JP2013038542A - Base station device and sleep control method - Google Patents

Base station device and sleep control method Download PDF

Info

Publication number
JP2013038542A
JP2013038542A JP2011171966A JP2011171966A JP2013038542A JP 2013038542 A JP2013038542 A JP 2013038542A JP 2011171966 A JP2011171966 A JP 2011171966A JP 2011171966 A JP2011171966 A JP 2011171966A JP 2013038542 A JP2013038542 A JP 2013038542A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sleep
base station
sleep control
transmission
packet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011171966A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5518807B2 (en
Inventor
Yohei Ono
陽平 大野
Chun-Hsiang Huang
俊翔 黄
Hiroaki Goto
弘明 後藤
Mamoru Akimoto
守 秋元
Atsushi Ota
厚 太田
Masataka Iizuka
正孝 飯塚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2011171966A priority Critical patent/JP5518807B2/en
Publication of JP2013038542A publication Critical patent/JP2013038542A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5518807B2 publication Critical patent/JP5518807B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a base station device and sleep control method for improving power saving effect.SOLUTION: A base station device comprises: a transmission buffer for storing transmission packets addressed to a terminal station; transmission means for transmitting the transmission packets stored in the transmission buffer; reception means for receiving the packets transmitted from the terminal station; recording means for recording a communication history showing transmission/reception of the transmission packets to/from the terminal station; first sleep control means for making the base station device be in a sleep state over a predetermined period; second sleep control means for repeatedly making the base station device be in an awake state and, when receiving no packets from the terminal station, be in a sleep state over a period shorter than that of the first sleep control means; and control means for selecting the first sleep control means when no transmission packets are in the transmission buffer and no communication history in a predetermined period is in the recording means, and selecting the second sleep control means, otherwise.

Description

本発明は、無線アクセスシステムを構成する基地局において、消費電力を低減するための基地局装置およびスリープ制御方法に関する。   The present invention relates to a base station apparatus and a sleep control method for reducing power consumption in a base station constituting a radio access system.

近年のインターネットの普及と共に、光回線やADSL等の有線回線に加え、スマートフォンを中心とするモバイル環境でのインターネット利用が増大している。モバイル環境では、第3世代携帯電話(3G)や次世代携帯電話と位置づけられるLTE(Long Term Evolution )などの回線を利用する。これらのシステムは、無線アクセスに利用される様々な周波数帯の中でも、比較的使い勝手のよいマイクロ波帯を利用するものであり、この周波数帯の性質を利用して、ひとつの基地局で広範囲のエリアを一括してサービスエリアにすることが可能である。   With the spread of the Internet in recent years, the use of the Internet in mobile environments centering on smartphones is increasing in addition to wired lines such as optical lines and ADSL. In the mobile environment, a third-generation mobile phone (3G) or a line such as LTE (Long Term Evolution) positioned as the next-generation mobile phone is used. These systems use a microwave band that is relatively easy to use among various frequency bands used for wireless access. By utilizing the characteristics of this frequency band, a single base station has a wide range. It is possible to make an area into a service area collectively.

しかし、このような使い勝手のよいマイクロ波帯はその他のシステムにおいても利用が期待されており、既に周波数資源の枯渇の問題に直面している。特に、動画などを含むブロードバンドのアプリケーションの増加やスマートフォンの普及によって、通信トラフィックが急速に増加する中で、LTEなどではより広い周波数帯域の割り当てが必要になる。一方で、全体の帯域を複数の事業者が分け合うことになり、1事業者に割り当てられる帯域は非常に限定されたものとなっているのが現状である。   However, such a convenient microwave band is expected to be used in other systems, and has already faced the problem of depletion of frequency resources. In particular, as communication traffic increases rapidly due to an increase in broadband applications including moving pictures and the spread of smartphones, LTE and the like require a wider frequency band allocation. On the other hand, a plurality of businesses share the entire bandwidth, and the bandwidth allocated to one business is very limited at present.

この問題を解決するために、これらの3GおよびLTE等の回線を迂回させる無線システムが必要となる。最も現実的なシステムは 2.4GHz帯および5GHz帯を利用するWiFiである。IEEE802.11系の規格(802.11a,b,g,n等の全ての規格を含む)に準拠するWiFiでは、CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance )と呼ばれるアクセス技術を用いることにより、同一の周波数チャネルを用いて非計画的に乱立する無線局が混在する中でも、効率的かつ安定的に無線アクセスを利用可能である。さらに、各家庭内のホームネットワーク、携帯型ゲーム機、ノートPCや携帯電話等への実装など、これらのシステムは爆発的に普及しており、既に基地局装置(AP:アクセスポイントとも呼ぶ)および端末装置の双方の価格が非常に安価になっている。   In order to solve this problem, a wireless system that bypasses these 3G and LTE lines is required. The most realistic system is WiFi using the 2.4 GHz band and the 5 GHz band. With WiFi compliant with the IEEE 802.11 standard (including all standards such as 802.11a, b, g, n, etc.), by using an access technology called CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance), Wireless access can be used efficiently and stably even in the presence of radio stations that are unplanned and turbulent using the same frequency channel. Furthermore, such systems as home networks in homes, portable game machines, notebook PCs, mobile phones, etc., have become explosively widespread. Already, base station devices (AP: also called access points) and The price of both terminal devices is very low.

このWiFiにおけるCSMA/CA技術では、基地局の置局設計を特に意識しなくても破綻することなく運用可能である。特に、送信電力を抑えることにより、サービスエリア半径を小さくしたマイクロセル化を行うと、個々のマイクロセル毎に所定のスループットを実現可能になり、結果的に単位面積当たりの伝送容量は増大する。このようにして、3GおよびLTE等の回線から溢れたトラフィックを効率的にWiFiネットワークを介して収容することが可能になる。   The CSMA / CA technology in WiFi can be operated without failure even if the station station design of the base station is not particularly conscious. In particular, by reducing the transmission power to make a microcell with a small service area radius, a predetermined throughput can be realized for each microcell, resulting in an increase in transmission capacity per unit area. In this way, it is possible to efficiently accommodate traffic overflowing from lines such as 3G and LTE via the WiFi network.

しかし、通信エリアが広範な3G回線などからの迂回を想定するならば、少なくとも人口の密集する市街地、住宅地などの大部分を広範囲にカバーするためには、膨大な数の基地局を設置する必要がある。もともとWiFiは、屋内での利用を前提に設計された無線規格であることから、ひとつの基地局で広範囲をカバーすることは困難な上、システム全体の伝送容量増大のためにはマイクロセル化も必要になり、その結果、設置が必要な基地局の台数は膨大となる。これにより、基地局の消費電力はそれほど大きくなくても、システム全体の消費電力量は膨大となり、環境問題の観点からは環境に対する負荷の低減が必要である。   However, if a detour from a 3G line with a wide communication area is assumed, at least a large number of base stations will be installed to cover a large area such as densely populated urban areas and residential areas. There is a need. Originally, WiFi is a wireless standard designed for indoor use, so it is difficult to cover a wide area with a single base station, and in order to increase the transmission capacity of the entire system, micro-cells can be used. As a result, the number of base stations that need to be installed becomes enormous. Thereby, even if the power consumption of the base station is not so large, the power consumption of the entire system becomes enormous, and it is necessary to reduce the load on the environment from the viewpoint of environmental problems.

これらの課題を解決するために再生可能エネルギーの利用が期待されている。太陽光発電では発電可能な電力量も他の発電技術よりも比較的大きいため、最も有力な方法として期待される。   Use of renewable energy is expected to solve these problems. Solar power generation is expected to be the most powerful method because the amount of power that can be generated is relatively larger than other power generation technologies.

さらに、再生可能エネルギーによる給電のみによって基地局が安定的に動作することができれば、基地局と商用電源との接続が不要となり、置局自由度を向上することができる。置局自由度が向上すれば、地震などの災害対策としての活用が可能となる。たとえば、災害を受けたエリア内で通信網や電力網が被害を受けることがあり、通信網や電力網の復旧には数日から1カ月程度に及ぶことがある。その時に太陽電池により給電される基地局装置の導入によって、従来の通信システムの代替として通信サービスを提供することが可能である。   Furthermore, if the base station can operate stably only by power supply using renewable energy, the connection between the base station and the commercial power supply becomes unnecessary, and the placement flexibility can be improved. If placement freedom increases, it can be used as a countermeasure against disasters such as earthquakes. For example, a communication network or a power network may be damaged in an area affected by a disaster, and restoration of the communication network or the power network may take several days to about one month. By introducing a base station device that is powered by a solar cell at that time, it is possible to provide a communication service as an alternative to the conventional communication system.

以上のように、環境に考慮した社会的な取り組みとして様々な電子機器の消費電力削減が広く進められているが、上述のような太陽電池給電の基地局装置を想定すると更に、基地局装置の省電力化が重要な課題となる。以下では従来技術における基地局装置の省電力化技術を紹介する。   As described above, power consumption reduction of various electronic devices has been widely promoted as a social approach in consideration of the environment. However, assuming the above-described base station device powered by solar cells, Power saving is an important issue. In the following, we introduce the power saving technology for base station equipment in the prior art.

例えば、非特許文献1に記載された基地局のスリープ制御技術はそのひとつである。通常、基地局装置は商用電源に接続されるので本来であればスリープの必要はないが、消費電力の削減のため、ないしはバッテリーを搭載した特殊な基地局などにおいて、基地局装置側も所定の周期で自らの回路を停止させ、スリープ状態に入ることで消費電力を削減する。ただし、自らがスリープ状態にある場合には、配下の端末局(場合によっては、基地局のスリープ開始時には電源がOFFになっていた端末が、基地局のスリープ動作中に電源ON状態になることもあり、このような可能性を秘めた端末局も含む)が無線回線でアクセスすることを禁止するメカニズムを必要とする。   For example, the sleep control technology for base stations described in Non-Patent Document 1 is one of them. Usually, since the base station apparatus is connected to a commercial power source, it is not necessary to sleep, but in order to reduce power consumption or in a special base station equipped with a battery, the base station apparatus side also has a predetermined Power consumption is reduced by stopping one's own circuit in a cycle and entering a sleep state. However, if the terminal station itself is in the sleep state, the terminal station under its control (in some cases, the terminal that was turned off at the start of sleep of the base station will be turned on during the sleep operation of the base station. There is also a need to provide a mechanism that prohibits access via wireless links (including terminal stations with such possibilities).

図16は、従来技術における基地局のスリープ制御の概要を示す。
図16において、201および202はビーコン信号、203および204はスリープ制御パケットであり、基地局および端末局の状態をそれぞれ示す。また、説明の都合上、タイミングA,B,…,Gを図中に示す。
FIG. 16 shows an outline of sleep control of a base station in the prior art.
In FIG. 16, 201 and 202 are beacon signals, 203 and 204 are sleep control packets, and indicate the states of the base station and the terminal station, respectively. For convenience of explanation, timings A, B,..., G are shown in the figure.

WiFiでは、基地局がブロードキャストの制御情報であるビーコン信号201,202を所定の周期で送信する。端末局のスリープ制御においては、このビーコン信号の周期に基づいて端末局は通常動作に戻る(スリープ解除)が、端末局は全てのビーコン信号を受信するわけではない。ビーコン信号201,202内には、DTIM(Delivery Traffic Indication MAP )カウント、およびDTIM周期等を含む情報が収容されており、このDTIMカウント値がゼロとなるビーコンだけを受信する。そこで、基地局はこのDTIM周期を1に設定し、全てのビーコン信号201,202のDTIMカウント値を0に設定し、その中で当該基地局がスリープ動作を行うためのスリープ制御パケット203,204を送信する。すなわち、すべての端末局が基地局の送信するパケットを受信できるタイミングを構成するために、ビーコン信号のDTIMカウンタ値およびDTIM周期を上記の値に設定し、当該タイミングにおいてスリープ制御パケットを送信する。   In WiFi, the base station transmits beacon signals 201 and 202, which are broadcast control information, in a predetermined cycle. In the sleep control of the terminal station, the terminal station returns to the normal operation (sleep release) based on the cycle of the beacon signal, but the terminal station does not receive all the beacon signals. The beacon signals 201 and 202 contain information including a DTIM (Delivery Traffic Indication MAP) count, a DTIM period, and the like, and only a beacon having a DTIM count value of zero is received. Therefore, the base station sets this DTIM cycle to 1, sets the DTIM count values of all the beacon signals 201 and 202 to 0, and sleep control packets 203 and 204 for the base station to perform the sleep operation therein. Send. That is, in order to configure a timing at which all terminal stations can receive a packet transmitted from the base station, the DTIM counter value and the DTIM period of the beacon signal are set to the above values, and the sleep control packet is transmitted at the timing.

一般に、WiFiで用いられる無線パケットには、ある無線リンク(相互に無線通信を行う、1つの基地局と1つ端末局の組合せ)で所定の時間だけ帯域を確保するために、NAV(Network Allocation Vector )と呼ばれる時間を設定し、当該リンク以外の無線端末の送信を禁止する。スリープ制御用パケット203,204ではこのNAVを設定し、端末が信号を送信することをブロックし、その間、自らの電源を落として消費電力削減を図る。   In general, a wireless packet used in WiFi includes NAV (Network Allocation) in order to secure a bandwidth for a predetermined time in a certain wireless link (a combination of one base station and one terminal station that perform wireless communication with each other). A time called Vector) is set, and transmission of wireless terminals other than the link is prohibited. In the sleep control packets 203 and 204, this NAV is set to block the terminal from transmitting a signal, and during that time, its own power is turned off to reduce power consumption.

例えば、スリープ制御パケット203の設定するNAVは時刻C〜Dであり、この間のうち信号を送信していない区間、時刻C〜Dが基地局のスリープ時間となる。なお、一度のスリープ制御パケット203,204で設定可能なNAVの最大時間には限りがあるため、更なるスリープを行うためにはスリープ制御パケット203に続けてスリープ制御パケット204を送信することになり、これにより時刻Eから時刻Fまでもスリープすることができ、この状況が基地局の状態として示されている。ちなみに、端末局の状態は、端末局としては、時刻C〜Eおよび時刻E〜FをそれぞれNAVと認識し、この時間に無線パケットを送信することはない。このスリープ制御パケット203,204としては、NAVを設定できるものであれば何でもよく、典型的なものとしてはCTS(Clear to Send )パケットを用いるが、ブロードキャスト、マルチキャストなどのパケットを用いてもよい。この際の設定次第では、端末局もスリープに移行することもできる。   For example, the NAV set by the sleep control packet 203 is the time C to D, and the interval during which no signal is transmitted, the time C to D, is the sleep time of the base station. Since the maximum NAV time that can be set by one sleep control packet 203, 204 is limited, the sleep control packet 204 is transmitted after the sleep control packet 203 in order to perform further sleep. Thus, it is possible to sleep from time E to time F, and this situation is shown as the state of the base station. Incidentally, as for the state of the terminal station, the terminal station recognizes the time C to E and the time E to F as NAV, and does not transmit a radio packet at this time. The sleep control packets 203 and 204 may be anything as long as the NAV can be set. Typically, a CTS (Clear to Send) packet is used, but a packet such as broadcast or multicast may be used. Depending on the setting at this time, the terminal station can also shift to sleep.

なお、スリープ制御パケットの送信回数は、予め基地局に設定されている総スリープ期間によって定まる。総スリープ期間が大きければ、スリープ制御パケットの送信回数も大きくなる。   Note that the number of transmissions of the sleep control packet is determined by the total sleep period set in advance in the base station. If the total sleep period is large, the number of times the sleep control packet is transmitted also increases.

同様のスリープ制御は、その他の制御メッセージを用いても実現可能である。例えば、WiFiにおける制御信号のひとつであるビーコン信号内には、Quietと呼ばれるフィールドが設定してあり、このフィールドを用いてビーコン周期内に無線アクセス禁止期間を設定可能である。   Similar sleep control can be realized using other control messages. For example, a field called “Quiet” is set in a beacon signal that is one of control signals in WiFi, and a wireless access prohibition period can be set in a beacon period using this field.

図17は、Quietフィールドを用いたスリープ制御の一例について概要を示す。
図17において、201および202はビーコン信号であり、基地局および端末局の状態をそれぞれ示す。また、説明の都合上、タイミングA,B,Cを図中に示す。
FIG. 17 shows an outline of an example of sleep control using a Quiet field.
In FIG. 17, 201 and 202 are beacon signals, which indicate the states of the base station and the terminal station, respectively. For convenience of explanation, timings A, B, and C are shown in the figure.

WiFiでは、利用可能な周波数帯域の中に、様々なレーダーの使用する周波数帯と共通の帯域が含まれている。そのような帯域では、例えば基地局が周辺にレーダー波を送信する局が存在しないかを定期的に検出する必要がある。これはDFS(Dynamic Frequency Selection )と呼ばれる制御であるが、このレーダー波の検出作業中は配下の端末局からの無線アクセスを禁止しなければならない。そこで、所定の時間を端末からの送信禁止期間(図中では時刻A〜B)を用いてレーダー波の検出を行う。これを利用して、基地局は、時刻A〜Bにスリープ状態になり、時刻B〜Cにアウェイク状態となる。一般の端末局は、送信禁止期間中の動作が規定されていないために、時刻A〜Bについてはスリープできるか否かは端末次第であるが、この間は少なくとも有意なデータを送受信する可能性がないため、スリープ同様の動作とすることも可能である。   In WiFi, available frequency bands include a band that is common to frequency bands used by various radars. In such a band, for example, it is necessary to periodically detect whether a base station has a station that transmits a radar wave around it. This is a control called DFS (Dynamic Frequency Selection), but radio access from the subordinate terminal stations must be prohibited during the radar wave detection operation. Therefore, a radar wave is detected using a predetermined period of time during which transmission from the terminal is prohibited (times A to B in the figure). Using this, the base station enters a sleep state at times A to B and enters an awake state at times B to C. In general terminal stations, since the operation during the transmission prohibition period is not defined, whether or not the time A to B can be sleep depends on the terminal, but there is a possibility that at least significant data may be transmitted and received during this time. Therefore, an operation similar to sleep is possible.

小川 他、「無線LANアクセスポイントにおける省電力モードの性能評価」, 電子情報通信学会 信学技報 MoMuC2009−13Ogawa et al., “Performance Evaluation of Power Saving Mode in Wireless LAN Access Points”, IEICE Technical Report MoMuC2009-13

非特許文献1に記載のスリープ制御技術では、ビーコン送信時に基地局のバッファにデータが存在する場合や、一定時間内に端末局とトラフィックの送受信が行われた履歴があった場合は、ビーコン間で基地局がスリープモードに移行しないように制御される。そのビーコンインターバル内では、トラフィック送受信が発生する可能性が高いので、そのデータの遅延等の通信品質を劣化させないために、基地局がスリープモードに移行することを防止しているからである。   In the sleep control technology described in Non-Patent Document 1, if there is data in the buffer of the base station at the time of beacon transmission or if there is a history of traffic transmission / reception with the terminal station within a certain time, Thus, the base station is controlled so as not to enter the sleep mode. This is because there is a high possibility that traffic transmission / reception occurs within the beacon interval, so that the base station is prevented from shifting to the sleep mode in order not to deteriorate the communication quality such as the delay of the data.

ここで、基地局がスリープモードに移行するかどうかはビーコン送信時点でのみ判断される。したがって、ビーコンインターバル内で、基地局がバッファに蓄積したデータの送受信を完了した後、送受信するトラフィックがない場合でも、基地局は不必要なアウェイク状態を維持する。すなわち、この従来技術は基地局に接続している端末局がいない状態、または端末局がいたとしてもトラフィックが発生していないときのみにスリープモードに移行できる手段であり、一定以上のトラフィックが送受信される場合では、基地局はスリープモードに移行できなくなるので、大きな省電力化効果を期待できない。   Here, whether or not the base station shifts to the sleep mode is determined only at the time of beacon transmission. Therefore, the base station maintains an unnecessary awake state even when there is no traffic to be transmitted / received after the base station completes transmission / reception of the data accumulated in the buffer within the beacon interval. In other words, this prior art is a means that can enter the sleep mode only when there is no terminal station connected to the base station or when no traffic is generated even if there is a terminal station. In such a case, since the base station cannot shift to the sleep mode, a large power saving effect cannot be expected.

この問題を解消するために、基地局が不必要なアウェイク状態を削減し、一定以上のトラフィックがある場合でも基地局をスリープモードへ移行させる手段として、短周期でスリープモードへの移行を判断する手段が考えられる。例えば、ビーコン周期を短く設定し、ビーコン送信タイミングでスリープモードへの移行を判断する方法である。短い周期でスリープ移行判断が可能となるので、蓄積トラフィックの送信を完了した後の不要なアウェイク状態を維持する時間は短くなる。このように、ビーコン周期を短くすることによって、一定のトラフィックがある場合でも基地局がスリープモードに移行することが可能となる。   To solve this problem, the base station reduces unnecessary awake states, and determines whether to shift to the sleep mode in a short cycle as a means for shifting the base station to the sleep mode even when there is more than a certain amount of traffic. Means are conceivable. For example, it is a method of setting a short beacon period and determining the transition to the sleep mode at the beacon transmission timing. Since it is possible to determine sleep transition in a short cycle, the time for maintaining an unnecessary awake state after completing transmission of accumulated traffic is shortened. Thus, by shortening the beacon period, the base station can shift to the sleep mode even when there is constant traffic.

しかし、ビーコン周期を短くすることには、以下の3つの問題点が考えられる。第1は、ビーコン送信頻度が高くなるため、ビーコン送信に要する消費電力が大きくなる。第2は、基地局が頻繁にアウェイク期間に復旧するため、スリープモードに移行している時間の総和が短くなる。第3は、スリープ時に電源供給を停止する基地局装置では、一旦回路を停止すると再起動するのに時間がかかる回路が多い。例えば、ベースバンド信号処理回路に供給するクロックや、無線周波数とベースバンド間の周波数変換のためのローカル発振器などは、電源投入後に所望の周波数誤差に安定させるのに要する時間が比較的長い。このような安定的に機能するまでに時間がかかる回路は、短期間のスリープモードでは電源供給を停止することができず、スリープモード時の消費電力を効率的に削減することができない。   However, the following three problems can be considered in shortening the beacon period. First, since the beacon transmission frequency increases, the power consumption required for beacon transmission increases. Second, since the base station frequently recovers during the awake period, the total time during which the base station shifts to the sleep mode is shortened. Thirdly, many base station apparatuses that stop power supply during sleep take a long time to restart once the circuit is stopped. For example, a clock supplied to a baseband signal processing circuit, a local oscillator for frequency conversion between a radio frequency and a baseband, and the like take a relatively long time to stabilize to a desired frequency error after power-on. Such a circuit that takes a long time to function stably cannot stop power supply in the sleep mode for a short time, and cannot efficiently reduce power consumption in the sleep mode.

本発明は、スリープ制御技術によって省電力化効果を向上させるために基地局が長時間のスリープモードへの移行手段を有する場合に、トラフィックがある場合でも基地局をスリープモードへ移行させることで不必要なアウェイク状態を削減し、省電力効果を向上させることができる基地局装置およびスリープ制御方法を提供することを目的とする。   In the present invention, when the base station has a means for shifting to the sleep mode for a long time in order to improve the power saving effect by the sleep control technology, even if there is traffic, the base station is not allowed to shift to the sleep mode. An object of the present invention is to provide a base station apparatus and a sleep control method that can reduce the necessary awake state and improve the power saving effect.

第1の発明は、端末局と相互に無線通信を行う基地局装置において、端末局宛ての送信パケットを蓄積する送信バッファと、送信バッファに蓄積された送信パケットを送信する送信手段と、端末局から送信されたパケットを受信する受信手段と、端末局との間で送信パケットの送受信を示す通信履歴を記録する記録手段と、所定の期間に渡ってスリープ状態とする第1スリープ制御手段と、アウェイク状態と、端末局からパケットを受信しないときに第1スリープ制御手段よりも短い期間でスリープ状態となることを繰り返す第2スリープ制御手段と、送信バッファに送信パケットがなく、かつ記録手段に所定期間の通信履歴がない場合に第1スリープ制御手段を選択し、それ以外の場合に第2スリープ制御手段を選択する制御手段とを備える。   In a base station apparatus that performs wireless communication with a terminal station, a first invention includes a transmission buffer that accumulates transmission packets addressed to the terminal station, a transmission unit that transmits transmission packets accumulated in the transmission buffer, and a terminal station Receiving means for receiving packets transmitted from the terminal, recording means for recording a communication history indicating transmission / reception of transmission packets with the terminal station, first sleep control means for entering a sleep state over a predetermined period, A second sleep control unit that repeats the awake state and a sleep state in a shorter period of time than the first sleep control unit when a packet is not received from the terminal station; Control means for selecting the first sleep control means when there is no communication history for the period, and for selecting the second sleep control means in other cases. .

第1の発明の基地局装置において、第2スリープ制御手段は、送信バッファに送信パケットがないときに、端末局からパケットを受信しない状態が、当該端末局がパケットを送信するために待機する期間を超えて継続していることを検出した場合に、端末局の送信を禁止して、当該基地局をスリープ状態に設定する。   In the base station apparatus of the first invention, the second sleep control means is a period in which the terminal station waits to transmit a packet when there is no transmission packet in the transmission buffer and the terminal station does not receive the packet. When it is detected that the terminal station has continued beyond, transmission of the terminal station is prohibited and the base station is set in the sleep state.

第1の発明の基地局装置において、第1スリープ制御手段がスリープ状態にする当該基地局装置の構成要素の数が、第2スリープ制御手段がスリープ状態にする当該基地局装置の構成要素の数よりも多いこととする。   In the base station apparatus according to the first aspect of the invention, the number of components of the base station apparatus that the first sleep control unit puts to sleep is the number of components of the base station apparatus that the second sleep control means puts to sleep. More than that.

第1の発明の基地局装置において、当該基地局が発電手段の発電電力を蓄電するバッテリーによる電力で駆動されるときに、バッテリーの蓄電残量および発電手段の発電量が当該基地局を安定的に動作させるために十分か否かの安定運用条件を判断する安定運用条件判断手段と、第1スリープ制御手段のスリープ状態の期間よりも短く、かつ第2スリープ制御手段のスリープ状態の期間よりも長い期間に渡ってスリープ状態とした後に、アウェイク状態と、端末局からパケットを受信しないときに第2スリープ制御手段のスリープ状態と同等の期間でスリープ状態となることを繰り返す第3スリープ制御手段とを備え、制御手段は、送信バッファに送信パケットがなく、かつ記録手段に所定期間の通信履歴がない場合に第1スリープ制御手段を選択し、それ以外の場合で安全運用条件が十分なときに第2スリープ制御手段を選択し、安全運用条件が十分でないときに第3スリープ制御手段を選択する。   In the base station apparatus of the first invention, when the base station is driven by power from a battery that stores the generated power of the power generation means, the remaining amount of power stored in the battery and the amount of power generated by the power generation means stabilize the base station. A stable operation condition determining means for determining whether or not the operation condition is sufficient for the operation of the first sleep control means, and shorter than the sleep state period of the first sleep control means and shorter than the sleep state period of the second sleep control means A third sleep control unit that repeats the awake state and a sleep state in a period equivalent to the sleep state of the second sleep control unit when a packet is not received from the terminal station after entering the sleep state for a long period; And the control means includes first sleep control means when there is no transmission packet in the transmission buffer and there is no communication history for a predetermined period in the recording means. Selected, otherwise if safe operational conditions of selecting the second sleep control means when sufficient, safe operating conditions to select the third sleep control means when not enough.

第1の発明の基地局装置において、第2スリープ制御手段および第3スリープ制御手段は、送信バッファに送信パケットがないときに、端末局からパケットを受信しない状態が、当該端末局がパケットを送信するために待機する期間を超えて継続していることを検出した場合に、端末局の送信を禁止して、当該基地局をスリープ状態に設定する。   In the base station apparatus of the first invention, the second sleep control unit and the third sleep control unit transmit a packet when the terminal station does not receive a packet from the terminal station when there is no transmission packet in the transmission buffer. When it is detected that the terminal has continued beyond the waiting period, transmission of the terminal station is prohibited and the base station is set in the sleep state.

第1の発明の基地局装置において、アウェイク状態とスリープ状態の繰り返しは、端末局に対して無線アクセス禁止期間を通知することなくアウェイク状態からスリープ状態に移行し、スリープ状態の終了後にアウェイク状態に移行してキャリアセンスを実施し、無線チャネルがビジーでないときに再びスリープ状態に移行し、無線チャネルがビジーのときにアウェイク状態を維持して端末局が送信するパケットを受信する処理であり、アウェイク状態の時間は、キャリアセンスによって無線チャネルがビジーか否かの判定が可能な短い時間に設定し、スリープ状態の時間は、キャリアセンスで無線チャネルがビジーになった後のアウェイク状態で端末局からの再送パケットの受信が可能な時間に設定する。   In the base station apparatus of the first invention, the repetition of the awake state and the sleep state shifts from the awake state to the sleep state without notifying the terminal station of the radio access prohibition period, and enters the awake state after the sleep state ends. This is a process for carrying out carrier sense and shifting to the sleep state again when the radio channel is not busy, and maintaining the awake state when the radio channel is busy and receiving the packet transmitted by the terminal station. The state time is set to a short time during which it is possible to determine whether or not the radio channel is busy by carrier sense, and the sleep time is set from the terminal station in the awake state after the radio channel is busy by carrier sense. Is set to a time when the re-sending packet can be received.

第2の発明は、端末局と相互に無線通信を行う基地局のスリープ制御方法において、基地局は、端末局宛ての送信パケットを蓄積する送信バッファと、送信バッファに蓄積された送信パケットを送信する送信手段と、端末局から送信されたパケットを受信する受信手段と、端末局との間で送信パケットの送受信を示す通信履歴を記録する記録手段と、所定の期間に渡ってスリープ状態とする第1スリープ制御手段と、アウェイク状態と、端末局からパケットを受信しないときに第1スリープ制御手段よりも短い期間でスリープ状態となることを繰り返す第2スリープ制御手段とを備え、送信バッファに送信パケットがなく、かつ記録手段に所定期間の通信履歴がない場合に第1スリープ制御手段を選択し、それ以外の場合に第2スリープ制御手段を選択する。   According to a second aspect of the present invention, in the sleep control method for a base station that performs wireless communication with a terminal station, the base station transmits a transmission buffer that stores transmission packets addressed to the terminal station, and a transmission packet stored in the transmission buffer. Transmitting means, receiving means for receiving packets transmitted from the terminal station, recording means for recording a communication history indicating transmission / reception of transmission packets with the terminal station, and a sleep state over a predetermined period A first sleep control unit; an awake state; and a second sleep control unit that repeats a sleep state in a shorter period than the first sleep control unit when a packet is not received from the terminal station, and transmits to the transmission buffer The first sleep control means is selected when there is no packet and the recording means does not have a communication history for a predetermined period. Otherwise, the second sleep control is selected. To select the stage.

第2の発明のスリープ制御方法において、基地局は、当該基地局が発電手段の発電電力を蓄電するバッテリーによる電力で駆動されるときに、バッテリーの蓄電残量および発電手段の発電量が当該基地局を安定的に動作させるために十分か否かの安定運用条件を判断する安定運用条件判断手段と、第1スリープ制御手段のスリープ状態の期間よりも短く、かつ第2スリープ制御手段のスリープ状態の期間よりも長い期間に渡ってスリープ状態とした後に、アウェイク状態と、端末局からパケットを受信しないときに第2スリープ制御手段のスリープ状態と同等の期間でスリープ状態となることを繰り返す第3スリープ制御手段とを備え、送信バッファに送信パケットがなく、かつ記録手段に所定期間の通信履歴がない場合に第1スリープ制御手段を選択し、それ以外の場合で安全運用条件が十分なときに第2スリープ制御手段を選択し、安全運用条件が十分でないときに第3スリープ制御手段を選択する。   In the sleep control method according to the second aspect of the present invention, when the base station is driven by power from the battery that stores the generated power of the power generation means, the remaining power of the battery and the power generation amount of the power generation means are A stable operation condition determining means for determining whether or not the station is sufficient for stable operation; a sleep state of the second sleep control means that is shorter than a sleep state period of the first sleep control means; After the sleep state has been set for a period longer than the period, the awake state, and when no packet is received from the terminal station, the sleep state is repeated in a period equivalent to the sleep state of the second sleep control means. A first sleep control when there is no transmission packet in the transmission buffer and there is no communication history for a predetermined period in the recording means. Select stage, otherwise if safe operational conditions of selecting the second sleep control means when sufficient, safe operating conditions to select the third sleep control means when not enough.

本発明は、基地局と端末局との間のトラフィック状態に応じて2つ、さらにトラフィック状態とバッテリ蓄電残量等に応じて3つのスリープ制御を切り替えることができる。   According to the present invention, two sleep controls can be switched according to the traffic state between the base station and the terminal station, and further, three sleep controls can be switched according to the traffic state and the remaining battery charge level.

第1スリープ制御手段は、基地局と接続する端末局がない場合、または基地局と接続する端末局が存在するが、トラフィックが発生していない場合に適用する制御方法であり、基地局は長時間の連続的なスリープモードに移行することができるので、省電力効果を高めることができる。   The first sleep control means is a control method applied when there is no terminal station connected to the base station or when there is a terminal station connected to the base station but no traffic is generated. Since the mode can be shifted to the continuous sleep mode, the power saving effect can be enhanced.

第2スリープ制御手段は、基地局と接続する端末局が存在し、かつ直近にトラフィックが発生していたようなときで、ビーコンインターバルでトラフィックの発生が予想される場合に適用される制御方法であり、端末局からのパケット受信を行いながら基地局は断続的にスリープモードに移行することができるので、省電力効果を高めることができる。   The second sleep control means is a control method applied when there is a terminal station connected to the base station and traffic has occurred recently, and traffic generation is expected in the beacon interval. In addition, since the base station can intermittently shift to the sleep mode while receiving packets from the terminal station, the power saving effect can be enhanced.

第3スリープ制御手段は、ビーコン間でトラフィックの発生が見込まれる場合でも、バッテリ蓄電残量や発電量が所定の安定運用条件を満たさないときは、基地局が長時間のスリープモードに移行する制御方法であり、基地局の省電力化を優先してスリープ動作を行うことができる。   The third sleep control means is a control in which the base station shifts to a long-time sleep mode when the remaining battery charge or power generation amount does not satisfy a predetermined stable operation condition even when traffic is expected between beacons. It is a method, and sleep operation can be performed with priority given to the power saving of the base station.

本発明の実施例1における基地局のスリープ制御の概要を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the outline | summary of the sleep control of the base station in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1における基地局装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the base station apparatus in Example 1 of this invention. スリーププロファイルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of a sleep profile. 本発明の実施例1におけるスリープ制御処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the sleep control processing procedure in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1におけるスリープ制御1の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the sleep control 1 in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1におけるスリープ制御2の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the sleep control 2 in Example 1 of this invention. 本発明の実施例2における基地局のスリープ制御の概要を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the outline | summary of the sleep control of the base station in Example 2 of this invention. 本発明の実施例2における基地局装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the base station apparatus in Example 2 of this invention. 本発明の実施例2におけるスリープ制御処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the sleep control processing procedure in Example 2 of this invention. 本発明の実施例2におけるスリープ制御3の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the sleep control 3 in Example 2 of this invention. 本発明の実施例3における基地局のスリープ制御の概要を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the outline | summary of the sleep control of the base station in Example 3 of this invention. 本発明の実施例4における基地局のスリープ制御の概要を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the outline | summary of the sleep control of the base station in Example 4 of this invention. 本発明の実施例5における基地局のスリープ制御の概要を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the outline | summary of the sleep control of the base station in Example 5 of this invention. 本発明の実施例5におけるスリープ制御6の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the sleep control 6 in Example 5 of this invention. 本発明の実施例6における基地局のスリープ制御の概要を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the outline | summary of the sleep control of the base station in Example 6 of this invention. 従来技術における基地局のスリープ制御例(NAV利用)を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the sleep control example (NAV utilization) of the base station in a prior art. 従来技術における基地局のスリープ制御例(Quiet IE利用)を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the sleep control example (Quiet IE utilization) of the base station in a prior art.

図1は、本発明の実施例1における基地局のスリープ制御の概要を示す。
実施例1は、2つのスリープ制御方法をトラフィック状態に応じて使い分けることで、省電力化効果の改善を図る。まず、それぞれのスリープ制御方法について説明する。
FIG. 1 shows an outline of sleep control of a base station in Embodiment 1 of the present invention.
In the first embodiment, the two sleep control methods are selectively used according to the traffic state, thereby improving the power saving effect. First, each sleep control method will be described.

スリープ制御1は、基地局と接続する端末局がない場合、または基地局と接続する端末局が存在するが、トラフィックが発生していない場合に適用する制御方法であり、基地局は長時間の連続的なスリープモードに移行することが可能である。   The sleep control 1 is a control method applied when there is no terminal station connected to the base station or when there is a terminal station connected to the base station but no traffic is generated. It is possible to enter a continuous sleep mode.

スリープ制御1を行うための具体的な手段としては、例えば基地局はビーコンの QuietフィールドのQuiet Durationによって端末局に無線アクセス禁止期間を通知し、その期間で基地局はスリープモードへ移行する。標準規格ではQuiet Durationに18bit が割り当てられており、TU(タイムユニット:1024μs)で表記される。最大 33.55sのスリープ時間を設定可能であり、長時間連続してスリープモードに移行できるため、大きな省電力化効果を期待できる。また、他の方法によっても、長時間の無線アクセス禁止期間を通知可能である。例えば、PCF(Point Coordination Function :ポーリングに基づく集中制御によるアクセス制御)を利用する方法も考えられる。PCFによって制御される時間帯はCFP(Contention Free Period:非競合期間)とよばれ、この期間は基地局のポーリングによって指定された端末局のみしかトラフィックの送信が許されない。すなわち、基地局によって指定されていない端末局にとってはこの期間は無線アクセス禁止期間になる。このCFPのパラメータはビーコン内の情報要素として設定可能である。   As a specific means for performing the sleep control 1, for example, the base station notifies the terminal station of the wireless access prohibition period by the quiet duration of the quiet field of the beacon, and the base station shifts to the sleep mode during that period. In the standard specification, 18 bits are assigned to Quiet Duration, which is expressed in TU (Time Unit: 1024 μs). A sleep time of up to 33.55 s can be set, and since the mode can be shifted to the sleep mode continuously for a long time, a great power saving effect can be expected. Also, it is possible to notify a long-time wireless access prohibition period by other methods. For example, a method using PCF (Point Coordination Function: access control by centralized control based on polling) is also conceivable. The time zone controlled by the PCF is called CFP (Contention Free Period), and only the terminal station designated by polling of the base station is allowed to transmit traffic during this period. That is, for a terminal station not designated by the base station, this period is a radio access prohibition period. This CFP parameter can be set as an information element in the beacon.

なお、この長時間のスリープモードの際に、端末局に送信トラフィックが発生した場合は大きな遅延が生じる可能性がある。しかし、このスリープ制御1は、基地局と接続する端末局が存在しないか、接続している端末局は存在するがトラフィックが発生していない場合に適用されるスリープモードなので、初期接続のトラフィックで遅延が大きくてもユーザが体感する通信品質への影響は少ないと考えられる。   In the long sleep mode, if transmission traffic is generated in the terminal station, a large delay may occur. However, this sleep control 1 is a sleep mode that is applied when there is no terminal station connected to the base station, or there is a connected terminal station but no traffic occurs. Even if the delay is large, it is considered that the influence on the communication quality experienced by the user is small.

スリープ制御2は、基地局と接続する端末局が存在し、かつ直近にトラフィックが発生していたようなときで、ビーコンインターバルでトラフィックの発生が予想される場合に適用される制御方法である。この場合には通信品質への影響を考慮して、スリープ制御1のような長時間の連続したスリープモードには移行しない。ただし、基地局と端末局との通信が完了した場合等で、基地局のバッファに送信パケットが存在せず、端末局がパケットを送信しないときは、ビーコン間でも基地局が短時間のスリープモードに随時移行できるように制御する。   The sleep control 2 is a control method applied when there is a terminal station connected to the base station and traffic has been generated most recently and traffic is expected to be generated in the beacon interval. In this case, considering the influence on the communication quality, it does not shift to the long continuous sleep mode like the sleep control 1. However, when the communication between the base station and the terminal station is completed, when there is no transmission packet in the buffer of the base station and the terminal station does not transmit the packet, the base station is in a short sleep mode even between beacons. It is controlled so that it can be transferred at any time.

スリープ制御2を行うための具体的な手段としては、例えばCTS等のスリープ制御パケットを送信して端末局にNAVを通知した後に、基地局がスリープモードに移行する手法により実現できる。なお、CTSのDurationでは16bit が割り当てられているが、1μs単位で表記されるため、最大のNAV期間は32.77 msとなる。   Specific means for performing the sleep control 2 can be realized by a technique in which the base station shifts to the sleep mode after transmitting a sleep control packet such as CTS and notifying the terminal station of the NAV, for example. In addition, although 16 bits are allocated in the duration of CTS, since it is expressed in units of 1 μs, the maximum NAV period is 32.77 ms.

図2は、本発明の実施例1における基地局装置の構成例を示す。
図2において、基地局装置1は、アンテナ2、送受信部3、通信制御部4、バッファ部5、インタフェース部6、通信履歴記憶部7、端末情報記憶部8、スリーププロファイル記憶部9、第1スリープ制御部10、第2スリープ制御部11から構成される。
FIG. 2 shows a configuration example of the base station apparatus according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 2, the base station apparatus 1 includes an antenna 2, a transmission / reception unit 3, a communication control unit 4, a buffer unit 5, an interface unit 6, a communication history storage unit 7, a terminal information storage unit 8, a sleep profile storage unit 9, a first The sleep control unit 10 and the second sleep control unit 11 are configured.

基地局装置1は、無線回線を介した信号をアンテナ2で受信し、送受信部3にて帯域外信号のフィルタリング、ローノイズアンプによる信号増幅、RF周波数からベースバンド帯への周波数変換、アナログ信号からデジタル信号へのA/D変換等の処理を行う。さらに、デジタル化されたベースバンド信号は、タイミング検出、物理レイヤに関するヘッダ情報の終端、復調処理、誤り訂正などの一連の信号処理が施される。送受信部2から出力される復調処理等がされた信号は通信制御部4に入力される。受信した信号がデータパケットである場合は、バッファ部5を介してインタフェース部6にそのデータパケットを出力する。インタフェース部6は基地局装置と外部とのデータパケットの入出力を行うインタフェースである。一方、インタフェース部6からパケットが出力されたときは、このデータパケットはバッファ部5に蓄積される。このデータパケットが、通信制御部4の制御によって送信されるときは、通信制御部4は無線パケットを送受信部3に出力し、送受信部3で各種変調処理を施されてベースバンド信号が生成され、デジタル信号からアナログ信号に変換するD/A変換、周波数変換、帯域外信号のフィルタリング、信号増幅などを行い、アンテナ2より送信される。   The base station apparatus 1 receives a signal via a radio line by an antenna 2 and performs filtering of an out-of-band signal by a transmission / reception unit 3, signal amplification by a low noise amplifier, frequency conversion from an RF frequency to a baseband, and an analog signal Processing such as A / D conversion to a digital signal is performed. Further, the digitized baseband signal is subjected to a series of signal processing such as timing detection, termination of header information related to the physical layer, demodulation processing, and error correction. A signal subjected to demodulation processing or the like output from the transmission / reception unit 2 is input to the communication control unit 4. If the received signal is a data packet, the data packet is output to the interface unit 6 via the buffer unit 5. The interface unit 6 is an interface for inputting / outputting data packets between the base station apparatus and the outside. On the other hand, when a packet is output from the interface unit 6, the data packet is stored in the buffer unit 5. When this data packet is transmitted under the control of the communication control unit 4, the communication control unit 4 outputs the wireless packet to the transmission / reception unit 3, and performs various modulation processes in the transmission / reception unit 3 to generate a baseband signal. The digital signal is converted from an analog signal to D / A conversion, frequency conversion, out-of-band signal filtering, signal amplification, and the like, and transmitted from the antenna 2.

第1スリープ制御部10は、図1のスリープ制御1によって基地局をスリープモードに移行させ、第2スリープ制御部11は図1のスリープ制御2によって基地局をスリープモードに移行させる。通信制御部4は、通信履歴記憶部7、端末情報記憶部8、バッファ部5の情報を参照して、基地局が何れのスリープ制御方法を採用するかを判断する。バッファ部5には基地局が送信すべきパケットが蓄積されており、通信制御部4はバッファ部5に問い合わせることにより、送信パケットの有無を判断することができる。通信履歴記憶部7には、過去の通信履歴が保存されており、通信制御部4はその通信履歴を参照して所定時間内にパケットの送受信があったかどうかを判断することができる。端末情報記憶部8には基地局と接続している(アソシエーションしている)端末局の情報が記憶されており、通信制御部4はその情報を参照して、接続中の端末局の有無を取得できる。   The first sleep control unit 10 shifts the base station to the sleep mode by the sleep control 1 in FIG. 1, and the second sleep control unit 11 shifts the base station to the sleep mode by the sleep control 2 in FIG. The communication control unit 4 refers to information in the communication history storage unit 7, the terminal information storage unit 8, and the buffer unit 5 to determine which sleep control method the base station adopts. Packets to be transmitted by the base station are stored in the buffer unit 5, and the communication control unit 4 can determine whether there is a transmission packet by inquiring the buffer unit 5. The communication history storage unit 7 stores a past communication history, and the communication control unit 4 can determine whether or not a packet has been transmitted / received within a predetermined time with reference to the communication history. The terminal information storage unit 8 stores information on terminal stations connected to (associated with) the base station, and the communication control unit 4 refers to the information to determine whether there is a connected terminal station. You can get it.

スリーププロファイル記憶部9では、スリーププロファイルとして、各スリープ制御方法に従って基地局がスリープモードに移行するとき、電源供給を停止する基地局回路の情報が示されている。スリーププロファイルの一例を図3に示す。スリープ制御1によって基地局がスリープモードに移行するときは、第1スリープ制御部10はスリーププロファイル記憶部9を参照してスリープ制御1の際に電源供給を停止する回路を判断する。同様にスリープ制御2によって基地局がスリープモードに移行するときは、第2スリープ制御部11はスリーププロファイル記憶部9を参照してスリープ制御2の際に電源供給を停止する回路を判断する。   In the sleep profile storage unit 9, information of a base station circuit that stops power supply when the base station shifts to a sleep mode according to each sleep control method is shown as a sleep profile. An example of the sleep profile is shown in FIG. When the base station shifts to the sleep mode by the sleep control 1, the first sleep control unit 10 refers to the sleep profile storage unit 9 to determine a circuit that stops power supply during the sleep control 1. Similarly, when the base station shifts to the sleep mode by the sleep control 2, the second sleep control unit 11 refers to the sleep profile storage unit 9 to determine a circuit that stops power supply during the sleep control 2.

スリープ制御1では、基地局の多くの回路(CLK以外)の電源供給を停止し、スリープ時の消費電力を小さく設定している。電源供給後に回路機能が安定するまでに時間を要する回路についても電源供給を停止しているが、スリープ制御1でのスリープ時間は上記安定時間に対して大きい値に設定できるので、省電力化効果に与える影響は少ないと考えられる。一方、スリープ制御2では、通信品質への影響を考慮して、スリープ制御1よりも短い時間でスリープモードに移行する。最大のスリープ時間は32ms程度である。したがって、スリープ制御2では、電源供給後に回路機能が安定するまでに長時間を要する周波数同期回路等の電源を停止することができないため、早期に安定的動作するMAC部やRFパワーアンプに限って電源供給を停止させる。なお、スリープ制御2ではスリープ制御1よりも電源供給を停止する回路が少ないため、スリープモード中の消費電力はスリープ制御1よりも大きくなる。なお、図3に示したスリーププロファイルは一例にすぎず、各回路の電源供給開始からの安定時間等やスリープ時間を考慮して、他のプロファイルを選択しても構わない。   In sleep control 1, power supply to many circuits (other than CLK) of the base station is stopped, and power consumption during sleep is set to be small. The power supply is also stopped for circuits that require time until the circuit function is stabilized after the power supply, but the sleep time in the sleep control 1 can be set to a larger value than the above-mentioned stable time. The impact on the On the other hand, in the sleep control 2, considering the influence on the communication quality, the sleep mode is shifted to the sleep mode in a shorter time than the sleep control 1. The maximum sleep time is about 32 ms. Therefore, in the sleep control 2, it is impossible to stop the power supply of the frequency synchronization circuit or the like that takes a long time until the circuit function is stabilized after the power is supplied. Therefore, the sleep control 2 is limited to the MAC unit and the RF power amplifier that operate stably at an early stage. Stop the power supply. Note that, in the sleep control 2, since there are fewer circuits that stop power supply than in the sleep control 1, power consumption in the sleep mode is larger than that in the sleep control 1. Note that the sleep profile shown in FIG. 3 is merely an example, and other profiles may be selected in consideration of the stabilization time from the start of power supply to each circuit and the sleep time.

また、通信履歴記憶部7、端末情報記憶部8、スリーププロファイル記憶部9、第1スリープ制御部10、第2スリープ制御部11について、通信制御部4から切り離して説明を行ったが、これら全てをひとつの制御部全体と捉えることも可能である。   In addition, the communication history storage unit 7, the terminal information storage unit 8, the sleep profile storage unit 9, the first sleep control unit 10, and the second sleep control unit 11 have been described separately from the communication control unit 4. Can be regarded as one entire control unit.

図4は、本発明の実施例1におけるスリープ制御処理手順を示す。
図4において、通信制御部4のスリープ制御処理手順は、ビーコンインターバルごとに行われる。通信制御部4は、ビーコンインターバルごとに次のビーコンインターバルにおいて、スリープ制御1またはスリープ制御2のどちらを行うかについて判定を開始する(S101)。すなわち、ビーコン送信時点で基地局のバッファに送信パケットがなく、かつ、所定期間内に基地局と端末局との通信履歴がないか否かを判断する(S102)。所定期間としては前記ビーコンインターバルでの端末のアウェイク期間に設定してもよいし、その他の時間に設定してもよい。すなわち、ここでの所定期間は、基地局と接続している端末局の有無、および接続している端末局がいた場合の通信トラフィックの有無を判断することを目的として設定される時間であれば如何なるものであってもよい。
FIG. 4 shows a sleep control processing procedure in Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 4, the sleep control processing procedure of the communication control unit 4 is performed every beacon interval. The communication control unit 4 starts determining whether to perform sleep control 1 or sleep control 2 in the next beacon interval for each beacon interval (S101). That is, it is determined whether there is no transmission packet in the base station buffer at the time of beacon transmission and whether there is no communication history between the base station and the terminal station within a predetermined period (S102). The predetermined period may be set to the awake period of the terminal in the beacon interval, or may be set to another time. That is, the predetermined period here is a time set for the purpose of determining the presence / absence of a terminal station connected to the base station and the presence / absence of communication traffic when there is a connected terminal station. It can be anything.

バッファに送信パケットがなく、所定期間内の通信履歴がない場合(S102でYes)は、スリープ制御1の動作を実施する(S103)。バッファに送信パケットがある場合、または所定期間内の通信履歴がある場合(S102でNo)は、スリープ制御2の動作を実施する(S104)。このスリープ制御1またはスリープ制御2の動作は、ビーコンインターバルが終了まで継続し(S105)、ビーコン送信時に再びS102〜S105を繰り返す。   When there is no transmission packet in the buffer and there is no communication history within a predetermined period (Yes in S102), the operation of sleep control 1 is performed (S103). When there is a transmission packet in the buffer, or when there is a communication history within a predetermined period (No in S102), the operation of sleep control 2 is performed (S104). The operation of the sleep control 1 or sleep control 2 continues until the beacon interval ends (S105), and repeats S102 to S105 again at the time of beacon transmission.

図5は、本発明の実施例1におけるスリープ制御1の処理手順を示す。
図5において、スリープ制御1を開始すると(S201)、スリープ期間長を設定し(S202)、スリープ期間長を無線アクセス禁止期間として設定したビーコンを送信する(S203)。ビーコンの送信と共に基地局はスリープ期間にスリープモードに移行する(S204)。スリープ期間が経過すると、基地局はアウェイクモードに移行する(S205)。ビーコンインターバルの終了(S206)と共にスリープ制御1の動作を終了する(S207)。
FIG. 5 shows a processing procedure of the sleep control 1 according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 5, when sleep control 1 is started (S201), a sleep period length is set (S202), and a beacon in which the sleep period length is set as a wireless access prohibition period is transmitted (S203). Along with the transmission of the beacon, the base station shifts to the sleep mode during the sleep period (S204). When the sleep period elapses, the base station shifts to the awake mode (S205). When the beacon interval ends (S206), the operation of the sleep control 1 ends (S207).

なお、スリープ制御1では、ビーコンインターバルのほとんどをスリープ期間に設定することが可能である。例えば、あるビーコンインターバルで端末局に送信トラフィックが発生したときに、当該端末局が当該ビーコンインターバルでそのトラフィックを送信できるように2〜3msのアウェイク期間を設定し、それ以外の時間を全てスリープ期間に割り当てることが可能である。なお、この場合、端末局の送信トラフィックの遅延が問題となることが考えられるが、スリープ制御1は基地局に接続している端末局がいないか、またはいたとしても通信履歴がないときのスリープモードであるので、スリープ制御1のアウェイク期間で送信されるトラフィックは初期接続用のトラフィックである。したがって、このトラフィックで大きな遅延が発生したとしてもユーザ体感品質に与える悪影響は少ないと考えられる。   In the sleep control 1, it is possible to set most of the beacon intervals to the sleep period. For example, when transmission traffic is generated in a terminal station in a certain beacon interval, an awake period of 2 to 3 ms is set so that the terminal station can transmit the traffic in the beacon interval, and all other times are set as sleep periods. Can be assigned. In this case, the delay of transmission traffic of the terminal station may be a problem, but the sleep control 1 is a sleep mode when there is no terminal station connected to the base station or there is no communication history even if there is a terminal station. Since this is a mode, the traffic transmitted during the awake period of sleep control 1 is traffic for initial connection. Therefore, even if a large delay occurs in this traffic, it is considered that there is little adverse effect on the user experience quality.

図6は、本発明の実施例1におけるスリープ制御2の処理手順を示す。
図6において、スリープ制御2を開始すると(S301)、無線アクセス禁止期間を設定しないビーコンを送信する(S302)。続いて、基地局のバッファに送信パケットがあるか否かを判断する(S303)。バッファに送信パケットがある場合は(S303でYes)、キャリアセンスを実施し(S304)、所定時間で無線チャネルが未使用であれば(S305でYes)、ダウンリンクのパケットを送信する(S306)。無線チャネルが使用中であれば(S305でNo)、その無線チャネルを使用して送信されているアップリンクのパケットを受信し(S307)、再び基地局のバッファにおける送信パケットの有無を判断する(S303)。ここでのS304〜S307の動作は一般的な無線LANの動作と同じであり、キャリアセンスによってチャネル使用状況を判断する時間(S305の所定時間)は、DIFS時間とバックオフ時間の合計である(図1にDIFS、CWと表記)。バックオフ時間は、コンテンションウィンドウ範囲内からランダムに選択した値によって定まり、その値とスロット時間を乗算した時間に設定される。
FIG. 6 shows a processing procedure of sleep control 2 in Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 6, when sleep control 2 is started (S301), a beacon that does not set a wireless access prohibition period is transmitted (S302). Subsequently, it is determined whether there is a transmission packet in the buffer of the base station (S303). If there is a transmission packet in the buffer (Yes in S303), carrier sense is performed (S304). If the wireless channel is not used for a predetermined time (Yes in S305), a downlink packet is transmitted (S306). . If the radio channel is in use (No in S305), an uplink packet transmitted using the radio channel is received (S307), and the presence / absence of a transmission packet in the buffer of the base station is determined again (S307). S303). The operation of S304 to S307 here is the same as the operation of a general wireless LAN, and the time for determining the channel usage status by carrier sense (predetermined time in S305) is the sum of the DIFS time and the backoff time ( (Indicated as DIFS and CW in FIG. 1). The backoff time is determined by a value randomly selected from the contention window range, and is set to a time obtained by multiplying the value by the slot time.

一方で、基地局のバッファに送信パケットがない場合は(S303でNo)、キャリアセンスを実施し(S308)、所定時間で無線チャネルが未使用であれば(S309でYes)、スリープモードへ移行するためにCTSを送信し、CTSのDurationによって端末局にNAVを通知する(S310)。同時に基地局はスリープモードへ移行し(S311)、Duration経過後にアウェイクモードへ移行する(S312)。このケースは、ビーコン送信時に基地局のバッファに送信パケットがないが、所定期間内に基地局と端末局との通信履歴がある場合を想定し、このときに端末局がパケットを送信しない場合に、基地局がスリープ制御2に基づいてスリープに入るときの動作に相当する。   On the other hand, if there is no transmission packet in the buffer of the base station (No in S303), carrier sense is performed (S308), and if the wireless channel is not used for a predetermined time (Yes in S309), the mode shifts to the sleep mode. To transmit the CTS, the terminal station is notified of the NAV by the duration of the CTS (S310). At the same time, the base station shifts to the sleep mode (S311), and shifts to the awake mode after the lapse of Duration (S312). This case assumes that there is no transmission packet in the base station buffer at the time of beacon transmission, but there is a communication history between the base station and the terminal station within a predetermined period, and the terminal station does not transmit a packet at this time This corresponds to the operation when the base station enters sleep based on the sleep control 2.

また、無線チャネルが使用中であれば(S309でNo)、その無線チャネルを使用して送信されている無線パケットを受信し(S313)、再び基地局のバッファにおける送信パケットの有無を判断する(S303)。   If the wireless channel is in use (No in S309), the wireless packet transmitted using the wireless channel is received (S313), and the presence / absence of the transmission packet in the buffer of the base station is determined again (S313). S303).

このS303〜S313の動作をビーコンインターバルの終了まで繰り返し(S314)、ビーコンインターバルと共にスリープ制御2の処理を終了する(S315)。なお、CTSで設定できるNAVは最大 32.77msであるため、スリープ制御2でのスリープ期間は、スリープ制御1よりも短い値となる。   The operations of S303 to S313 are repeated until the end of the beacon interval (S314), and the process of the sleep control 2 is ended together with the beacon interval (S315). Note that since the maximum NAV that can be set in CTS is 32.77 ms, the sleep period in the sleep control 2 is shorter than that in the sleep control 1.

ここで、端末局が送信パケットを有しているときは、基地局からのパケット送信より端末局からのパケット送信を優先させるために、S305,S309における基地局の所定時間(DIFS+CW)は端末局のそれよりも長く設定する。例えば、再送回数毎のコンテンションウィンドウ最大値(IEEE802.11aの初回送信では15スロット)に設定することも可能である。端末局はコンテンションウィンドウ値をゼロから最大値までのランダムな値に選択することになるので、基地局のコンテンションウィンドウ値の方が大きくなるからである。これにより、端末局によるパケット送信を優先させ、基地局は端末局が送信パケットを有していないときのみに、送信パケットがあれば送信し(S306)、送信パケットがなけれはスリープモードに移行させる(S310〜S311)ことが可能となる。   Here, when the terminal station has a transmission packet, in order to prioritize the packet transmission from the terminal station over the packet transmission from the base station, the predetermined time (DIFS + CW) of the base station in S305 and S309 is the terminal station Set longer than that. For example, it is possible to set the contention window maximum value for each number of retransmissions (15 slots for the initial transmission of IEEE 802.11a). This is because the terminal station selects the contention window value as a random value from zero to the maximum value, so that the contention window value of the base station becomes larger. Thus, priority is given to packet transmission by the terminal station, and the base station transmits a transmission packet only when the terminal station has no transmission packet (S306), and shifts to the sleep mode if there is no transmission packet. (S310 to S311) becomes possible.

実施例2は、太陽電池等による給電手段とバッテリを備える基地局を無線通信インフラとして運用する場合を考慮したスリープ制御方法である。従来技術におけるスリープ制御はあくまでも漠然とした省電力化を目指すものであり、バッテリ蓄電残量などを反映した制御にはなっていない。無線通信インフラとしての太陽電池で給電可能な基地局は、バッテリ蓄電残量の枯渇によって不稼働になることは最も回避すべき事態である。したがって、その場合には強制的に長時間のスリープ期間を確保して、バッテリ持続時間を長延化する必要がある。   The second embodiment is a sleep control method in consideration of the case where a base station including a power supply unit using a solar cell or the like and a battery is operated as a wireless communication infrastructure. The sleep control in the prior art is intended only for vague power saving, and is not a control that reflects the remaining battery charge. A base station that can be powered by a solar cell as a wireless communication infrastructure is the situation that should be avoided most due to exhaustion of the remaining battery charge. Therefore, in that case, it is necessary to forcibly secure a long sleep period and prolong the battery duration.

実施例1のスリープ制御2では、基地局と端末局との通信が見込まれるビーコンインターバルにおいて、基地局のバッファに送信パケットがなく、所定時間に端末局からの送信パケットがないことを検出すると、短期的にスリープモードに移行することが可能である。しかし、基地局や端末局のトラフィックが多い場合は、それらのトラフィックの送受信が優先されるため、基地局はスリープモードに移行することができず、基地局の消費電力をセーブすることはできない。   In the sleep control 2 of the first embodiment, when detecting that there is no transmission packet in the buffer of the base station and no transmission packet from the terminal station at a predetermined time in a beacon interval in which communication between the base station and the terminal station is expected, It is possible to shift to the sleep mode in the short term. However, when there is a lot of traffic in the base station or terminal station, transmission / reception of such traffic is prioritized, so the base station cannot shift to the sleep mode and cannot save power consumption of the base station.

ここで、無線通信インフラとして、太陽電池で給電可能な基地局を考えた場合、バッテリの蓄電残量が著しく少ない場合には、例えば基地局や端末局のトラフィックが多い場合でも、基地局の消費電力をセーブしてバッテリー枯渇による不稼働を回避するために、基地局はトラフィックの有無に関わらず強制的に長時間のスリープモードに移行する手段が有効である。   Here, when considering a base station that can be powered by a solar cell as a wireless communication infrastructure, if the remaining battery charge is extremely low, for example, even if the base station or terminal station has a lot of traffic, the consumption of the base station In order to save power and avoid non-operation due to battery depletion, it is effective for the base station to forcibly shift to the long sleep mode regardless of traffic.

図7は、本発明の実施例2における基地局のスリープ制御の概要を示す。
実施例2は、実施例1に示すスリープ制御1とスリープ制御2に加えて、新たにスリープ制御3の選択を可能にする方法である。実施例1では、ビーコンインターバルでトラフィックの発生が見込まれる場合はスリープ制御2を選択するが、実施例2ではスリープ制御2またはスリープ制御3を選択する。
FIG. 7 shows an outline of sleep control of the base station in the second embodiment of the present invention.
The second embodiment is a method for newly enabling selection of the sleep control 3 in addition to the sleep control 1 and the sleep control 2 shown in the first embodiment. In the first embodiment, the sleep control 2 is selected when traffic generation is expected in the beacon interval. In the second embodiment, the sleep control 2 or the sleep control 3 is selected.

スリープ制御3は、ビーコン間でトラフィックの発生が見込まれる場合でも、バッテリ蓄電残量や発電量が所定の安定運用条件を満たさないときは、長時間の無線アクセス禁止時間を設定したビーコンを送信し、基地局が長時間のスリープモードに移行する。すなわち、基地局が長時間のスリープモードに移行することにより、端末局における送信の遅延量が増大するが、基地局の省電力化を優先してスリープ動作を行う。また、スリープ期間が完了した後は、スリープ制御2と同様に端末局との間での通信を可能にする。すなわち、スリープ制御3は、前半はスリープ制御1、後半はスリープ制御2で制御する形態である。   Even if traffic generation between the beacons is expected, the sleep control 3 transmits a beacon in which a long wireless access prohibition time is set when the remaining battery charge and power generation amount do not satisfy predetermined stable operation conditions. The base station shifts to a long sleep mode. That is, when the base station shifts to the sleep mode for a long time, the amount of transmission delay in the terminal station increases, but the sleep operation is performed with priority given to the power saving of the base station. In addition, after the sleep period is completed, communication with the terminal station is enabled in the same manner as the sleep control 2. That is, the sleep control 3 is controlled by the sleep control 1 in the first half and the sleep control 2 in the second half.

なお、ここでバッテリ蓄電残量や発電量における安定運用条件とは、基地局のバッテリ残量が著しく低下せずに基地局が安定的に動作し続けられる条件である。例えば、バッテリ蓄電残量に閾値を設け、その閾値以上となることを条件とすることも可能である。また、発電量の予測値と消費電力の計画値から、安定運用のための必要条件を導出してもよい。具体的には以下の通りである。   Here, the stable operation conditions for the remaining battery charge and the amount of power generation are conditions under which the base station can continue to operate stably without a significant decrease in the battery charge of the base station. For example, it is also possible to set a threshold value for the remaining amount of battery storage and make it a condition that it is equal to or greater than the threshold value. In addition, necessary conditions for stable operation may be derived from the predicted value of power generation and the planned value of power consumption. Specifically, it is as follows.

(発電量の予測値について)
太陽電池の発電量(太陽電池からバッテリーへの給電量)の予測について説明する。
太陽電池の発電量は、24時間周期で増減する。また、季節に依存して太陽の高度や日照時間が変化したり、さらには梅雨時などの晴天率の低さなども考慮すれば、太陽電池による24時間以上の長時間平均でみた平均発電量は1年を通じて変化する。このような太陽電池による発電量の変動のデータベースを参照すれば、未来の発電量の予測値を取得することは可能である。また、天気予報などの外部情報をネットワーク経由で取得すれば、さらに高い精度で予測することが可能である。このようにして予測される発電量の予測値が意味を持ち、そこで現在から時間t経過後の発電量の設計上の予測値をCdes(t)として議論する。なお、この発電量の設計上の予測値Cdes(t)は、時間と共に変動する量であるが、ある程度の時間周期での制御を前提とするため、ここでの時刻に関する引数tは連続的な時間を表すものではなく、例えば10分間隔、30分間隔、1時間間隔など、ある程度の時間間隔Δt毎の離散的な値をとる関数として扱われる。
(About predicted power generation)
The prediction of the power generation amount of the solar cell (power supply amount from the solar cell to the battery) will be described.
The amount of power generated by solar cells increases and decreases every 24 hours. In addition, if the solar altitude and sunshine hours vary depending on the season, and if the clear sky rate during the rainy season is taken into account, the average amount of power generated by solar cells over a 24-hour average period Changes throughout the year. It is possible to obtain a predicted value of the future power generation amount by referring to such a database of fluctuations in the power generation amount by the solar cell. In addition, if external information such as weather forecast is acquired via a network, it is possible to predict with higher accuracy. The predicted value of the power generation amount predicted in this way is meaningful, and the design predicted value of the power generation amount after the elapse of time t from now is discussed as Cdes (t). The design predicted value Cdes (t) of the power generation amount is an amount that varies with time. However, since control on a certain period of time is assumed, the time-related argument t is continuous. It does not represent time, but is treated as a function that takes discrete values at certain time intervals Δt, such as 10-minute intervals, 30-minute intervals, and 1-hour intervals.

(消費電力の計画値について)
消費電力の予測について説明する。消費電力は、ネットワークを流れるダウンリンク、アップリンクのそれぞれのトラフィック量、基地局のスリープ時間や各種運用パラメータ値により定まる。
(About planned power consumption)
The prediction of power consumption will be described. The power consumption is determined by the amount of downlink and uplink traffic flowing through the network, the sleep time of the base station, and various operation parameter values.

これらの中で、ネットワークを流れるトラフィック量の時間変動は統計的なデータから予測することが可能である。もちろん、駅等の公共施設、商店街、住宅街などの場所の条件、さらには曜日や祭日、夏休みなどの条件で時間変動の仕方は変るが、装置上の初期設定で与える予測値に加えて、逐次、学習データを加味して予測値を更新するなどの工夫を行えば、条件毎に精度の高いトラフィック量の時間変動予測値が得られるようになる。トラフィック量の時間変動予測値が得られれば、実施例1を適用した場合のスリープ時間を含め、次の時間率を推定することが可能である。   Among these, it is possible to predict temporal fluctuations in the amount of traffic flowing through the network from statistical data. Of course, the time variation method changes depending on the conditions of places such as public facilities such as stations, shopping streets, and residential areas, and also on conditions such as days of the week, holidays, and summer holidays, but in addition to the predicted value given by the initial setting on the device If a measure such as sequentially updating the predicted value in consideration of the learning data is taken, a highly accurate time fluctuation predicted value of the traffic amount can be obtained for each condition. If the predicted time fluctuation value of the traffic amount is obtained, it is possible to estimate the next time rate including the sleep time when the first embodiment is applied.

(a) 信号送信時:ベースバンド信号処理回路に加え、クロック、シンセサイザ、送信ハイパワーアンプが動作(消費電力の最大値)
(b) 信号受信時:ベースバンド信号処理回路に加え、クロック、シンセサイザ、受信ローノイズアンプが動作(ローノイズアンプの消費電力はハイパワーアンプの消費電力よりも若干小さい)
(c) 受信待機時:実際には有意な信号を受信していないが、信号受信の有無を監視している状況であるため、近似的には(b) とほぼ同じ消費電力である
(d) 完全スリープ時:(インタフェース回路やスリープ管理用の一部の回路を除き)ベースバンド信号処理回路の大部分、送受信アンプ系を全て停止、クロック、シンセサイザ等も停止する(消費電力の最小値)
(e) 不完全スリープ時:(インタフェース回路やスリープ管理用の一部の回路を除き)ベースバンド信号処理回路の大部分、送受信アンプ系は全て停止しているが、クロック、シンセサイザ等は停止していない
(f) スリープ起床準備時:完全スリープではクロック、シンセサイザ等も停止しているが、これらの回路は周波数安定性を担保するため、実際の起床の50〜 100ms程度前から電源再投入をする必要があり、実効的には(e) とほぼ同じ消費電力となる
(a) During signal transmission: In addition to the baseband signal processing circuit, the clock, synthesizer, and transmission high-power amplifier operate (maximum power consumption)
(b) During signal reception: In addition to the baseband signal processing circuit, the clock, synthesizer, and reception low-noise amplifier operate (the power consumption of the low-noise amplifier is slightly smaller than the power consumption of the high-power amplifier)
(c) During reception standby: Although no significant signal is actually being received, the power consumption is approximately the same as (b) because it is monitoring the presence or absence of signal reception.
(d) Full sleep: Most of the baseband signal processing circuits (except for the interface circuit and some circuits for sleep management), all transmission / reception amplifier systems are stopped, clocks, synthesizers, etc. are also stopped (minimum power consumption) value)
(e) Incomplete sleep: Most of the baseband signal processing circuits (except for the interface circuit and some circuits for sleep management) and all transmission / reception amplifier systems are stopped, but the clock, synthesizer, etc. are stopped. Not
(f) Sleep wake-up preparation: The clock and synthesizer are also stopped in full sleep, but these circuits need to be turned on again about 50 to 100ms before actual wake-up to ensure frequency stability. In effect, the power consumption is effectively the same as (e).

以上の状態に対し、消費電力としては以下の電力値の状態間を遷移することになる。
1 :上記(a) に該当する最大消費電力
2 :上記(b),(c) に該当する消費電力
3 :上記(e),(f) に該当する消費電力
min :上記(d) に該当する最低消費電力
With respect to the above states, the power consumption changes between the states of the following power values.
P 1 : Maximum power consumption corresponding to the above (a) P 2 : Power consumption corresponding to the above (b) and (c) P 3 : Power consumption corresponding to the above (e) and (f) P min : Above ( d) Minimum power consumption corresponding to

なお、基地局の各種運用パラメータを用いてこれらの消費電力の時刻tの時間率をそれぞれR1(t)、R2(t)、R3(t)、R4(t)とすれば、その際の時刻tの総消費電力Pdes(t)は以下の式(1) で求まる。ここで、R1(t)+R2(t)+R3(t)+R4(t)=1である。
Pdes(t)=P11(t)+P22(t)+P33(t)+Pmin4(t) …(1)
If the time ratios of these power consumption times t are R 1 (t), R 2 (t), R 3 (t), and R 4 (t) using various operation parameters of the base station, At this time, the total power consumption Pdes (t) at time t is obtained by the following equation (1). Here, R 1 (t) + R 2 (t) + R 3 (t) + R 4 (t) = 1.
Pdes (t) = P 1 R 1 (t) + P 2 R 2 (t) + P 3 R 3 (t) + P min R 4 (t) ... (1)

(安定運用のための必要条件)
このようにして得られる消費電力の設計上の予測値Pdes(t)と、給電量の設計上の予測値Cdes(t)の間には、安定運用のための条件が存在する。これは、運用中にバッテリー残量がゼロとならないことを保証するための条件である。この安定運用条件の管理はある長時間周期で行う必要があるが、一般に24時間毎の時間変動の差分は、1日の24時間以内の時間変動に比べて小さいので、管理を行う周期は24時間の整数倍が理想的である。この制御周期をTcont(例えば24時間、3日間等)とする。そして、この制御周期Tcontの時間経過後に、バッテリーの残量が現在時点のバッテリー残量よりも減ることがないとすることで、定常的な放電状態を回避することを考えることによって、以下の安定運用のための条件式を設定する。
t t+Tcont{Cdes(t')−Pdes(t')}dt' ≧0 …(2)
(Requirements for stable operation)
Conditions for stable operation exist between the predicted power consumption design value Pdes (t) thus obtained and the predicted power supply design value Cdes (t). This is a condition for ensuring that the remaining battery level does not become zero during operation. Although management of this stable operation condition needs to be performed in a certain long period, in general, the difference in time fluctuation every 24 hours is smaller than the time fluctuation within 24 hours per day, so the management period is 24 An integer multiple of time is ideal. This control cycle is Tcont (for example, 24 hours, 3 days, etc.). Then, by considering that the remaining battery level does not decrease below the current battery level after the control period Tcont has elapsed, the following stable state is avoided by considering avoiding a steady discharge state. Set conditional expressions for operation.
t t + Tcont {Cdes (t ′) − Pdes (t ′)} dt ′ ≧ 0 (2)

また、以上の式では積分形式で表現しているが、実際には離散時間Δt間隔で制御を行うので、その時間毎の加算・総和の形式で表記するのが適切かも知れないが、簡単のため積分形式で説明する。   Although the above expression is expressed in an integral form, the control is actually performed at intervals of discrete time Δt, so it may be appropriate to express in the form of addition / summation for each time. Therefore, it will be described in integral form.

以上の条件の式(2) を満足するように、消費電力の計画値Pdes(t)を制御する。上記の安定運用の条件を満たさなければ、スリープ時間R4(t)をより長く設定する。すなわち、スリープ制御2の代わりにスリープ制御3を適用することになる。 The power consumption plan value Pdes (t) is controlled so as to satisfy Expression (2) of the above conditions. If the above conditions for stable operation are not satisfied, the sleep time R 4 (t) is set longer. That is, the sleep control 3 is applied instead of the sleep control 2.

図8は、本発明の実施例2における基地局装置の構成例を示す。
実施例1の構成に加えて、スリープ制御3を実施する第3スリープ制御部12、バッテリー14を介して発電手段15に接続される安定運用条件判断部13が設けられる。第3スリープ制御部12は、図7に示すスリープ制御3によって基地局をスリープモードに移行させる制御を実行する。発電手段15は、太陽光や風力等の再生可能エネルギーを利用した発電手段である。ここで発電したエネルギーはバッテリー14に出力され、バッテリー14は入力されたエネルギーを蓄電する。安定運用条件判断部13は、消費電力計画値取得手段、発電量予測値取得手段、蓄電残量取得手段から構成され、基地局が不稼働にならずに安定的に運用するためのバッテリ蓄電残量や発電量が所定の条件を満たすかどうかについて判断する。通信制御部4は、バッファ部5、通信履歴記憶部7、端末情報記憶部8、スリーププロファイル記憶部9に加えて、安定運用条件判断部13を参照して、スリープ制御1からスリープ制御3のうち何れのスリープ制御を実施させるかを判断する。
FIG. 8 shows a configuration example of a base station apparatus in Embodiment 2 of the present invention.
In addition to the configuration of the first embodiment, a third sleep control unit 12 that performs the sleep control 3 and a stable operation condition determination unit 13 that is connected to the power generation means 15 via the battery 14 are provided. The third sleep control unit 12 executes control to shift the base station to the sleep mode by the sleep control 3 shown in FIG. The power generation means 15 is a power generation means using renewable energy such as sunlight or wind power. The energy generated here is output to the battery 14, and the battery 14 stores the input energy. The stable operation condition determination unit 13 includes a power consumption plan value acquisition unit, a power generation amount prediction value acquisition unit, and a storage power remaining amount acquisition unit. Judgment is made as to whether the amount and the amount of power generation satisfy a predetermined condition. The communication control unit 4 refers to the stable operation condition determination unit 13 in addition to the buffer unit 5, the communication history storage unit 7, the terminal information storage unit 8, and the sleep profile storage unit 9. Which sleep control is to be executed is determined.

図9は、本発明の実施例2におけるスリープ制御処理手順を示す。
図9において、通信制御部4のスリープ制御処理手順は、ビーコンインターバルごとに行われる。通信制御部4は、ビーコンインターバルごとに次のビーコンインターバルにおいて、スリープ制御1,2,3のいずれを行うかについて判定を開始する(S401)。すなわち、ビーコン送信時点で基地局のバッファに送信パケットがなく、かつ所定期間内に基地局と端末局との通信履歴がないか否かを判断する(S402)。所定期間としては前記ビーコンインターバルでの端末のアウェイク期間に設定してもよいし、その他の時間に設定してもよい。すなわち、ここでの所定期間は、基地局と接続している端末局の有無、および接続している端末局がいた場合の通信トラフィックの有無を判断することを目的として設定される時間であれば如何なるものであってもよい。
FIG. 9 shows a sleep control processing procedure in the second embodiment of the present invention.
In FIG. 9, the sleep control processing procedure of the communication control unit 4 is performed at every beacon interval. The communication control unit 4 starts determining whether to perform sleep control 1, 2, or 3 in the next beacon interval for each beacon interval (S401). That is, it is determined whether there is no transmission packet in the base station buffer at the time of beacon transmission and whether there is no communication history between the base station and the terminal station within a predetermined period (S402). The predetermined period may be set to the awake period of the terminal in the beacon interval, or may be set to another time. That is, the predetermined period here is a time set for the purpose of determining the presence / absence of a terminal station connected to the base station and the presence / absence of communication traffic when there is a connected terminal station. It can be anything.

バッファに送信パケットがなく、所定期間内に通信履歴がない場合(S402でYes)は、スリープ制御1の動作を実施する(S403)。バッファに送信パケットがある場合、または所定期間内に通信履歴がある場合(S402でNo)は、バッテリ蓄電残量や発電量が基地局の安定運用のための条件を満たすかどうかについて判断する(S403)。S403でYesの場合は、スリープ制御2の動作を実施する(S404)。S405でNoの場合は、スリープ制御3の動作を実施する(S406)。このスリープ制御1,2,3の動作は、ビーコンインターバルが終了まで継続し(S407)、ビーコン送信時に再びS402〜S407を繰り返す。   When there is no transmission packet in the buffer and there is no communication history within a predetermined period (Yes in S402), the operation of sleep control 1 is performed (S403). When there is a transmission packet in the buffer, or when there is a communication history within a predetermined period (No in S402), it is determined whether or not the remaining battery charge and the amount of power generation satisfy the conditions for stable operation of the base station ( S403). If Yes in S403, the sleep control 2 is performed (S404). In the case of No in S405, the operation of sleep control 3 is performed (S406). The operations of the sleep controls 1, 2, and 3 are continued until the beacon interval ends (S407), and S402 to S407 are repeated again during beacon transmission.

スリープ制御1とスリープ制御2の処理手順は実施例1と同一であるので、以下ではスリープ制御3の処理手順について説明する。   Since the processing procedures of the sleep control 1 and the sleep control 2 are the same as those in the first embodiment, the processing procedure of the sleep control 3 will be described below.

図10は、本発明の実施例2におけるスリープ制御3の処理手順を示す。
図10において、スリープ制御3を開始する(S501)と、スリープ期間長を設定し(S502)、そのスリープ期間を無線アクセス禁止期間として設定したビーコンを送信する(S503)。ビーコンの送信と共に基地局はスリープ期間にスリープモードに移行し(S504)、スリープ期間経過後にアウェイクモードへ移行する(S505)。ここまでの処理は、図5に示す実施例1のスリープ制御1のS201〜S205の処理と同様である。次に、基地局のバッファに送信パケットがあるか否かを判断する(S506)。このS506および以下の処理は、図6に示す実施例1のスリープ制御2のS303〜S313の処理と同様であり、この処理をビーコンインターバルの終了まで繰り返し(S314)、ビーコンインターバルと共にスリープ制御3の処理を終了する。
FIG. 10 shows a processing procedure of the sleep control 3 in the second embodiment of the present invention.
In FIG. 10, when sleep control 3 is started (S501), a sleep period length is set (S502), and a beacon in which the sleep period is set as a wireless access prohibition period is transmitted (S503). When the beacon is transmitted, the base station shifts to the sleep mode during the sleep period (S504), and shifts to the awake mode after the sleep period elapses (S505). The process so far is the same as the process of S201-S205 of the sleep control 1 of Example 1 shown in FIG. Next, it is determined whether there is a transmission packet in the buffer of the base station (S506). This S506 and the following processes are the same as the processes of S303 to S313 of the sleep control 2 of the first embodiment shown in FIG. 6, and this process is repeated until the end of the beacon interval (S314). The process ends.

図11は、本発明の実施例3における基地局のスリープ制御の概要を示す。
実施例3は、図1に示す実施例1のスリープ制御2をスリープ制御4に置き換えた制御技術である。スリープ制御2では、基地局の送信パケットがなく、かつ端末局の送信パケットがないと判断したときに、基地局はスリープモードに移行するが、スリープモード中に端末局のパケット送信を禁止するために、基地局はCTS等によってNAVを通知して、アクセス禁止期間を設定する。実施例3のスリープ制御4では、基地局の送信パケットがなく、かつ端末局の送信パケットがないと判断したときに、CTSによるNAVを通知することなく基地局がスリープモードに移行する方法である。
FIG. 11 shows an outline of sleep control of the base station in the third embodiment of the present invention.
The third embodiment is a control technique in which the sleep control 2 of the first embodiment shown in FIG. In the sleep control 2, when it is determined that there is no transmission packet of the base station and no transmission packet of the terminal station, the base station shifts to the sleep mode, but prohibits packet transmission of the terminal station during the sleep mode. The base station notifies the NAV by CTS or the like and sets the access prohibition period. In the sleep control 4 of the third embodiment, when it is determined that there is no transmission packet of the base station and no transmission packet of the terminal station, the base station shifts to the sleep mode without notifying the CTS of the NAV. .

基地局の構成は、図2に示す第2スリープ制御部11がスリープ制御4を行う第4スリープ制御部に置き換わる。スリープ制御4の処理手順は、図6に示す実施例1のスリープ制御2の処理手順におけるCTS送信(S310)を省き、スリープモードからアウェイクモードへ移行する時間は基地局で独自に設定する(S312)。
このように、実施例3は、スリープモードに移行する際のCTSの送信に要する消費電力が不要であるため、実施例1に比べて高い省電力化効果を実現可能である。なお、基地局がスリープモードに移行する前には端末局によるトラフィックの送信有無を判断しているため、スリープモードが短時間であれば、その間に端末局にトラフィックが発生し、それを基地局に送信する可能性は低いと考えられる。なお、万が一、そのスリープモード中に端末局がパケットを送信した場合、端末局は再送を繰返すだけである。
The configuration of the base station is replaced with a fourth sleep control unit in which the second sleep control unit 11 shown in FIG. In the processing procedure of the sleep control 4, the CTS transmission (S310) in the processing procedure of the sleep control 2 of the first embodiment shown in FIG. 6 is omitted, and the time for shifting from the sleep mode to the awake mode is uniquely set in the base station (S312). ).
As described above, the power consumption required for CTS transmission when shifting to the sleep mode is unnecessary in the third embodiment, and thus a higher power saving effect than that in the first embodiment can be realized. Since the base station determines whether or not the terminal station transmits traffic before shifting to the sleep mode, if the sleep mode is short, traffic is generated in the terminal station during that time, Is unlikely to be sent to. If the terminal station transmits a packet during the sleep mode, the terminal station only repeats retransmission.

図12は、本発明の実施例4における基地局のスリープ制御の概要を示す。
実施例4は、図7に示す実施例2のスリープ制御2をスリープ制御4に置き換え、スリープ制御3をスリープ制御5に置き換えた制御技術である。実施例4のスリープ制御4は実施例3のスリープ制御4と同じであり、スリープ制御5の後半はスリープ制御4と同様に、CTSによるNAVを通知することなく基地局がスリープモードに移行する方法である。
FIG. 12 shows an outline of sleep control of a base station in Embodiment 4 of the present invention.
The fourth embodiment is a control technique in which the sleep control 2 of the second embodiment shown in FIG. 7 is replaced with the sleep control 4 and the sleep control 3 is replaced with the sleep control 5. The sleep control 4 of the fourth embodiment is the same as the sleep control 4 of the third embodiment, and the second half of the sleep control 5 is the same as the sleep control 4 in which the base station shifts to the sleep mode without notifying the CAV of the NAV. It is.

基地局の構成は、図8に示す第2スリープ制御部11がスリープ制御4を行う第4スリープ制御部に置き換わり、第3スリープ制御部12がスリープ制御5を行う第5スリープ制御部に置き換わる。スリープ制御5の処理手順は、図10に示す実施例2のスリープ制御3の処理手順におけるCTS送信(S310)を省き、スリープモードからアウェイクモードへ移行する時間は基地局で独自に設定する(S312)。このスリープ制御4およびスリープ制御5による作用は、実施例3と同様である。   The configuration of the base station is replaced with a fourth sleep control unit in which the second sleep control unit 11 shown in FIG. 8 performs the sleep control 4 and a third sleep control unit 12 in the third sleep control unit 12 that performs the sleep control 5. The processing procedure of the sleep control 5 omits the CTS transmission (S310) in the processing procedure of the sleep control 3 of the second embodiment shown in FIG. 10, and the base station uniquely sets the time for shifting from the sleep mode to the awake mode (S312). ). The operations of the sleep control 4 and the sleep control 5 are the same as in the third embodiment.

図13は、本発明の実施例5における基地局のスリープ制御の概要を示す。
実施例5は、図1に示す実施例1のスリープ制御2あるいは図11に示す実施例3のスリープ制御4を、スリープ制御6に置き換えた制御技術である。スリープ制御6は、スリープ制御4のように基地局の送信パケットがなく、かつ端末局の送信パケットがないと判断したときに、CTSによるNAVを通知することなく基地局がスリープモードに移行する点では共通しているが、スリープモードとアウェイクモードを短周期で繰り返し、アウェイクモードで短時間のキャリアセンスを行うところに違いがある。
FIG. 13: shows the outline | summary of the sleep control of the base station in Example 5 of this invention.
The fifth embodiment is a control technique in which the sleep control 2 of the first embodiment shown in FIG. 1 or the sleep control 4 of the third embodiment shown in FIG. When the sleep control 6 determines that there is no transmission packet of the base station and no transmission packet of the terminal station as in the sleep control 4, the base station shifts to the sleep mode without notifying the NAV by the CTS. However, there is a difference in that the sleep mode and the awake mode are repeated in a short cycle and the carrier sense for a short time is performed in the awake mode.

キャリアセンスにより、無線チャネルがビジーか否かによって、スリープモードへの移行判断を行う。キャリアセンスの実施結果がアイドルであれば、基地局は再びスリープモードに移行する。キャリアセンスの実施結果がビジーであれば、アウェイクモードを維持する。端末局がアップリンクのパケットを送信している場合は、無線チャネルがビジーとなるため、基地局は端末局がパケットの送信を試みていることを把握し、アウェイクモードを維持して再送されるパケットを受信する。   Based on the carrier sense, whether to shift to the sleep mode is determined depending on whether the wireless channel is busy. If the carrier sense execution result is idle, the base station again shifts to the sleep mode. If the carrier sense execution result is busy, the awake mode is maintained. When the terminal station is transmitting an uplink packet, the radio channel is busy, so the base station knows that the terminal station is trying to transmit the packet and keeps it in awake mode and retransmits it. Receive the packet.

このように、基地局が短周期でアウェイクモードを繰り返すことにより端末局のパケット送信を把握できるので、端末局におけるパケットの再送回数を低減し、廃棄となる確率を低減することができる。一方、基地局は、ビーコンやCTS等により、無線アクセス禁止期間を端末局に通知せずに、周期的にスリープモードになって消費電力を低減することができる。   Thus, since the base station can grasp the packet transmission of the terminal station by repeating the awake mode in a short cycle, the number of packet retransmissions at the terminal station can be reduced, and the probability of discarding can be reduced. On the other hand, the base station can periodically enter the sleep mode and reduce power consumption without notifying the terminal station of the wireless access prohibition period by using a beacon, CTS, or the like.

なお、基地局は短周期でアウェイクモードに復旧することになるが、スリープ制御6におけるアウェイクモードのキャリアセンスはパケットの受信が目的ではなく、キャリアセンスによる無線チャネルのビジー判断のみである。したがって、ここでのアウェイク時間は、スリープ制御4のアウェイク時間(DIFS+CW)より大幅に短くすることができる。例えば、アウェイク時間は、IEEE802.16標準規格で定められる1スロットタイム(IEEE802.11bでは20μsec )に設定することが可能である。または、アウェイク時間を、キャリアセンスによる信号検出のために最低限必要な最小時間に設定することも可能である。そのため、総アウェイク時間をスリープ制御4に比べて大幅に削減できる。   Although the base station recovers to the awake mode in a short cycle, the carrier sense in the awake mode in the sleep control 6 is not for the purpose of receiving a packet, but only for determining whether the radio channel is busy based on the carrier sense. Therefore, the awake time here can be significantly shorter than the awake time (DIFS + CW) of the sleep control 4. For example, the awake time can be set to one slot time (20 μsec in IEEE802.11b) defined by the IEEE802.16 standard. Alternatively, the awake time can be set to the minimum time required for signal detection by carrier sense. Therefore, the total awake time can be significantly reduced compared to the sleep control 4.

また、通信品質における遅延の観点からは、端末局の再送回数が小さいうちにパケットを受信できることが望ましい。これを考慮して、スリープ時間を設定する。例えば、IEEE802.11bのデータパケットの大きさは最低でも 218μsec(伝送レート11Mbps 、ペイロード0 bit)である。したがって、スリープ時間を 200μsec にすれば、端末局によるパケットの初回送信で、基地局が最初のスリープモード後のキャリアセンスでそれを検出してスリープモードを停止するので、1回目の再送パケットを基地局が受信することが可能となる。   From the viewpoint of delay in communication quality, it is desirable that packets can be received while the number of retransmissions of the terminal station is small. Considering this, the sleep time is set. For example, the data packet size of IEEE802.11b is at least 218 μsec (transmission rate 11 Mbps, payload 0 bit). Therefore, if the sleep time is set to 200 μsec, the base station detects it by carrier sense after the first sleep mode and stops the sleep mode by the first transmission of the packet by the terminal station. The station can receive.

基地局の構成は、図2に示す第2スリープ制御部11がスリープ制御6を行う第6スリープ制御部に置き換わる。スリープ制御6の処理手順は、図6に示す実施例1のスリープ制御2の処理手順におけるCTS送信(S310)からアウェイクモードへの移行(S312)の処理を、図14に示す処理に置き換える。   The configuration of the base station is replaced with a sixth sleep control unit in which the second sleep control unit 11 shown in FIG. The processing procedure of the sleep control 6 replaces the processing of the transition from the CTS transmission (S310) to the awake mode (S312) in the processing procedure of the sleep control 2 of the first embodiment shown in FIG. 6 with the processing shown in FIG.

図14において、スリープ制御6を開始すると(S601)、スリープ時間を設定する(S602)。続いて、設定したスリープ時間で所定回路の電源をオフにする(S603)。ここではスリーププロファイル記憶部を参照し、設定したスリープ時間から電源をオフにする回路を把握することができる。スリープ時間中に基地局のバッファに送信パケットが発生した場合は(S604でYes)、直ちにスリープモードを終了する(S608、S111)。すなわら、スリープモードから直ちにアウェイクモードへ復旧する。送信パケットが発生せずに(S603でNo)スリープ時間を経過すると、回路の電源をオンにし、キャリアセンスを実施する(S606)。キャリアセンスによって無線チャネルがビジーか否かを判断し、ビジーでない場合(S607でNo)、再びスリープモードに移行する(S602〜S605)。ビジーと判断した場合(S607でYes)、直ちにスリープモードを終了する(S608)。   In FIG. 14, when the sleep control 6 is started (S601), a sleep time is set (S602). Subsequently, the power of the predetermined circuit is turned off in the set sleep time (S603). Here, referring to the sleep profile storage unit, it is possible to grasp the circuit for turning off the power from the set sleep time. If a transmission packet is generated in the buffer of the base station during the sleep time (Yes in S604), the sleep mode is immediately terminated (S608, S111). On the other hand, it immediately recovers from the sleep mode to the awake mode. If no sleep packet is generated (No in S603) and the sleep time elapses, the circuit is turned on and carrier sense is performed (S606). It is determined whether or not the wireless channel is busy based on the carrier sense. If the wireless channel is not busy (No in S607), the mode shifts to the sleep mode again (S602 to S605). If it is determined that it is busy (Yes in S607), the sleep mode is immediately terminated (S608).

図15は、本発明の実施例6における基地局のスリープ制御の概要を示す。
実施例6は、図12に示す実施例4のスリープ制御4をスリープ制御6に置き換え、スリープ制御5をスリープ制御7に置き換えた制御技術である。実施例6のスリープ制御6は実施例5のスリープ制御6と同じであり、スリープ制御7の後半はスリープ制御6と同様に、CTSによるNAVを通知することなく基地局がスリープモードに移行する方法である。
FIG. 15 shows an outline of sleep control of a base station in Embodiment 6 of the present invention.
The sixth embodiment is a control technique in which the sleep control 4 in the fourth embodiment shown in FIG. 12 is replaced with the sleep control 6 and the sleep control 5 is replaced with the sleep control 7. The sleep control 6 of the sixth embodiment is the same as the sleep control 6 of the fifth embodiment, and the second half of the sleep control 7 is a method in which the base station shifts to the sleep mode without notifying the NAV by CTS in the same manner as the sleep control 6. It is.

基地局の構成は、図8に示す第2スリープ制御部11がスリープ制御6を行う第6スリープ制御部に置き換わり、第3スリープ制御部12がスリープ制御7を行う第7スリープ制御部に置き換わる。スリープ制御7の処理手順は、図10に示す実施例2のスリープ制御3の処理手順におけるCTS送信(S310)からアウェイクモードへの移行(S312)の処理を、図14に示す処理に置き換える。   The configuration of the base station is replaced with a sixth sleep control unit in which the second sleep control unit 11 illustrated in FIG. 8 performs the sleep control 6 and a third sleep control unit 12 is replaced with a seventh sleep control unit in which the sleep control 7 is performed. The processing procedure of the sleep control 7 replaces the processing of the transition from the CTS transmission (S310) to the awake mode (S312) in the processing procedure of the sleep control 3 of the second embodiment shown in FIG. 10 with the processing shown in FIG.

1 基地局装置
2 アンテナ
3 送受信部
4 通信制御部
5 バッファ部
6 インタフェース部
7 通信履歴記憶部
8 端末情報記憶部
9 スリーププロファイル記憶部
10 第1スリープ制御部
11 第2スリープ制御部
12 第3スリープ制御部
13 安定運用条件判断部
14 バッテリー
15 発電手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base station apparatus 2 Antenna 3 Transmission / reception part 4 Communication control part 5 Buffer part 6 Interface part 7 Communication history memory | storage part 8 Terminal information memory | storage part 9 Sleep profile memory | storage part 10 1st sleep control part 11 2nd sleep control part 12 3rd sleep Control unit 13 Stable operation condition determination unit 14 Battery 15 Power generation means

Claims (8)

端末局と相互に無線通信を行う基地局装置において、
前記端末局宛ての送信パケットを蓄積する送信バッファと、
前記送信バッファに蓄積された送信パケットを送信する送信手段と、
前記端末局から送信されたパケットを受信する受信手段と、
前記端末局との間で前記送信パケットの送受信を示す通信履歴を記録する記録手段と、
所定の期間に渡ってスリープ状態とする第1スリープ制御手段と、
アウェイク状態と、前記端末局からパケットを受信しないときに前記第1スリープ制御手段よりも短い期間でスリープ状態となることを繰り返す第2スリープ制御手段と、
前記送信バッファに前記送信パケットがなく、かつ前記記録手段に所定期間の前記通信履歴がない場合に前記第1スリープ制御手段を選択し、それ以外の場合に第2スリープ制御手段を選択する制御手段と
を備えたことを特徴とする基地局装置。
In a base station device that performs wireless communication with a terminal station,
A transmission buffer for accumulating transmission packets addressed to the terminal station;
Transmitting means for transmitting transmission packets stored in the transmission buffer;
Receiving means for receiving a packet transmitted from the terminal station;
Recording means for recording a communication history indicating transmission / reception of the transmission packet with the terminal station;
First sleep control means for setting a sleep state for a predetermined period;
A second sleep control unit that repeats an awake state and a sleep state in a shorter period than the first sleep control unit when a packet is not received from the terminal station;
Control means for selecting the first sleep control means when there is no transmission packet in the transmission buffer and there is no communication history for a predetermined period in the recording means, and for selecting the second sleep control means in other cases And a base station apparatus comprising:
請求項1に記載の基地局装置において、
前記第2スリープ制御手段は、前記送信バッファに前記送信パケットがないときに、前記端末局からパケットを受信しない状態が、当該端末局がパケットを送信するために待機する期間を超えて継続していることを検出した場合に、前記端末局の送信を禁止して、当該基地局を前記スリープ状態に設定する
ことを特徴とする基地局装置。
The base station apparatus according to claim 1,
In the second sleep control means, when there is no transmission packet in the transmission buffer, a state in which no packet is received from the terminal station continues beyond a period in which the terminal station waits to transmit a packet. When it is detected that the terminal station is present, the transmission of the terminal station is prohibited and the base station is set in the sleep state.
請求項1に記載の基地局装置において、
前記第1スリープ制御手段が前記スリープ状態にする当該基地局装置の構成要素の数が、前記第2スリープ制御手段が前記スリープ状態にする当該基地局装置の構成要素の数よりも多い
ことを特徴とする基地局装置。
The base station apparatus according to claim 1,
The number of components of the base station apparatus that the first sleep control unit sets to the sleep state is greater than the number of components of the base station apparatus that the second sleep control unit sets to the sleep state. Base station apparatus.
請求項1に記載の基地局装置において、
当該基地局が発電手段の発電電力を蓄電するバッテリーによる電力で駆動されるときに、バッテリーの蓄電残量および発電手段の発電量が当該基地局を安定的に動作させるために十分か否かの安定運用条件を判断する安定運用条件判断手段と、
前記第1スリープ制御手段のスリープ状態の期間よりも短く、かつ前記第2スリープ制御手段のスリープ状態の期間よりも長い期間に渡ってスリープ状態とした後に、アウェイク状態と、前記端末局からパケットを受信しないときに前記第2スリープ制御手段のスリープ状態と同等の期間でスリープ状態となることを繰り返す第3スリープ制御手段と
を備え、
前記制御手段は、前記送信バッファに前記送信パケットがなく、かつ前記記録手段に所定期間の前記通信履歴がない場合に前記第1スリープ制御手段を選択し、それ以外の場合で前記安全運用条件が十分なときに前記第2スリープ制御手段を選択し、前記安全運用条件が十分でないときに前記第3スリープ制御手段を選択する
ことを特徴とする基地局装置。
The base station apparatus according to claim 1,
Whether the base station is driven by power from the battery that stores the power generated by the power generation means, and whether or not the remaining power of the battery and the amount of power generated by the power generation means are sufficient to operate the base station stably. A stable operation condition determination means for determining a stable operation condition;
After entering the sleep state for a period shorter than the period of the sleep state of the first sleep control unit and longer than the period of the sleep state of the second sleep control unit, the awake state and a packet from the terminal station And third sleep control means for repeating the sleep state in a period equivalent to the sleep state of the second sleep control means when not receiving,
The control means selects the first sleep control means when there is no transmission packet in the transmission buffer and the recording means does not have the communication history for a predetermined period, and otherwise the safe operation condition is The base station apparatus, wherein the second sleep control unit is selected when sufficient, and the third sleep control unit is selected when the safe operation condition is not sufficient.
請求項4に記載の基地局装置において、
前記第2スリープ制御手段および前記第3スリープ制御手段は、前記送信バッファに前記送信パケットがないときに、前記端末局からパケットを受信しない状態が、当該端末局がパケットを送信するために待機する期間を超えて継続していることを検出した場合に、前記端末局の送信を禁止して、当該基地局を前記スリープ状態に設定する
ことを特徴とする基地局装置。
In the base station apparatus according to claim 4,
The second sleep control unit and the third sleep control unit wait for the terminal station to transmit a packet when there is no transmission packet in the transmission buffer and the terminal station does not receive the packet. When it is detected that the terminal has continued beyond a period, transmission of the terminal station is prohibited and the base station is set in the sleep state.
請求項1または請求項4に記載の基地局装置において、
前記アウェイク状態と前記スリープ状態の繰り返しは、前記端末局に対して無線アクセス禁止期間を通知することなく前記アウェイク状態から前記スリープ状態に移行し、前記スリープ状態の終了後に前記アウェイク状態に移行してキャリアセンスを実施し、無線チャネルがビジーでないときに再び前記スリープ状態に移行し、無線チャネルがビジーのときに前記アウェイク状態を維持して前記端末局が送信するパケットを受信する処理であり、
前記アウェイク状態の時間は、前記キャリアセンスによって無線チャネルがビジーか否かの判定が可能な短い時間に設定し、
前記スリープ状態の時間は、前記キャリアセンスで無線チャネルがビジーになった後の前記アウェイク状態で前記端末局からの再送パケットの受信が可能な時間に設定する
ことを特徴とする基地局装置。
In the base station apparatus according to claim 1 or 4,
The repetition of the awake state and the sleep state is performed by transferring from the awake state to the sleep state without notifying the terminal station of a radio access prohibition period, and after the sleep state ends, the state is changed to the awake state. It is a process of performing carrier sense, transitioning to the sleep state again when the radio channel is not busy, and receiving a packet transmitted by the terminal station while maintaining the awake state when the radio channel is busy,
The time of the awake state is set to a short time during which it can be determined whether the radio channel is busy by the carrier sense,
The time in the sleep state is set to a time during which a retransmission packet can be received from the terminal station in the awake state after the radio channel becomes busy by the carrier sense.
端末局と相互に無線通信を行う基地局のスリープ制御方法において、
前記基地局は、
前記端末局宛ての送信パケットを蓄積する送信バッファと、
前記送信バッファに蓄積された送信パケットを送信する送信手段と、
前記端末局から送信されたパケットを受信する受信手段と、
前記端末局との間で前記送信パケットの送受信を示す通信履歴を記録する記録手段と、
所定の期間に渡ってスリープ状態とする第1スリープ制御手段と、
アウェイク状態と、前記端末局からパケットを受信しないときに前記第1スリープ制御手段よりも短い期間でスリープ状態となることを繰り返す第2スリープ制御手段と
を備え、
前記送信バッファに前記送信パケットがなく、かつ前記記録手段に所定期間の前記通信履歴がない場合に前記第1スリープ制御手段を選択し、それ以外の場合に第2スリープ制御手段を選択する
を備えたことを特徴とするスリープ制御方法。
In a sleep control method of a base station that performs wireless communication with a terminal station,
The base station
A transmission buffer for accumulating transmission packets addressed to the terminal station;
Transmitting means for transmitting transmission packets stored in the transmission buffer;
Receiving means for receiving a packet transmitted from the terminal station;
Recording means for recording a communication history indicating transmission / reception of the transmission packet with the terminal station;
First sleep control means for setting a sleep state for a predetermined period;
An awake state, and a second sleep control unit that repeats a sleep state in a shorter period than the first sleep control unit when a packet is not received from the terminal station,
The first sleep control unit is selected when the transmission packet is not in the transmission buffer and the recording unit does not have the communication history for a predetermined period, and the second sleep control unit is selected otherwise. A sleep control method characterized by the above.
請求項7に記載のスリープ制御方法において、
前記基地局は、
当該基地局が発電手段の発電電力を蓄電するバッテリーによる電力で駆動されるときに、バッテリーの蓄電残量および発電手段の発電量が当該基地局を安定的に動作させるために十分か否かの安定運用条件を判断する安定運用条件判断手段と、
前記第1スリープ制御手段のスリープ状態の期間よりも短く、かつ前記第2スリープ制御手段のスリープ状態の期間よりも長い期間に渡ってスリープ状態とした後に、アウェイク状態と、前記端末局からパケットを受信しないときに前記第2スリープ制御手段のスリープ状態と同等の期間でスリープ状態となることを繰り返す第3スリープ制御手段と
を備え、
前記送信バッファに前記送信パケットがなく、かつ前記記録手段に所定期間の前記通信履歴がない場合に前記第1スリープ制御手段を選択し、それ以外の場合で前記安全運用条件が十分なときに前記第2スリープ制御手段を選択し、前記安全運用条件が十分でないときに前記第3スリープ制御手段を選択する
ことを特徴とするスリープ制御方法。
In the sleep control method according to claim 7,
The base station
Whether the base station is driven by power from the battery that stores the power generated by the power generation means, and whether or not the remaining power of the battery and the amount of power generated by the power generation means are sufficient to operate the base station stably. A stable operation condition determination means for determining a stable operation condition;
After entering the sleep state for a period shorter than the period of the sleep state of the first sleep control unit and longer than the period of the sleep state of the second sleep control unit, the awake state and a packet from the terminal station And third sleep control means for repeating the sleep state in a period equivalent to the sleep state of the second sleep control means when not receiving,
The first sleep control unit is selected when the transmission packet is not in the transmission buffer and the recording unit does not have the communication history for a predetermined period, and the safety operation condition is sufficient in other cases. A sleep control method comprising: selecting a second sleep control unit, and selecting the third sleep control unit when the safe operation condition is not sufficient.
JP2011171966A 2011-08-05 2011-08-05 Base station apparatus and sleep control method Active JP5518807B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011171966A JP5518807B2 (en) 2011-08-05 2011-08-05 Base station apparatus and sleep control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011171966A JP5518807B2 (en) 2011-08-05 2011-08-05 Base station apparatus and sleep control method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013038542A true JP2013038542A (en) 2013-02-21
JP5518807B2 JP5518807B2 (en) 2014-06-11

Family

ID=47887747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011171966A Active JP5518807B2 (en) 2011-08-05 2011-08-05 Base station apparatus and sleep control method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5518807B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013214837A (en) * 2012-03-30 2013-10-17 Fujitsu Ltd Intermittent reception control device, intermittent reception control program, and intermittent reception control method
JP2016509397A (en) * 2013-12-06 2016-03-24 小米科技有限▲責▼任公司Xiaomi Inc. Method, apparatus, facility, system, program, and recording medium for controlling on / off of wireless network
CN111487579A (en) * 2019-01-28 2020-08-04 上海七桥机器人有限公司 Ranging method and device for movable device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009077375A (en) * 2007-08-24 2009-04-09 Toshiba Corp Wireless communication device and wireless communication system
WO2010006142A1 (en) * 2008-07-11 2010-01-14 Marvell World Trade Ltd. Power save mode for access points
JP2010062743A (en) * 2008-09-02 2010-03-18 Ntt Docomo Inc Wireless communication base station, wireless communication terminal, wireless communication system and wireless communication control method
JP2010193290A (en) * 2009-02-19 2010-09-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Power saving communication control method, radio communication system and radio base station
JP2010278763A (en) * 2009-05-28 2010-12-09 Mitsubishi Electric Corp Base station device
WO2010142681A1 (en) * 2009-06-11 2010-12-16 Thomson Telecom Belgium A power saving method at an access point

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009077375A (en) * 2007-08-24 2009-04-09 Toshiba Corp Wireless communication device and wireless communication system
WO2010006142A1 (en) * 2008-07-11 2010-01-14 Marvell World Trade Ltd. Power save mode for access points
JP2010062743A (en) * 2008-09-02 2010-03-18 Ntt Docomo Inc Wireless communication base station, wireless communication terminal, wireless communication system and wireless communication control method
JP2010193290A (en) * 2009-02-19 2010-09-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Power saving communication control method, radio communication system and radio base station
JP2010278763A (en) * 2009-05-28 2010-12-09 Mitsubishi Electric Corp Base station device
WO2010142681A1 (en) * 2009-06-11 2010-12-16 Thomson Telecom Belgium A power saving method at an access point

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013214837A (en) * 2012-03-30 2013-10-17 Fujitsu Ltd Intermittent reception control device, intermittent reception control program, and intermittent reception control method
JP2016509397A (en) * 2013-12-06 2016-03-24 小米科技有限▲責▼任公司Xiaomi Inc. Method, apparatus, facility, system, program, and recording medium for controlling on / off of wireless network
CN111487579A (en) * 2019-01-28 2020-08-04 上海七桥机器人有限公司 Ranging method and device for movable device

Also Published As

Publication number Publication date
JP5518807B2 (en) 2014-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101944475B1 (en) Reducing power consumption in an wireless communication system
US9735855B2 (en) Method and apparatus for relaying communication between an access point and a station in a wireless network
CN110099460B (en) Method and apparatus for Coordinating Orthogonal Channel Access (COCA)
US8654711B2 (en) Channel scan for smart meter networks to determine operating channels
US9351302B2 (en) System and method for indicating packet transmission time
US8923188B2 (en) System and method for data forwarding
CN104968029A (en) Synchronous time division multiple access method suitable for wireless sensing network
US20070041353A1 (en) Time Management in a Wireless Access Point
JP5654431B2 (en) Base station apparatus and sleep control method for the base station apparatus
WO2013085269A1 (en) Method and apparatus for transmitting channel switching information
Tong et al. A pipelined-forwarding, routing-integrated and effectively-identifying MAC for large-scale WSN
US11178660B2 (en) Determining access slot for communications on radio interface
CN105357744A (en) Random access relay, relaying system and relaying method
JP5518807B2 (en) Base station apparatus and sleep control method
Qin et al. ZigBee-assisted power saving for more efficient and sustainable ad hoc networks
JP5767079B2 (en) Base station apparatus and sleep control method
JP5702700B2 (en) Base station apparatus and sleep control method
JP2013038496A (en) Base station device and sleep control method
KR101691561B1 (en) Method for transmitting and receiving signal in heterogeneous transmission power based wireless communication system
El-Hoiydi Energy efficient medium access control for wireless sensor networks
Lee et al. Cumulative-TIM method for the sleep mode in IEEE 802.16 e wireless MAN
MOR et al. A Model for Energy Usage in IEEE 802.11 s Based Mesh Networks
Zhou et al. An effective power-saving scheme for IEEE 802.11 based multi-hop mobile ad hoc network
Zhou et al. Impact of power saving mac scheme on ad hoc network routing protocol
Niang et al. Linear Sensor Networks

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130724

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140221

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140401

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140402

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5518807

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150