線ＬＡＮインターフェース部２０８より端末にフレームを送信し（ステップ４０５）、処理終了する（ステップ４０７）。ステップ４０３において、端末がＤＯＺＥ状態であった場合、パワーセーブバッファ部２０５にフレームを格納する（ステップ４０４）。パワーセーブバッファ部２０５にフレームを格納した後、無線ＬＡＮインターフェース部２０６はジグビーインターフェース２０４よりジグビー信号を端末に送信し（ステップ４０６）、処理終了する（ステップ４０７）

次に、図３の端末１０３が無線ＬＡＮ基地局１０２よりジグビー信号１０５を受信した際の動作について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。端末１０３が無線ＬＡＮ基地局１０２よりジグビー信号１０５を受信すると（ステップ６０１）、パワーセーブ制御部３０５でパワーセーブ状態をＡＷＡＫＥ状態に遷移させる（ステップ６０２）。

その後、無線ＬＡＮインターフェース部３０４を起動させ、フレームの送受信を可能にする（ステップ６０３）。そして、無線ＬＡＮインターフェース部３０４より、ＰＳ−ＰＯＬＬフレームを無線ＬＡＮ基地局１０２に送信し（ステップ６０４）、処理を終了する（ステップ６０５）。

次に、図２の無線ＬＡＮ基地局が端末１０３より、ＰＳ−ＰＯＬＬを受信した場合の動作について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。無線ＬＡＮ基地局１０２が、無線ＬＡＮインターフェース部２０６にてＰＳ−ＰＯＬＬを受信すると（５０１）、パワーセーブ制御部２０２において、内部に記憶した該当の端末の状態をＡＷＡＫＥ状態に書換える（ステップ５０２）。

次に、無線ＬＡＮ基地局はパワーセーブバッファ部２０５のデータを参照し（ステップ５０３）、パワーセーブバッファ部２０５にデータがなければ（ステップ５０４）処理を終了する（ステップ５０６）。ステップ５０４において、パワーセーブバッファ部２０５にデータがあれば、パワーセーブバッファ部２０５のデータを、無線ＬＡＮインターフェース部２０６より端末に送信する（ステップ５０５）。その後、ステップ５０３へ戻ることになる。

なお、端末１０３がＤＯＺＥ状態に遷移する際の動作については、本実施の形態においては、周知技術であるＩＥＥＥ８０２．１１ｅの規定に準拠した動作をなすものとし、その説明は省略する。もっとも、端末がＤＯＺＥ状態に遷移する際には、その旨を無線ＬＡＮ基地局へ通知し、無線ＬＡＮ基地局は、この通知を受けて、内部に記憶している端末状態を更新することは勿論である。

以上の構成及び動作とすることにより、端末の待受中においては、消費電力の小さいジグビーのみが起動しているので、消費電力を大幅に低減できることになる。また、定期的にＤＴＩＭを受信する方式ではなく、ジグビーが常に信号を待っているため、上位ネットワークからフレームがきたときにＤＯＺＥ状態からＡＷＡＫＥ状態への遷移が即座にできることになり、音声遅延が生じないことになる。特に、ジグビーは主に家電製品に適用される短距離無線通信規格であり、低速だが消費電力が小さいという特徴があるので、低消費電力に大きく寄与することになる。

上記実施の形態における各動作フローは、予めその動作手順をプログラムとして記録媒体に格納しておき、これをコンピュータであるＣＰＵに読取らせて実行させるように構成できることは明らかである。

本発明の実施の形態が適用される概略システム構成図である。無線ＬＡＮ基地局の内部構成図である。無線ＬＡＮ音声端末の内部構成図である。有線ＬＡＮからパケットを受信した時の無線ＬＡＮ基地局の動作を示す図である。無線ＬＡＮ音声端末からのＰＳ−ＯＬＬを受信した時の無線ＬＡＮ基地局の動作を示す図である。無線ＬＡＮ基地局よりジグビー信号を受信した時の無線ＬＡＮ音声端末の動作を示す図である。

符号の説明

１０１音声通信網
１０２無線ＬＡＮ基地局
１０３無線ＬＡＮ音声端末
１０４無線ＬＡＮ
１０５ジグビー
１０６有線ＬＡＮ
２０１有線インターフェース部
２０２，３０５パワーセーブ制御部
２０３主制御部
２０４，３０３ジグビーインターフェース部
２０５パワーセーブバッファ部
２０６，３０４無線ＬＡＮインターフェース部
２０７，３０１ジグビーアンテナ
２０８，３０２無線ＬＡＮアンテナ
３０６音声通信機能部
３０７スピーカ
３０８マイク

Claims

通信可能なアクティブ状態と通信不可のドーズ状態とを取り得る無線端末と、この無線端末宛ての情報を通信網から受信した時に前記無線端末がドーズ状態の場合、ジグビー無線通信規格の信号を前記無線端末へ送信する手段を有する無線基地局とを含み、
前記無線端末は、前記ドーズ状態の時前記信号を受信して前記アクティブ状態へ遷移するよう制御する手段を有することを特徴とする無線通信システム。
前記無線端末は、前記信号を受信してその応答を前記無線基地局へ送信する手段を、更に有することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
前記無線基地局は、前記応答を受信して、前記無線端末へ前記情報を送信する手段を、更に有することを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
通信可能なアクティブ状態と通信不可のドーズ状態とを取り得る無線端末と、無線基地局とを含む無線通信システムにおける省電力方法であって、
前記無線基地局において、前記無線端末宛ての情報を通信網から受信した時に前記無線端末がドーズ状態の場合、ジグビー無線通信規格の信号を前記無線端末へ送信するステップと、
前記無線端末において、前記ドーズ状態の時前記信号を受信して前記アクティブ状態へ遷移するステップとを含むことを特徴とする方法。
前記無線端末において、前記信号を受信してその応答を前記無線基地局へ送信するステップを、更に含むことを特徴とする請求項４記載の方法。
前記無線基地局において、前記応答を受信して、前記無線端末へ前記情報を送信するステップを、更に含むことを特徴とする請求項５記載の方法。
通信可能なアクティブ状態と通信不可のドーズ状態とを取り得る無線端末宛ての情報を通信網から受信した時に前記無線端末がドーズ状態の場合、ジグビー無線通信規格の信号を前記無線端末へ送信する手段を含むことを特徴とする無線基地局。
前記無線端末からの前記信号に対する応答を受信して、前記無線端末へ前記情報を送信する手段を、更に含むことを特徴とする請求項７記載の無線基地局。
通信可能なアクティブ状態と通信不可のドーズ状態とを取り得る無線端末であって、
前記ドーズ状態の場合に、無線基地局からのジグビー無線通信規格の信号を受信して前記アクティブ状態へ遷移するよう制御する手段を含むことを特徴とする無線端末。
無線基地局の動作をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
通信可能なアクティブ状態と通信不可のドーズ状態とを取り得る無線端末宛ての情報を通信網から受信した時に前記無線端末がドーズ状態の場合、ジグビー無線通信規格の信号を前記無線端末へ送信する処理を含むことを特徴とするコンピュータ読取り可能なプログラム。
通信可能なアクティブ状態と通信不可のドーズ状態とを取り得る無線端末の動作をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記ドーズ状態の場合に、無線基地局からのジグビー無線通信規格の信号を受信して前記アクティブ状態へ遷移するよう制御する処理を含むことを特徴とするコンピュータ読取り可能なプログラム。