JP2010226451A

JP2010226451A - 無線ｌａｎシステムにおける省電力方法および無線端末

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Publication number: JP2010226451A
Application number: JP2009071843A
Authority: JP
Inventors: Haruhiko Tsunoda; 晴彦角田
Original assignee: NEC Infrontia Corp
Current assignee: NEC Platforms Ltd
Priority date: 2009-03-24
Filing date: 2009-03-24
Publication date: 2010-10-07
Anticipated expiration: 2029-03-24
Also published as: JP4895233B2

Abstract

【課題】無線ＬＡＮの省電力モードを適用された端末において、省電力を図りつつデータ受信の遅延を防止する。
【解決手段】無線ＬＡＮの省電力モードを適用された無線端末が、休止状態から稼働状態に切り替えて親局からのビーコン信号を受信する間隔を当該親局へのデータ送信を契機に当該親局のビーコン発信間隔以下の値に更新し、前記データ送信から新たなデータ送信までの間は規定時間の経過ごとにビーコン信号の受信間隔を規定値ずつ増加させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、無線ＬＡＮの省電力モードを適用された無線端末に関する。

無線ＬＡＮにおける無線端末の電力消費を抑える技術として、例えば、後述の非特許文献１に記載の省電力モード（Power Management modes）がある。省電力モードの無線端末は、通信の待ち受け中、低電力で動作する休止状態（Doze）を維持し、通信が必要となった場合に休止状態から復帰して稼働状態（Awake）に切り替える。

一方、端末の親局としてのアクセスポイントは、定期的にビーコン信号を発信しており、端末側で受信すべきデータがある場合、ビーコンのTIM（Traffic Indicator Map）にDTIM（Delivery Traffic Indication Message）を設定し、それを一定の間隔で送信する。休止状態の端末は、所定の受信間隔（Listen Interval）で復帰してDTIMのビーコンを受信し、自局宛のデータの有無を確認する。

ところで、端末におけるビーコン受信間隔は、長く設定するほど、省電力効果が大きくなる反面、データ受信の遅延を引き起こす可能性が高まる。このような受信遅延を低減するための技術として、例えば、後述の特許文献１のものがある。特許文献１には、基地局が、自局に蓄積された送信パケット量に基づいて各ノードの受信間隔を決定するという方法が記載されている。

特開２００７−０９６８９８号公報

"IEEE Std 802.11TM-2007: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications; 11.2 Power management"、IEEE Computer Society、２００７年６月１２日

上記特許文献１の方法によれば、受信間隔の設定が適正化されるが、そのための制御は基地局が行う。よって、この方法では、基地局側の処理負荷が増大しやすいため、基地局のスループット低下といった新たな問題を招くおそれがある。

本発明の目的は、無線ＬＡＮの省電力モードを適用された端末において、省電力を図りつつデータ受信の遅延を防止するための技術を提供することにある。

本発明に係る省電力方法は、無線ＬＡＮの省電力モードを適用された無線端末が、休止状態から稼働状態に切り替えて親局からのビーコン信号を受信する間隔を当該親局へのデータ送信を契機に当該親局のビーコン発信間隔以下の値に更新し、前記データ送信から新たなデータ送信までの間は規定時間の経過ごとにビーコン信号の受信間隔を規定値ずつ増加させるという方法である。

本発明に係る無線端末は、無線ＬＡＮの親局との間で省電力モード準拠の無線通信を行う通信部と、休止状態から稼働状態に切り替えて前記親局からのビーコン信号を受信する間隔を当該親局へのデータ送信を契機に当該親局のビーコン発信間隔以下の値に更新し、前記データ送信から新たなデータ送信までの間は規定時間の経過ごとにビーコン信号の受信間隔を規定値ずつ増加させる制御部とを備える。

本発明によれば、無線ＬＡＮの省電力モードを適用された端末において、省電力を図りつつデータ受信の遅延を防止することができる。

本発明の実施形態における無線ＬＡＮシステムの構成図である。本発明の実施形態における無線端末のフローチャートである。本発明の実施形態の具体例に関する説明図である。

図１に、本発明の実施形態における無線ＬＡＮシステム100の構成を示す。無線ＬＡＮシステム100は、無線端末10と、有線ＬＡＮ40に接続されたアクセスポイント20及びサーバ30とを備える。この無線ＬＡＮシステム100において、無線端末10は、いずれかのアクセスポイント20との無線ＬＡＮ通信を介してサーバ30にアクセスする。

無線端末10は、前述した非特許文献１に記載の省電力モード対応の無線ＬＡＮモジュール11を有する。無線ＬＡＮモジュール11の通信部12は、アクセスポイント20に対する省電力モードによる無線通信を担う。制御部13は、ビーコン信号の受信間隔（Listen Interval）の制御や、無線端末10の状態（Doze及びAwake）の切り替え制御等を担う。

図２に示すフローチャートに沿って、無線端末10におけるビーコン受信間隔の制御について説明する。まず事前に、ビーコン受信間隔に関する初期値（LI₀），最小値（LI_min）及び最大値（LI_max）と、受信間隔の変更時間（T1）と、受信間隔の増加値（α）を無線端末10に登録しておく。

受信間隔の最小値には、アクセスポイント20におけるビーコン発信間隔と同一の値、あるいはそれより小さい値を用意する。受信間隔の初期値は、最小値から最大値までの任意の値とすることができ、例えば、最大値と同一としてもよい。受信間隔の変更時間には、後述するカウンタＴが示し得る値を用意する。受信間隔の増加値としては、最小値と同一の値、あるいはその整数倍を用意する。

無線端末10は、電源が入ると（ステップS1）、登録された受信間隔の初期値を読み出し、それを現行の受信間隔として適用する（ステップS2）。無線端末10は、初期値の間隔で休止状態から復帰し、アクセスポイント20からのビーコン信号を受信する。また、その間、自局からアクセスポイント20に対するデータ送信を行ったかどうかを検知する（ステップS3）。

無線端末10は、アクセスポイント20に対しデータ送信を行った場合、受信間隔を初期値から最小値に更新する（ステップS4）。また、このデータ送信からの経過時間を計るためのカウンタＴを初期化する（ステップS5）。本実施形態では、データ送信からの経過時間を、カウンタＴを用いて受信間隔の最小値単位で計る。なお、このカウンタＴをインクリメントするためのタイマは、現行のビーコン受信間隔を計時するためのタイマとは別個に設けられている。

無線端末10は、カウンタＴのタイマが満了したかどうか、すなわち受信間隔の最小値（LI_min）が経過したかどうかを監視し（ステップS6）、その時間が経過したとき、休止状態から復帰してビーコンを受信する。このときにアクセスポイント20へのデータ送信も行った場合は（ステップS7：Yes）、受信間隔を最小値に維持する（ステップS4）。

また、カウンタＴのタイマが満了したときにデータ送信がなかった場合（ステップS7：No）、無線端末10は、カウンタＴを「１」加算する（ステップS8）。そして、加算後のカウンタＴの値が、事前に登録された受信間隔の変更時間T1に達したかどうかを確認する（ステップS9）。カウンタＴが変更時間T1に達していない場合は、前述のステップS6に戻り、引き続きカウンタＴのタイマを監視する。

一方、カウンタＴが変更時間T1に達した場合、無線端末10は、現行の受信間隔が最大値かどうかを確認する。現時点でまだ最大値に達していない場合は（ステップS10：No）、事前に登録された増加値αを現行の受信間隔に加算する（ステップS11）。このように、データ送信から時間T1が経過した時点で、増加値αの分、受信間隔が長くなるよう更新される。無線端末10は、更新後の受信間隔で休止状態から復帰するよう動作しつつ、カウンタＴのタイマを監視する（ステップS6）。

また、カウンタＴが変更時間T1に達したときの受信間隔が最大値である場合は（ステップS10：Yes）、以降の受信間隔をその最大値に維持する。そして、最大値の受信間隔で休止状態から復帰するよう動作しつつ、カウンタＴのタイマを監視する（ステップS6）。

ここで、図３を参照して、上記動作について具体例を挙げる。図示の上段は、アクセスポイント20におけるビーコン発信間隔を表し、本例では100msごとにビーコンが発信される。また、下段は、省電力モードの無線端末10において、休止状態，ビーコン受信時，データ送信時に応じて消費電力が変化する様子を表す。

無線端末10に電源が入ると、初期値の受信間隔（LI=LI₀）で休止状態から復帰してビーコンを受信する。その後、時刻t1において、無線端末10がアクセスポイント20に対しデータ送信を行うと、受信間隔が初期値から最小値に更新される（LI=LI_min）。本例では、受信間隔の最小値としてビーコン発信間隔と同じ100msが登録されているとする。受信間隔を更新した無線端末10は、最小値の100ms間隔で休止状態から復帰することで、アクセスポイント20からのビーコン信号を毎回受信する。

その後、時刻t1から時間T1が経過する前の時刻t2において、無線端末10が再びデータ送信を行ったとする。これにより、無線端末10のビーコン受信間隔は、引き続き最小値の100msに維持される（LI=LI_min）。

無線端末10は、時刻t2以降も100ms間隔で休止状態から復帰するよう動作し、時刻t3において、時刻t2からデータ送信を行うことなく時間T1が経過したことを検知する。これにより、無線端末10は、現行の受信間隔、すなわち100msに、増加値αを加算した値を新たな受信間隔として適用する（LI=LI_min+α）。

その後、データ送信が発生するまでは、時間T1が経過するごとに、現行の受信間隔に増加値αを加算して更新する。そして、受信間隔が最大値に達すると、以降は最大値を維持する。

このように、本実施形態によれば、無線端末10によるデータ送信からの経過時間に応じて、無線端末10のビーコン受信間隔を動的に変化させる。よって、無線端末10において、省電力効果を保ちつつ、データ受信の遅延を防ぐことが可能となる。

なお、本発明の実施は、上記形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において適宜変更が可能である。例えば、無線端末10によるデータ送信からの経過時間に関し、上記実施形態では、受信間隔の最小値単位でインクリメントされるカウンタＴを用いて計測したが、計測の単位は他の値であってもよい。

本発明は、無線端末（10）の動作に対応したコンピュータプログラム、及び、そのプログラムが格納された記録媒体として実施することができる。

100 無線ＬＡＮシステム
10 無線端末
11 無線ＬＡＮモジュール
12 通信部
13 制御部
20 アクセスポイント
30 サーバ
40 有線ＬＡＮ

Claims

無線ＬＡＮの省電力モードを適用された無線端末が、
休止状態から稼働状態に切り替えて親局からのビーコン信号を受信する間隔を当該親局へのデータ送信を契機に当該親局のビーコン発信間隔以下の値に更新し、
前記データ送信から新たなデータ送信までの間は規定時間の経過ごとにビーコン信号の受信間隔を規定値ずつ増加させることを特徴とする省電力方法。
前記増加させた受信間隔が規定の最大値に達した場合、前記新たなデータ送信が発生するまでの受信間隔として当該最大値を維持することを特徴とする請求項１記載の省電力方法。
前記ビーコン発信間隔以下の値の単位で満了するタイマを用いて前記規定時間の経過を計測することを特徴とする請求項１又は２記載の省電力方法。
前記親局のビーコン発信間隔以下に更新された受信間隔が１００ｍｓであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の省電力方法。
無線ＬＡＮの親局との間で省電力モード準拠の無線通信を行う通信部と、
休止状態から稼働状態に切り替えて前記親局からのビーコン信号を受信する間隔を当該親局へのデータ送信を契機に当該親局のビーコン発信間隔以下の値に更新し、前記データ送信から新たなデータ送信までの間は規定時間の経過ごとにビーコン信号の受信間隔を規定値ずつ増加させる制御部とを備えることを特徴とする無線端末。
前記制御部は、前記増加させた受信間隔が規定の最大値に達した場合、前記新たなデータ送信が発生するまでの受信間隔として当該最大値を維持することを特徴とする請求項５記載の無線端末。
前記制御部は、前記ビーコン発信間隔以下の値の単位で満了するタイマを用いて前記規定時間の経過を計測することを特徴とする請求項５又は６記載の無線端末。
前記親局のビーコン発信間隔以下に更新された受信間隔が１００ｍｓであることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の無線端末。
コンピュータを請求項５乃至８のいずれか１項に記載の無線端末として機能させることを特徴とするプログラム。