JP2013214891A - Base station apparatus and sleep control method of the same - Google Patents
Base station apparatus and sleep control method of the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013214891A JP2013214891A JP2012084624A JP2012084624A JP2013214891A JP 2013214891 A JP2013214891 A JP 2013214891A JP 2012084624 A JP2012084624 A JP 2012084624A JP 2012084624 A JP2012084624 A JP 2012084624A JP 2013214891 A JP2013214891 A JP 2013214891A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control method
- sleep control
- sleep
- station apparatus
- terminal station
- 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
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
Description
本発明は、基地局装置及びそのスリープ制御方法に関し、更に詳しくは、無線通信システムにおける基地局装置の省電力化を実現するための技術に関する。 The present invention relates to a base station apparatus and a sleep control method thereof, and more particularly to a technique for realizing power saving of a base station apparatus in a wireless communication system.
近年、IEEE 802.11標準規格に準拠した無線LAN通信機能を搭載している端末局が普及している。例えば、ノートPC、携帯電話、ゲーム機器等の端末局に無線LAN通信機能が搭載されており、これらの端末局は、無線通信によって無線LANの基地局装置を介してインターネットにアクセスできるようになっている。 In recent years, terminal stations equipped with a wireless LAN communication function compliant with the IEEE 802.11 standard have become widespread. For example, wireless LAN communication functions are installed in terminal stations such as notebook PCs, mobile phones, and game machines, and these terminal stations can access the Internet via wireless LAN base station devices by wireless communication. ing.
非特許文献1では、上記のような電池で駆動される端末局の省電力モードが標準規格として規定されている。省電力モードでは、端末局は送信のデータフレームが発生しないとき、基地局装置に対して自らがスリープ状態に移行することを通知する。スリープ状態に移行する端末局は、当該端末局内の送受信回路の一部を休止させることにより、電池の消費電力を節約することが可能となる。また、端末局は一定周期でスリープ状態からフレームを送受信可能なアウェイク状態へ遷移し、基地局装置からビーコンを受信するように制御される。
In
上記のビーコンには、その端末局宛のデータフレームの有無に関する情報が含まれているため、端末局はビーコンを受信することで自局宛てのデータフレームの有無を判断できる。端末局は自局宛ての通信フレームが存在するとき、基地局装置へPower Save Poll (PS-poll)を送信し、基地局装置との通信が終了するまで、アウェイク状態を維持する。これに対し、ビーコンを受信して自局宛てのデータフレームが存在しない場合には、端末局は再びスリープ状態に戻り、消費電力の節約を図る。 Since the above-described beacon includes information on the presence / absence of a data frame addressed to the terminal station, the terminal station can determine the presence / absence of a data frame addressed to itself by receiving the beacon. When there is a communication frame addressed to the terminal station, the terminal station transmits a power save poll (PS-poll) to the base station apparatus, and maintains the awake state until communication with the base station apparatus ends. On the other hand, when the beacon is received and there is no data frame addressed to itself, the terminal station returns to the sleep state again to save power consumption.
こうした端末局の省電力化モードが標準規格で規定されていることに対し、基地局装置の省電力モードは規定されていない。一般的な基地局装置は、電池駆動の端末局と異なり、外部の電源とケーブル等で接続されているため、省電力化への要求は高くないと思われてきたためである。しかし、近年では、電池により駆動できる可搬型無線LAN基地局装置が普及しつつある。これらの可搬型無線LAN基地局装置では、長距離通信が可能な3GまたはWiMAXシステムの通信機能も備えているため、端末局が可搬型無線LAN基地局装置を中継局として使用し、インターネットにアクセスできる。ただし、電源ケーブルと接続していないとき、可搬型無線LAN基地局装置では、通信可能な時間が電池の蓄電残量により限られる。そこで、可搬型無線LAN基地局装置の通信可能時間を延長させるための省電力化方法が求められている。 The power saving mode of the terminal station is defined by the standard, whereas the power saving mode of the base station apparatus is not defined. This is because, unlike a battery-driven terminal station, a general base station apparatus is connected to an external power source with a cable or the like, and thus it is considered that there is not a high demand for power saving. However, in recent years, portable wireless LAN base station devices that can be driven by batteries are becoming popular. Since these portable wireless LAN base station devices also have 3G or WiMAX system communication functions that enable long-distance communication, the terminal station uses the portable wireless LAN base station device as a relay station to access the Internet. it can. However, when the portable wireless LAN base station apparatus is not connected to the power cable, the communicable time is limited by the remaining amount of power stored in the battery. Therefore, there is a need for a power saving method for extending the communicable time of the portable wireless LAN base station device.
非特許文献2には、無線LAN基地局装置の省電力化制御方法(以下、非特許文献2の方式)が示されている。図11を参照して、非特許文献2の方式の制御手順を説明する。基地局装置(AP)は、ビーコン601を送信する時点で、送信バッファに下りのデータフレームがあるか否かを確認する。送信バッファに下りのデータフレームがない場合、基地局装置はビーコン601を送信した後、CTS-to-Self603またはブロードキャストフレーム604等の制御フレームを送信し、端末局に対してNAV(Network Allocation Vector)によりフレームの送信禁止期間を設定する。送信禁止期間内は、端末局ではフレームが生起してもそのフレームはすぐ送信されず、設定された送信禁止期間が終了した後、上りの送信が可能となる。図11において、端末局の送信可能な期間は、時刻「A」〜時刻「B」の期間と、時刻「G」〜時刻「H」の期間である。
Non-Patent
一回の制御フレームの送信では、基地局装置が設定可能な最大送信禁止期間が限られる。そのため、更に送信禁止期間を設定し、スリープ状態に移行するには、基地局装置が複数回の制御フレームを送信する必要がある。図11において、基地局装置は、端末局に対してCTS-to-self603で送信禁止期間を設定した後、時刻「D」〜時刻「E」の期間においてスリープ状態に移行する。その後、基地局装置は、ブロードキャストフレーム604により時刻「F」〜時刻「G」で送信禁止期間を設定し、再びスリープ状態に移行する。
In one transmission of the control frame, the maximum transmission prohibition period that can be set by the base station apparatus is limited. Therefore, in order to further set a transmission prohibition period and shift to the sleep state, the base station apparatus needs to transmit a plurality of control frames. In FIG. 11, the base station apparatus sets a transmission prohibition period by CTS-to-
非特許文献3では、基地局装置の省電力化を図るため、非特許文献2の方式と異なり、ビーコン間隔に比べ比較的に短期間でスリープ移行判断を行い、スリープ状態に移行する二つのスリープ制御方式が示されている。以下、この二つのスリープ制御方式について説明する。
In
<第一のスリープ制御方式>
一般には、CTS-to-self等の制御フレームによって送信禁止期間を端末局に設定せずに基地局装置がスリープ状態に移行した場合、端末局が上りのデータフレームを送信することがある。基地局装置は、スリープ状態であるため、確認応答であるACK信号を送信することはない。この場合、端末局はACK信号を受信できないため、データフレームの再送を行う。端末局はACK信号を受信するまで、もしくはデータフレームの再送回数上限値に達するまで、同一データフレームの再送を繰り返す。そして、端末局による再送回数が上限値に達した場合にはパケットロスが発生する。そこで、第一のスリープ制御方式では、基地局装置は一定の周期で無線チャネルの状態をモニタし、チャネルの状態に応じてスリープ制御を行うかどうかを判断すると共に、過去の通信履歴を参照してスリープ期間を設定する。これにより、送信禁止期間を端末局に設定することなくスリープ状態への移行を可能としつつ、フレームロスの発生を防止できる。
<First sleep control method>
In general, when a base station apparatus shifts to a sleep state without setting a transmission prohibition period in a terminal station by a control frame such as CTS-to-self, the terminal station may transmit an uplink data frame. Since the base station apparatus is in the sleep state, it does not transmit an ACK signal that is an acknowledgment. In this case, since the terminal station cannot receive the ACK signal, the data frame is retransmitted. The terminal station repeats retransmission of the same data frame until an ACK signal is received or until the upper limit of the number of times of data frame retransmission is reached. When the number of retransmissions by the terminal station reaches the upper limit value, packet loss occurs. Therefore, in the first sleep control method, the base station apparatus monitors the state of the radio channel at a fixed period, determines whether to perform sleep control according to the channel state, and refers to the past communication history. To set the sleep period. This makes it possible to shift to the sleep state without setting the transmission prohibition period in the terminal station, and to prevent occurrence of frame loss.
図12と図13に、第一のスリープ制御方式を用いる基地局装置の動作を示す。図12の基地局装置は、端末局との通信が発生しない場合、アウェイク(1)時間101を経過後、制御フレームを送信せずにスリープ状態に移行する。スリープ状態に移行する時間は、スリープ時間102とする。スリープ時間102を経過後、基地局装置はアウェイク状態に復帰し、キャリアセンス103−1によって端末局からの送信信号の有無を識別する。キャリアセンス103−1で端末局からの信号を検出しない場合、基地局装置は、前述のように周期的にスリープ状態に移行し、スリープ期間を経過後にキャリアセンスをする。
12 and 13 show the operation of the base station apparatus using the first sleep control method. When the communication with the terminal station does not occur, the base station apparatus of FIG. 12 shifts to the sleep state without transmitting the control frame after the awake (1)
図13に、第一のスリープ制御方式を用いる基地局装置がアウェイク状態に復帰し、キャリアセンスによって端末局の信号を検出した場合の動作を示す。基地局装置は、スリープ時間104経過後のキャリアセンス103−2で端末局からの送信信号を検出する。キャリアセンス103−2では、基地局装置は信号の有無を判断し、スリープ状態に移行せずアウェイク状態で待機する。ここでは、基地局装置が端末局の信号を検出した時点から信号の伝送が終了した時間までの待機時間をアウェイク(2)時間106とする。一方、端末局では、データフレーム105−1の伝送を完了した後、一定のACKタイムアウト時間を待機する。その後、ACK信号を受信できなかった場合、無線LANの通信手順に従い、送信フレームの再送を準備する。基地局装置がアウェイク(2)時間106を経過後、端末局の再送フレーム105−2を受信開始するまでの時間をアウェイク(3)時間107とする。基地局装置は、通常のアウェイク状態で端末局からの再送フレーム105−2を受信し、端末局にACK信号を応答し、通信を完了する。その後、前記手順でスリープ状態に移行するかどうかの判断を開始する。
FIG. 13 shows the operation when the base station apparatus using the first sleep control method returns to the awake state and detects the signal of the terminal station by carrier sense. The base station apparatus detects the transmission signal from the terminal station by carrier sense 103-2 after the
図12における第一のスリープ制御方式のパラメータ設定例を説明する。例えば、図12におけるアウェイク(1)時間101をDIFS+(CWmin+1)×スロットタイムとして設定する。非特許文献1の802.11g規格を参照すれば、DIFSは34μs、CWminは15、スロットタイムは9μsであるため、802.11g規格を使用する基地局装置のアウェイク(1)時間101は178μsとなる。過去の端末局との通信履歴を参照すれば、スリープ期間102と104を端末局の送信フレームより短く設定することができる。また、非特許文献1を参照すれば、キャリアセンスで信号の有無を識別するための所要時間は4μs以下に設定することができる。
A parameter setting example of the first sleep control method in FIG. 12 will be described. For example, the awake (1)
図13における第一のスリープ制御方式のパラメータ設定例を説明する。アウェイク(1)時間101、スリープ期間102,104、及びキャリアセンス103−1,103−2は、図12と同様に設定することができる。端末局のフレーム再送を受信できるよう、アウェイク(3)期間107をACKTimeout+DIFS+(CWmin+1)×2×スロットタイムとする。なお、802.11g規格を参照すれば、ACKTimeoutを44μsとする場合、図13のアウェイク(3)期間107は366μsとなる。
A parameter setting example of the first sleep control method in FIG. 13 will be described. The awake (1)
図12と図13の第一のスリープ制御方式を用いる基地局装置によれば、端末局との通信が発生したときでも、非特許文献2の方式のビーコンインターバル(数十〜数百ms)に比べ、通信後にアウェイク状態で待機する時間を数百μsに削減することができ、また、送信禁止期間を設定する制御フレームの送信も不要である。そのため、基地局装置における省電力化効果が向上するものと考えられる。
According to the base station apparatus using the first sleep control method of FIG. 12 and FIG. 13, even when communication with the terminal station occurs, the beacon interval (several tens to several hundred ms) of the method of Non-Patent
<第二のスリープ制御方式>
無線LAN内の基地局装置がスリープ状態に移行する前に、非特許文献2の方式のように、予め制御フレームを用い、端末局に対して送信禁止期間を設定することは可能である。しかし、非特許文献2の方式では、前記のように、端末局との通信が発生したとき、長期間に渡りスリープ状態に移行しなくなるため、省電力化効果が劣化する。そこで、第二のスリープ制御方式の基地局装置では、端末局との通信が発生した場合、図14と図15に示すように、無線チャネルの使用状態によって短期間でスリープ状態に移行するどうかを判断する。
<Second sleep control method>
Before the base station apparatus in the wireless LAN shifts to the sleep state, it is possible to set a transmission prohibition period for the terminal station using a control frame in advance as in the method of
図14に、第二のスリープ制御方式の基地局装置が端末局からのデータフレームを受信した後、スリープ状態に移行する手順を示す。図14において、基地局装置は端末局からのデータフレーム206を受信し、そのフレームを受信完了後、端末局に対して応答信号ACKを返す。その後、アウェイク(1)時間201でスリープ状態に移行するかどうかを判断する。アウェイク(1)時間201内で端末局との通信が発生しない場合、基地局装置は、CTS-to-self202を用い、端末局に対して送信禁止期間を設定し、スリープ状態に移行する。なお、非特許文献1を参照すれば、アウェイク(1)時間201をDIFS+(CWmin+1)×スロットタイムとして設定することができる。
FIG. 14 shows a procedure in which the second sleep control type base station apparatus shifts to the sleep state after receiving the data frame from the terminal station. In FIG. 14, the base station apparatus receives the
図15の第二のスリープ制御方式を用いる基地局装置は、アウェイク(1)時間201内に端末局との通信が発生しない場合、CTS-to-self202を用い、端末局に対して送信禁止期間を設定する。その後、スリープ期間203でスリープ状態に移行する。スリープ期間203を経過後、基地局装置は再びアウェイク状態に復帰し、アウェイク(1)時間201でスリープ状態に移行するかどうかを判断する。端末局との通信がない場合、基地局装置は同様な手順を繰り返し、スリープ状態に移行することによって省電力化を図る。
The base station apparatus using the second sleep control method of FIG. 15 uses the CTS-to-
第二のスリープ制御方式では、数百μsの期間でスリープ状態に移行するかどうか判断を行っている。これにより、非特許文献2の方式のように、端末局との通信を終了した後、長期間にわたってアウェイク状態になることを回避することができる。そのため、非特許文献2の方式と比較して省電力化効果が向上するものと考えられる。
In the second sleep control method, it is determined whether or not to enter the sleep state in a period of several hundred μs. As a result, as in the method of
第一のスリープ制御方式を用いる基地局装置は、スリープ期間経過後のキャリアセンスの結果によって、次にスリープ状態に移行するかどうかを判断することが可能である。ネットワーク内のトラフィック量が小さいとき、端末局からのデータフレームは少なく、図12のように基地局装置が周期的にスリープ状態に移行し、大きい省電力化効果が得られると考えられる。 The base station apparatus using the first sleep control method can determine whether or not to shift to the sleep state next based on the result of the carrier sense after the sleep period has elapsed. When the amount of traffic in the network is small, the number of data frames from the terminal station is small, and it is considered that the base station apparatus periodically shifts to the sleep state as shown in FIG. 12 to obtain a large power saving effect.
しかし、無線LAN内のトラフィック量が増大し、端末局からのデータフレーム数が増えるに伴い、第一のスリープ制御方式を用いる基地局装置は、図13に示したように端末局からのデータフレームの再送を受信することになる。これにより、基地局装置において、データフレームの再送を受信する前のアウェイク(3)時間107に加え、初回のデータフレームの一部によるアウェイク(2)時間106が発生する。こうしたアウェイク時間の増大は、省電力化効果が劣化する原因となりうる。
However, as the amount of traffic in the wireless LAN increases and the number of data frames from the terminal station increases, the base station apparatus using the first sleep control method can receive data frames from the terminal station as shown in FIG. Will be received again. As a result, in the base station apparatus, in addition to the awake (3)
一方、トラフィック量が減少しているとき、第二のスリープ制御方式では、基地局装置が送信禁止期間を設定するためのCTS-to-selfを送信する必要がある。そのため、第一のスリープ制御方式に比べ、送信用の消費電力が増大し、最適な省電力効果が得られないこともある。 On the other hand, when the traffic volume is decreasing, in the second sleep control method, the base station device needs to transmit CTS-to-self for setting the transmission prohibited period. Therefore, compared with the first sleep control method, the power consumption for transmission increases, and the optimum power saving effect may not be obtained.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、より効果的に省電力化を図ることのできる基地局装置及びそのスリープ制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a base station apparatus and a sleep control method thereof that can achieve more effective power saving.
上記目的を達成するため、第1の態様に係る発明は、無線チャネルを介して端末局装置との通信を行う基地局装置であって、第一のスリープ制御方式を用い、前記端末局装置に対して送信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遷移し、所定期間後にアウェイク状態に遷移してキャリアセンスを実行し、前記無線チャネルがビジーでなければ再びスリープ状態に遷移し、前記無線チャネルがビジーであればアウェイク状態を維持する第一のスリープ制御管理部と、第二のスリープ制御方式を用い、前記端末局装置に対して送信禁止期間を通知してアウェイク状態からスリープ状態に遷移し、送信禁止期間後にアウェイク状態に遷移し、所定期間内に前記端末局装置との通信が発生しなければ再び送信禁止期間を通知してスリープ状態に遷移し、所定期間内に前記端末局装置との通信が発生すればアウェイク状態を維持する第二のスリープ制御管理部と、前記端末局装置との通信のトラフィック量が閾値より小さい場合は前記第二のスリープ制御方式から前記第一のスリープ制御方式に切り換え、前記端末局装置との通信のトラフィック量が閾値より大きい場合は前記第一のスリープ制御方式から前記第二のスリープ制御方式に切り換える通信制御部とを備えたことを要旨とする。 In order to achieve the above object, an invention according to a first aspect is a base station apparatus that communicates with a terminal station apparatus via a wireless channel, and uses the first sleep control method to In contrast, the transition from the awake state to the sleep state without notifying the transmission prohibition period, the transition to the awake state after a predetermined period of time to perform carrier sense, if the radio channel is not busy, transition to the sleep state again, If the wireless channel is busy, the first sleep control management unit that maintains the awake state and the second sleep control method are used to notify the terminal station device of the transmission prohibition period and shift from the awake state to the sleep state. Transition to the awake state after the transmission prohibition period, and if the communication with the terminal station device does not occur within the predetermined period, the transmission prohibition period is notified again. When a transition to the sleep state occurs and the traffic volume of communication between the second sleep control management unit that maintains the awake state if communication with the terminal station device occurs within a predetermined period and the terminal station device is smaller than a threshold value Is switched from the second sleep control method to the first sleep control method, and when the traffic volume of communication with the terminal station device is larger than a threshold value, the first sleep control method is changed to the second sleep control method. The gist of the present invention is that it includes a communication control unit for switching to
第2の態様に係る発明は、第1の態様に係る発明において、前記通信制御部が、前記スリープ状態の期間経過後に前記端末局装置からの送信信号を検出した回数が閾値より大きい場合は前記第一のスリープ制御方式から前記第二のスリープ制御方式に切り換え、送信禁止期間を設定してから前記スリープ状態に移行した回数が閾値より大きい場合は前記第二のスリープ制御方式から前記第一のスリープ制御方式に切り換えることを要旨とする。 The invention according to a second aspect is the invention according to the first aspect, wherein, when the number of times that the communication control unit detects a transmission signal from the terminal station device after the elapse of the sleep state period is greater than a threshold, When switching from the first sleep control method to the second sleep control method and setting the transmission prohibition period and the number of times of shifting to the sleep state is greater than a threshold, the second sleep control method is changed to the first sleep control method. The gist is to switch to the sleep control system.
第3の態様に係る発明は、第1の態様に係る発明において、前記通信制御部が、前記第二のスリープ制御方式による消費電力コストが前記第一のスリープ制御方式による消費電力コストより小さい場合は前記第一のスリープ制御方式から前記第二のスリープ制御方式に切り換え、前記第一のスリープ制御方式による消費電力コストが前記第二のスリープ制御方式による消費電力コストより小さい場合は前記第二のスリープ制御方式から前記第一のスリープ制御方式に切り換えることを要旨とする。 The invention according to a third aspect is the invention according to the first aspect, wherein the communication control unit is configured such that the power consumption cost by the second sleep control method is smaller than the power consumption cost by the first sleep control method. Is switched from the first sleep control method to the second sleep control method, and when the power consumption cost by the first sleep control method is smaller than the power consumption cost by the second sleep control method, the second The gist is to switch from the sleep control method to the first sleep control method.
第4の態様に係る発明は、第1の態様に係る発明において、前記通信制御部が、前記端末局装置から受信したデータフレームのヘッダから前記端末局装置の送信バッファに蓄積されているデータフレームの合計バイト数を読み取り、前記合計バイト数が閾値より大きい場合は前記第一のスリープ制御方式から前記第二のスリープ制御方式に切り換え、前記合計バイト数が閾値より小さい場合は前記第二のスリープ制御方式から前記第一のスリープ制御方式に切り換えることを要旨とする。 The invention according to a fourth aspect is the data frame stored in the transmission buffer of the terminal station apparatus from the header of the data frame received from the terminal station apparatus by the communication control unit in the invention according to the first aspect. When the total number of bytes is greater than a threshold, the first sleep control method is switched to the second sleep control method, and when the total number of bytes is less than the threshold, the second sleep The gist is to switch from the control method to the first sleep control method.
第5の態様に係る発明は、第1〜第4のいずれかの態様に係る発明において、前記通信制御部が、前記第一のスリープ制御方式から前記第二のスリープ制御方式に切り換えた場合、または、前記第二のスリープ制御方式から前記第一のスリープ制御方式に切り換えた場合、その切り換えから所定時間内は再度の切り換えを行わないことを要旨とする。 The invention according to a fifth aspect is the invention according to any one of the first to fourth aspects, wherein the communication control unit switches from the first sleep control method to the second sleep control method. Alternatively, when switching from the second sleep control method to the first sleep control method, the gist is that switching is not performed again within a predetermined time from the switching.
また、上記目的を達成するため、第6の態様に係る発明は、無線チャネルを介して端末局装置との通信を行う基地局装置のスリープ制御方法であって、第一のスリープ制御方式を用い、前記端末局装置に対して送信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遷移し、所定期間後にアウェイク状態に遷移してキャリアセンスを実行し、前記無線チャネルがビジーでなければ再びスリープ状態に遷移し、前記無線チャネルがビジーであればアウェイク状態を維持する第一のスリープ制御ステップと、第二のスリープ制御方式を用い、前記端末局装置に対して送信禁止期間を通知してアウェイク状態からスリープ状態に遷移し、送信禁止期間後にアウェイク状態に遷移し、所定期間内に前記端末局装置との通信が発生しなければ再び送信禁止期間を通知してスリープ状態に遷移し、所定期間内に前記端末局装置との通信が発生すればアウェイク状態を維持する第二のスリープ制御ステップと、前記端末局装置との通信のトラフィック量が閾値より小さい場合は前記第二のスリープ制御方式から前記第一のスリープ制御方式に切り換え、前記端末局装置との通信のトラフィック量が閾値より大きい場合は前記第一のスリープ制御方式から前記第二のスリープ制御方式に切り換える通信制御ステップとを備えたことを要旨とする。 In order to achieve the above object, the invention according to the sixth aspect is a sleep control method for a base station apparatus that communicates with a terminal station apparatus via a radio channel, and uses the first sleep control method. The terminal station apparatus transits from the awake state to the sleep state without notifying the transmission prohibition period, and after a predetermined period, transitions to the awake state to perform carrier sense, and if the radio channel is not busy, sleeps again. If the wireless channel is busy, the first sleep control step that maintains the awake state and the second sleep control method are used to notify the terminal station device of the transmission prohibition period and Transition from the state to the sleep state, transition to the awake state after the transmission prohibition period, and communication with the terminal station apparatus must occur within a predetermined period. The transmission prohibition period is notified again, the state transits to the sleep state, and if communication with the terminal station device occurs within a predetermined period, the second sleep control step for maintaining the awake state, and communication with the terminal station device When the traffic amount is smaller than the threshold, the second sleep control method is switched to the first sleep control method. When the traffic amount of communication with the terminal station device is larger than the threshold, the first sleep control method is changed. And a communication control step for switching to the second sleep control method.
第7の態様に係る発明は、第6の態様に係る発明において、前記通信制御ステップで、前記スリープ状態の期間経過後に前記端末局装置からの送信信号を検出した回数が閾値より大きい場合は前記第一のスリープ制御方式から前記第二のスリープ制御方式に切り換え、送信禁止期間を設定してから前記スリープ状態に移行した回数が閾値より大きい場合は前記第二のスリープ制御方式から前記第一のスリープ制御方式に切り換えることを要旨とする。 The invention according to a seventh aspect is the invention according to the sixth aspect, wherein, in the communication control step, the number of times the transmission signal from the terminal station apparatus is detected after the sleep state period has elapsed is greater than a threshold value. When switching from the first sleep control method to the second sleep control method and setting the transmission prohibition period and the number of times of shifting to the sleep state is greater than a threshold, the second sleep control method is changed to the first sleep control method. The gist is to switch to the sleep control system.
第8の態様に係る発明は、第6の態様に係る発明において、前記通信制御ステップで、前記端末局装置から受信したデータフレームのヘッダから前記端末局装置の送信バッファに蓄積されているデータフレームの合計バイト数を読み取り、前記合計バイト数が閾値より大きい場合は前記第一のスリープ制御方式から前記第二のスリープ制御方式に切り換え、前記合計バイト数が閾値より小さい場合は前記第二のスリープ制御方式から前記第一のスリープ制御方式に切り換えることを要旨とする。 The invention according to an eighth aspect is the data frame stored in the transmission buffer of the terminal station apparatus from the header of the data frame received from the terminal station apparatus in the communication control step in the invention according to the sixth aspect. When the total number of bytes is greater than a threshold, the first sleep control method is switched to the second sleep control method, and when the total number of bytes is less than the threshold, the second sleep The gist is to switch from the control method to the first sleep control method.
本発明によれば、より効果的に省電力化を図ることのできる基地局装置及びそのスリープ制御方法を提供することが可能である。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is possible to provide the base station apparatus which can aim at power saving more effectively, and its sleep control method.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明の実施の形態における基地局装置301は、無線LAN内のトラフィック量に応じ、前述した第一と第二のスリープ制御方式から適切なスリープ制御方式を選択し、制御方式を切り換えることによって省電力効果の最適化を図る。以下、図面を用いて詳細に説明する。
The
<基地局装置の構成>
図1に、本発明の実施の形態における基地局装置301の機能ブロックの一例を示す。
<Configuration of base station device>
FIG. 1 shows an example of functional blocks of
基地局装置301は、アウェイク状態とスリープ状態とを遷移しながら無線チャネルを介して端末局装置(図示なし)との通信を行う基地局装置であって、アンテナ302、送受信部303、通信制御部304、バッファ部305、インタフェース部306、第一のスリープ制御管理部307、通信履歴情報部308、第二のスリープ制御管理部309、電源管理部310を備えている。
The
ここで、送受信部303は、無線チャネルを介した通信のための信号処理を行うものである。通信制御部304は、データフレームの送受信に関する全体動作を制御するものである。バッファ部305は、送受信の過程でデータフレームを一時的に蓄積するものである。インタフェース部306は、基地局装置301と外部ネットワークとの間でデータフレームの入出力を担うものである。第一のスリープ制御管理部307は、基地局装置301が前述した第一のスリープ制御方式を用いるとき、スリープ状態を制御するものである。第二のスリープ制御管理部309は、基地局装置301が前述した第二のスリープ制御方式を用いるとき、スリープ状態を制御するものである。通信履歴情報部308は、第一のスリープ制御管理部307または第二のスリープ制御管理部309による制御に必要な情報を格納するものである。電源管理部310は、第一のスリープ制御管理部307または第二のスリープ制御管理部309の制御の下、基地局装置301の回路を一時的に休止させるための電源管理を担うものである。
Here, the transmission /
以下に説明するように、第一のスリープ制御管理部307は、第一のスリープ制御方式を用い、端末局装置に対して送信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遷移し、所定期間後(スリープ状態の終了の際)にアウェイク状態に遷移してキャリアセンスを実行し、このキャリアセンスの結果、無線チャネルがビジーでなければ再びスリープ状態に遷移し、無線チャネルがビジーであればアウェイク状態を維持する。また、第二のスリープ制御管理部309は、第二のスリープ制御方式を用い、端末局装置に対して送信禁止期間を通知してアウェイク状態からスリープ状態に遷移し、送信禁止期間後にアウェイク状態に遷移し、所定期間内に端末局装置との通信が発生しなければ再び送信禁止期間を通知してスリープ状態に遷移し、所定期間内に端末局装置との通信が発生すればアウェイク状態を維持する。さらに、通信制御部304は、端末局装置との通信のトラフィック量が閾値より小さい場合は第二のスリープ制御方式から第一のスリープ制御方式に切り換え、端末局装置との通信のトラフィック量が閾値より大きい場合は第一のスリープ制御方式から第二のスリープ制御方式に切り換える。すなわち、トラフィックの変化に応じ、第一のスリープ制御管理部307と第二のスリープ制御管理部309のいずれを選択し、その制御管理部が提供するスリープ制御方式で省電力化を図る機能を有している。
As will be described below, the first sleep
<基地局装置の動作>
次に、基地局装置301の全体動作を説明する。
<Operation of base station device>
Next, the overall operation of the
基地局装置301は、アウェイク状態において無線チャネルを介した信号をアンテナ302で受信する。送受信部303は、アンテナ302で受信された信号に対して、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変換等の処理を行ない、さらにデジタル化されたベースバンド信号に対して、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を実施する。送受信部303から出力される復調処理等が施された信号は通信制御部304に入力される。通信制御部304は、受信した信号がデータフレームである場合、そのデータフレームをバッファ部305を介してインタフェース部306に出力する。インタフェース部306は、基地局装置301と外部とのデータフレームの入出力を行う。
一方、外部の有線LAN等からインタフェース部306を介してデータフレームが入力されると、このデータフレームはバッファ部305に蓄積される。通信制御部304は、このデータフレームを無線チャネルを介して送信するときは、このデータフレームを送受信部303に出力する。送受信部303は、送信すべきデータフレームに各種変調処理を施してベースバンド信号を生成し、このベースバンド信号に対して、デジタル信号からアナログ信号へのD/A変換、周波数変換、帯域外信号のフィルタリング、信号増幅などを行った後、アンテナ302より送信する。
On the other hand, when a data frame is input from the external wired LAN or the like via the
ここで、前記の手順により、基地局装置301が図示しない端末局装置から無線チャネルを介してデータフレームを受信した場合、通信制御部304は、そのデータフレームに含まれるペイロード長の情報、及びそのデータフレームの送信に用いられた伝送レートを取得して通信履歴情報部308へ出力する。また、通信制御部304は、過去一定期間に端末局装置と通信したトラフィック量に関する情報も取得して通信履歴情報部308へ出力する。
Here, when the
基地局装置301が第一のスリープ制御方式で動作している場合、通信制御部304は、上記のトラフィック量に関する情報に加え、図13に示したデータフレームの信号検出によるアウェイク(2)時間106と、再送フレームを受信するためのアウェイク(3)時間107の情報を通信履歴情報部308へ出力する。また、図12に示したスリープ状態に移行するかどうかを判断するためのアウェイク(1)時間101と、周期的にキャリアセンスでアウェイク状態になる時間の情報も通信履歴情報部308へ出力する。
When the
第一のスリープ制御管理部307は、周期的または任意のタイミングで、スリープ制御のためのトラフィック量とフレームペイロード長に関する情報を通信履歴情報部308から取得する。第一のスリープ制御管理部307でフレームペイロード長により計算されたスリープ期間は通信制御部304へ出力される。また、第一のスリープ制御管理部307で計算されたスリープ期間は電源管理部310へ出力される。電源管理部310は、第一のスリープ制御管理部307で計算されたスリープ期間、基地局装置301の回路を休止させる。これにより、基地局装置301をスリープ状態に移行させ、省電力化を図る。また、電源管理部310は、スリープ期間が終了する前に、基地局装置301内のキャリアセンスを実施するための回路をアウェイク状態に遷移させる。このキャリアセンスの実施結果として、通信制御部304は、無線チャネルがビジーか否かの結果を第一のスリープ制御管理部307に報知する。無線チャネルがビジーであるとき、第一のスリープ制御管理部307は、スリープ制御を中断し、基地局装置301をアウェイク状態に維持する旨の情報を電源管理部310に通知する。電源管理部310は、スリープ制御を中断する旨の通知を受けると、基地局装置301内のすべての回路をアウェイク状態に移行させる。
The first sleep
基地局装置301が第二のスリープ制御方式で動作している場合、第二のスリープ制御管理部309には、キャリアセンスによる無線チャネルがビジーか否かの結果が通信制御部304から入力される。一定の期間を経過後に無線チャネルがビジーでない場合、第二のスリープ制御管理部309は、通信制御部304に対し、CTS-to-selfを送信するよう通知する。そして、CTS-to-selfの累積送信回数を通信履歴情報部308へ出力する。第二のスリープ制御管理部309は、CTS-to-selfの送信を完了した後、電源管理部310に対し、スリープ状態に移行するよう通知する。電源管理部310は、第二のスリープ制御管理部309から通知された期間、基地局装置301の回路を休止させる。これにより、基地局装置301をスリープ状態に移行させ、省電力化を図る。また、電源管理部310は、スリープ期間が終了する前に、基地局装置301内のキャリアセンスを実施するための回路をアウェイク状態に遷移させる。
When the
<第一のスリープ制御方式から第二のスリープ制御方式への切り換え判断方法>
次に、第一のスリープ制御方式を用いる基地局装置301がトラフィックの増大に応じ、省電力効果を得るため、第二のスリープ制御方式へ切り換える判断方法について説明する。
<Switching determination method from the first sleep control method to the second sleep control method>
Next, a determination method for switching to the second sleep control method in order for the
ここでは、図13のように、第一のスリープ制御方式を用いる基地局装置301が端末局装置から送信信号を検出した場合の動作を述べる。基地局装置301は、スリープ期間104を経過後、端末局装置からの送信信号を検出する。基地局装置301は、こうしたスリープ期間104経過後に信号を検出した回数を第一のスリープ制御管理部307内の検出カウンター(図示なし)でカウントする。その後、前述した第一のスリープ制御方式の手順に従い、端末局装置からの再送フレームを受信する。なお、端末局装置からの送信信号を検出しない場合、基地局装置301は検出カウンターの値を加算しない。
Here, as shown in FIG. 13, the operation when the
無線LAN内のトラフィック量が増大しているとき、基地局装置301は、再送フレームを受信する機会が増える。そのため、図13のようなアウェイク(2)期間106とアウェイク(3)期間107の時間率が増大し、第一のスリープ制御方式による省電力化効果が劣化する恐れがある。そこで、基地局装置301は、周期的な切り換え判断時点で検出カウンターの値を把握し、第一のスリープ制御方式から第二のスリープ制御方式へ切り換えるかどうかを判断する。判断周期に関しては、例えば、ビーコン周期と同じ数値に設定することができる。
When the traffic amount in the wireless LAN is increasing, the
図2は、第一のスリープ制御方式から第二のスリープ制御方式へ切り換えるための判断手順を示すフローチャートである。ここでは、検出回数カウンター値を利用する判断手順について説明する。まず、通信制御部304は、切り換え判断時点で、第一のスリープ制御管理部307から検出カウンターの値を把握し(S101)、この検出カウンターの値を閾値と比較する。ここで、通信制御部304は、検出カウンターの値が閾値より大きい場合、第一のスリープ制御管理部307から第二のスリープ制御管理部309へ切り換え(S102:YES)、第二のスリープ制御方式によって基地局装置301の省電力を図る。その後、検出カウンターの値をゼロに戻す(S104)。一方、検出カウンターの値が閾値より小さい場合、上記の切り換えをせず(S102:NO)、検出カウンターの値をゼロに戻し、切り換えの判断手順を終了する。
FIG. 2 is a flowchart showing a determination procedure for switching from the first sleep control method to the second sleep control method. Here, a determination procedure using the detection number counter value will be described. First, the
上記の手順において使用される閾値に関しては、固定値を用いることが可能である。例えば、判断周期が100msのとき、閾値を10に設定する。判断周期と閾値は固定値に限定されるものではない。すなわち、基地局装置301は、切り換えの頻度を制御するため、判断周期と閾値を動的に増減しても構わない。
A fixed value can be used for the threshold used in the above procedure. For example, when the determination cycle is 100 ms, the threshold is set to 10. The determination period and the threshold value are not limited to fixed values. That is, the
図3は、第一のスリープ制御方式から第二のスリープ制御方式へ切り換えるための別の判断手順を示すフローチャートである。ここでは、消費電力コストを利用する判断手順について説明する。すなわち、基地局装置301は、判断周期内で再送フレームの受信に関わる合計アウェイク時間により、第一のスリープ制御方式による消費電力コストを計算し、第二のスリープ制御方式による消費電力コストの推定値と比較する(S111→S112→S113)。
FIG. 3 is a flowchart showing another determination procedure for switching from the first sleep control method to the second sleep control method. Here, a determination procedure using the power consumption cost will be described. That is, the
第一のスリープ制御方式による消費電力コストとは、図13に示した第一のスリープ制御方式を用いる基地局装置301において、スリープ状態に移行する前のアウェイク(1)時間101での消費電力と、周期的にスリープ状態から復帰し、キャリアセンス103−1に要する消費電力と、端末局装置の信号検出によるアウェイク(2)時間106での消費電力と、フレームの再送を受信するまでのアウェイク(3)時間107の消費電力との合計である。一方、第二のスリープ制御方式による消費電力コストとは、図15に示した第二のスリープ制御方式を用いる基地局装置301において、アウェイク(1)時間101での消費電力と、送信禁止期間を設定するためのCTS-to-self202の送信消費電力との合計である。以下、第一のスリープ制御方式による消費電力コストを「第一の消費電力コスト」、第一のスリープ制御方式による消費電力コストを「第二の消費電力コスト」という場合がある。
The power consumption cost by the first sleep control method is the power consumption at the awake (1)
第一と第二のスリープ制御方式による消費電力コストはトラフィック状況によって変動する。消費電力コストが小さいほど省電力化効果が大きい。そのため、第一のスリープ制御方式を用いている基地局装置301は、定期的に第一と第二のスリープ制御による消費電力コストを比較する。そして、第二のスリープ制御方式による消費電力コストの推定値が第一のスリープ制御方式による消費電力コストより小さい場合、第一のスリープ制御方式から第二のスリープ制御方式へ切り換える。
The power consumption cost by the first and second sleep control methods varies depending on traffic conditions. The lower the power consumption cost, the greater the power saving effect. Therefore, the
具体的には、通信制御部304は、第二のスリープ制御方式による消費電力コストの推定値が第一のスリープ制御方式による消費電力コストより小さい場合(S113:YES)、第一のスリープ制御方式から第二のスリープ制御方式へ切り換える(S114)。一方、第二のスリープ制御方式による消費電力コストの推定値が第一のスリープ制御方式による消費電力コストより大きい場合(S113:NO)、第一のスリープ制御方式を継続する。
Specifically, when the estimated value of the power consumption cost by the second sleep control method is smaller than the power consumption cost by the first sleep control method (S113: YES), the
以下、第一のスリープ制御方式による消費電力コストの計算方法を説明する。図13に示した第一のスリープ制御方式を用いる基地局装置301において、端末局装置からの送信信号を検出した場合、アウェイク(2)時間106が生じる。その後、基地局装置301において再送のデータフレームを受信するためのアウェイク(3)時間107も生じる。これらの時間は、ランダムな数値であり、通信履歴情報部308に保存される。また、基地局装置301において再送のデータフレームを受信完了後、再びスリープ状態に移行するには、移行判断時間アウェイク(1)時間101が存在しており、この情報も通信履歴情報部308に保存される。通信履歴情報部308に保存されているアウェイク時間履歴の一例を図4に示す。ここでは、判断周期内で基地局装置301がフレーム(1)〜フレーム(10)の再送を受信した場合を例示している。このような場合、通信履歴情報部308には、それぞれのフレーム受信に関わるアウェイク(2)、アウェイク(3)時間、及び再度スリープ状態に移行するためのアウェイク(1)時間が保存される。通信制御部304は、切り換え判断時点で、上記の再送フレームデータを受信するためのアウェイク時間と、周期的にキャリアセンスでアウェイク状態になった時間の情報を通信履歴情報部308から取得し、基地局装置301がアウェイク状態になった合計時間を計算する。こうした合計時間をアウェイク状態での平均消費電力値に乗算し、第一のスリープ制御方式による消費電力コストを計算する。なお、計算で使用されているアウェイク状態での平均消費電力値に関しては、予め測定した消費電力の数値を通信制御部304に保存し、切り換え判断のために利用することが可能である。
Hereinafter, a method for calculating the power consumption cost by the first sleep control method will be described. When the
次に、第二のスリープ制御方式による消費電力コストの推定方法を説明する。通信制御部304は、端末局装置のデータフレームに含まれるペイロード長、及びそれらのデータフレームを受信したときのデータレート情報を通信履歴情報部308から取得する。これらの情報に基づき、判断周期内で端末局装置との通信時間を計算する。そして、判断周期から端末局装置との通信時間を引き、残りの時間をスリープ移行可能時間とする。例えば、判断周期が100msで、端末局装置との通信時間が10msの場合、スリープ移行可能時間は90msとなる。ここで、90msのスリープ移行可能時間に対して、CTS-to-self送信に要する時間を考慮し、スリープ期間を設定する。例えば、CTS-to-self送信時間が304μsのとき、90msのスリープ移行可能時間に対して、10msのスリープ期間8回と、7.56msのスリープ期間1回に設定できる。この設定によって、9回のCTS-to-self送信と、送信前のアウェイク(1)時間が生じる。通信制御部304は、9回のアウェイク(1)時間の合計時間をアウェイク状態での平均消費電力値に乗算し、更に9回のCTS-to-self送信に要する合計時間を送信状態での平均消費電力値に乗算し、二つの乗算結果を足し合わせ、第二のスリープ制御方式による消費電力コストを推定する。なお、推定で使用されているアウェイク状態での平均消費電力値と送信状態での平均消費電力値に関しては、予め測定した消費電力の数値を通信制御部304に保存し、切り換え判断のために利用することが可能である。
Next, a method for estimating the power consumption cost by the second sleep control method will be described. The
図5は、第一のスリープ制御方式から第二のスリープ制御方式へ切り換えるための別の判断手順を示すフローチャートである。ここでは、端末局装置から受信したデータフレームのヘッダ情報を利用する判断手順について説明する。 FIG. 5 is a flowchart showing another determination procedure for switching from the first sleep control method to the second sleep control method. Here, a determination procedure using the header information of the data frame received from the terminal station apparatus will be described.
例えば、基地局装置301は、図13のように端末局装置からデータフレーム105−2を受信し、データフレームのヘッダ情報を読み取ることが可能である(S121)。図6と図7に端末局装置からのデータフレームのヘッダ構成を示す。ヘッダのqueue sizeフィールドには、端末局装置の送信バッファに蓄積されているデータフレームの合計バイト数が記載されている。非特許文献1によれば、queue sizeフィールドの値は、0〜253の数値である。ここで、queue sizeフィールドの値が閾値より大きい場合(S122:YES)、基地局装置301は、上記の切り換え判断時点でなくても第一のスリープ制御方式から第二のスリープ制御方式へ切り換え(S123)、効率的に省電力化を図る。なお、第一のスリープ制御方式から第二のスリープ制御方式へ切り換えるための閾値は、例えば15に設定することができる。通信履歴部308に保存されているデータフレーム長及び通信レートの情報に基づき、切り換え判断閾値を動的に設定することも可能である。
For example, the
<第二のスリープ制御方式から第一のスリープ制御方式への切り換え判断方法>
次に、第二のスリープ制御方式を用いる基地局装置301がトラフィックの減少に応じ、省電力効果を得るため、第一のスリープ制御方式へ切り換える判断方法について説明する。
<Switching determination method from the second sleep control method to the first sleep control method>
Next, a determination method for switching to the first sleep control method in order for the
第二のスリープ制御方式を用いる基地局装置301は、図14のように、アウェイク(1)時間201でチャネルをモニタし、端末局装置からの送信信号の有無を識別する。アウェイク(1)時間201を経過後、端末局装置からの送信信号を検出しない場合、基地局装置301はCTS-to-self202を送信し、スリープ状態に移行する。基地局装置301は、こうした制御フレームを送信し送信禁止期間を設定してからスリープ状態に移行した回数を第二のスリープ制御管理部309内のスリープ移行回数カウンター(図示なし)でカウントする。
As shown in FIG. 14, the
無線LAN内のトラフィック量が減少しているとき、第二のスリープ制御方式を用いる基地局装置301は、スリープ状態に移行するため、制御フレームの送信によって消費電力が増加し、省電力化効果が劣化する恐れがある。そこで、基地局装置301は、周期的な切り換え判断時点でスリープ移行回数カウンターの値を把握し、第二のスリープ制御方式から第一のスリープ制御方式へ切り換えるかどうかを判断する。切り換え判断周期に関しては、例えば、ビーコン周期と同じ数値に設定することができる。
When the traffic amount in the wireless LAN is decreasing, the
図8は、第二のスリープ制御方式から第一のスリープ制御方式へ切り換えるための判断手順を示すフローチャートである。ここでは、検出回数カウンター値を利用する判断手順について説明する。まず、通信制御部304は、切り換え判断時点で、第二のスリープ制御管理部309からスリープ移行回数カウンターの値を把握し(S201)、このスリープ移行回数カウンターの値を閾値と比較する。ここで、通信制御部304は、スリープ移行回数カウンターの値が閾値より大きい場合、第二のスリープ制御管理部309から第一のスリープ制御管理部307へ切り換え(S202:YES)、第一のスリープ制御方式によって基地局装置301の省電力を図る。その後、スリープ移行回数カウンターの値をゼロに戻す(S204)。一方、スリープ移行回数カウンターの値が閾値より小さい場合、上記の切り換えをせず(S202:NO)、スリープ移行回数カウンターの値をゼロに戻し、切り換えの判定手順を終了する。
FIG. 8 is a flowchart showing a determination procedure for switching from the second sleep control method to the first sleep control method. Here, a determination procedure using the detection number counter value will be described. First, the
上記の手順において使用される閾値に関しては、固定値を用いることが可能である。例えば、判断周期が100msのとき、閾値を5に設定する。判断周期と閾値は固定値に限定されるものではない。すなわち、基地局装置301は、切り換えの頻度を制御するため、判断周期と閾値を動的に増減しても構わない。
A fixed value can be used for the threshold used in the above procedure. For example, when the determination cycle is 100 ms, the threshold is set to 5. The determination period and the threshold value are not limited to fixed values. That is, the
図9は、第二のスリープ制御方式から第一のスリープ制御方式へ切り換えるための別の判断手順を示すフローチャートである。ここでは、消費電力コストを利用する判断手順について説明する。すなわち、基地局装置301は、判断周期内で再送フレームの受信数により第二のスリープ制御方式による消費電力コストを計算し、第一のスリープ制御方式による消費電力コストの推定値と比較する(S211→S212→S213)。消費電力コストの定義は、前記した内容と同様である。
FIG. 9 is a flowchart showing another determination procedure for switching from the second sleep control method to the first sleep control method. Here, a determination procedure using the power consumption cost will be described. That is, the
ここで、第二のスリープ制御方式を用いている基地局装置301は、定期的に第一と第二のスリープ制御による消費電力コストを比較する。そして、第一のスリープ制御方式による消費電力コストの推定値が第二のスリープ制御方式による消費電力コストより小さい場合、第二のスリープ制御方式から第一のスリープ制御方式へ切り換える。
Here, the
具体的には、通信制御部304は、第一のスリープ制御方式による消費電力コストの推定値が第二のスリープ制御方式による消費電力コストより小さい場合(S213:YES)、第二のスリープ制御方式から第一のスリープ制御方式へ切り換える(S214)。一方、第一のスリープ制御方式による消費電力コストの推定値が第二のスリープ制御方式による消費電力コストより大きい場合(S213:NO)、第一のスリープ制御方式を継続する。
Specifically, when the estimated value of the power consumption cost by the first sleep control method is smaller than the power consumption cost by the second sleep control method (S213: YES), the
以下、第二のスリープ制御方式による消費電力コストの計算方法を説明する。第二のスリープ制御方式を用いる基地局装置301の通信制御部304は、周期的な切り換え判断時点で、通信履歴情報部308からCTS-to-selfの累積送信回数の情報を取得し、第二のスリープ制御方式による消費電力コストを計算する。例えば、切り換え判断時点まで9回のCTS-to-self送信があった場合、これらのCTS-to-self送信に伴う9回のアウェイク(1)時間が生じる。通信制御部(1)は、アウェイク(1)時間の合計時間をアウェイク状態での平均消費電力値に乗算し、更に9回のCTS-to-self送信に要する合計時間を送信状態での平均消費電力値に乗算し、二つの乗算結果を足し合わせ、第二のスリープ制御方式による消費電力コストを計算する。なお、計算で使用されているアウェイク状態での平均消費電力値と送信状態での平均消費電力値に関しては、予め測定した消費電力の数値を通信制御部304に保存し、切り換え判断のために利用することが可能である。
Hereinafter, a method for calculating the power consumption cost by the second sleep control method will be described. The
次に、第一のスリープ制御方式による消費電力コストの推定方法を説明する。通信制御部304は、基地局装置301が受信したフレーム数、及びデータフレーム長の情報を通信履歴情報部308から取得する。これらの情報に基づき、判断周期内で第一のスリープ制御方式による消費電力コストを推定する。
Next, a method for estimating the power consumption cost by the first sleep control method will be described. The
第一のスリープ制御方式を用いる基地局装置301では、図13に示したように、端末局装置からの再送フレームを受信するためのアウェイク(2)時間106と、アウェイク(3)時間107が生じる。また、一回の再送フレームを受信した後、再びスリープ状態に移行するため、アウェイク(1)時間101が生じる。第一のスリープ制御方式を用いている基地局装置301では、受信したフレーム数と同数なアウェイク(1)時間101、アウェイク(2)時間106、アウェイク(3)時間107が生じる。例えば、判断周期内で基地局装置301が再送フレームを10回受信するに伴い、上記のアウェイク(1)時間、アウェイク(2)時間、アウェイク(3)時間も10回発生する。アウェイク(2)時間の長さに関しては、端末局装置が第一のスリープ制御を用いる基地局装置301のスリープ期間中に送信を開始したことによって生じるものである。端末局装置は、802.11のバックオフアルゴリズムによって送信をしているため、送信開始時点の確率は均一乱数の分布に従っている。そこで、乱数の範囲から平均的送信開始時点が計算可能であり、アウェイク(2)時間の平均長を計算できる。例えば、802.11g規格に従う場合、1回目の送信を始めるため最小所要時間は34μs、最大所要時間は250μsであり、その平均値は142μsとなる。また、アウェイク(3)時間に関しては、端末局装置が2回目の送信をするための時間の平均値295.5μsである。
In the
通信制御部304は、受信したフレーム数の情報を利用し、上記の平均的なアウェイク(2)時間、アウェイク(2)時間、及びアウェイク(1)時間から、合計のアウェイク時間を推定する。また、判断周期からこの合計のアウェイク時間を引き、残りの時間をスリープ移行可能時間とする。そして、1回のスリープ期間とキャリアセンスに要する時間から、キャリアセンスを行う回数を推定する。この推定結果を上記のアウェイク時間に足し合わせた結果を基地局装置301がアウェイク状態での平均消費電力値に乗算し、第一のスリープ制御方式による消費電力コストを推定する。なお、推定で使用されている基地局装置301のアウェイク状態での平均消費電力値に関しては、予め測定した消費電力の数値を通信制御部304に保存し、切り換え判断のために利用することが可能である。
The
図10は、第二のスリープ制御方式から第一のスリープ制御方式へ切り換えるための別の判断手順を示すフローチャートである。ここでは、端末局装置から受信したデータフレームのヘッダ情報を利用する判断手順について説明する。 FIG. 10 is a flowchart showing another determination procedure for switching from the second sleep control method to the first sleep control method. Here, a determination procedure using the header information of the data frame received from the terminal station apparatus will be described.
例えば、基地局装置301は、図14のように端末局装置からデータフレーム206を受信し、データフレームのヘッダ情報を読み取ることが可能である(S221)。図6と図7に端末局装置からのデータフレームのヘッダ構成を示す。ヘッダのqueue sizeフィールドには、端末局装置の送信バッファに蓄積されているデータフレームの合計バイト数が記載されている。非特許文献1によれば、queue sizeフィールドの値は、0〜253の数値である。ここで、queue sizeフィールドの値が閾値より小さい場合(S222:YES)、基地局装置301は、上記の切り換え判断時点でなくても第二のスリープ制御方式から第一のスリープ制御方式へ切り換え(S223)、効率的に省電力化を図る。なお、第一のスリープ制御方式から第二のスリープ制御方式へ切り換えるための閾値を15とした場合、第二のスリープ制御方式から第一のスリープ制御方式へ切り換えるための閾値としては、例えば5等の異なる数値を用いることも可能である。
For example, the
<過度な切り換えを防止するための方法>
基地局装置301の省電力化効果を図るため、第一のスリープ制御方式から第二のスリープ制御へ切り換えるための判断方法と、第二のスリープ制御方式から第一のスリープ制御へ切り換えるための判断方法について述べた。ただし、このような判断方法によると、トラフィックの急激な変動があった場合、基地局装置301が頻繁にスリープ制御方式を切り換えることがありうる。そこで、過度の切り換えを防止するため、通信制御部304は、第一のスリープ制御方式から第二のスリープ制御方式に切り換えた場合、または、第二のスリープ制御方式から第一のスリープ制御方式に切り換えた場合、その切り換えから所定時間内は再度の切り換えを行わないようにしてもよい。例えば、判断周期を100msとし、ある切り換え判断時点でスリープ制御方式の切り換えが発生したとする。この場合、基地局装置301は、切り換え発生後から10回の判断周期が過ぎるまで上記の切り換え判断を行わない。このようにすれば、過度な切り換えを防止することが可能である。
<Method for preventing excessive switching>
Determination method for switching from the first sleep control method to the second sleep control and determination for switching from the second sleep control method to the first sleep control in order to achieve the power saving effect of the
以上に説明したように、本発明の実施の形態における基地局装置301は、無線チャネルを介して端末局装置との通信を行う基地局装置であって、第一のスリープ制御方式を用い、端末局装置に対して送信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遷移し、所定期間後にアウェイク状態に遷移してキャリアセンスを実行し、無線チャネルがビジーでなければ再びスリープ状態に遷移し、無線チャネルがビジーであればアウェイク状態を維持する第一のスリープ制御管理部と、第二のスリープ制御方式を用い、端末局装置に対して送信禁止期間を通知してアウェイク状態からスリープ状態に遷移し、送信禁止期間後にアウェイク状態に遷移し、所定期間内に端末局装置との通信が発生しなければ再び送信禁止期間を通知してスリープ状態に遷移し、所定期間内に端末局装置との通信が発生すればアウェイク状態を維持する第二のスリープ制御管理部と、端末局装置との通信のトラフィック量が閾値より小さい場合は第二のスリープ制御方式から第一のスリープ制御方式に切り換え、端末局装置との通信のトラフィック量が閾値より大きい場合は第一のスリープ制御方式から第二のスリープ制御方式に切り換える通信制御部とを備えている。これにより、トラフィック量の変動に応じて柔軟にスリープ制御方式が切り換えられるため、より効果的に省電力化を図ることが可能である。
As described above, the
ここで、通信制御部304は、スリープ状態の期間経過後に端末局装置からの送信信号を検出した回数が閾値より大きい場合は第一のスリープ制御方式から第二のスリープ制御方式に切り換え、送信禁止期間を設定してからスリープ状態に移行した回数が閾値より大きい場合は第二のスリープ制御方式から第一のスリープ制御方式に切り換えてもよい。このようにすれば、カウンターの値を閾値と比較するだけで済むため、迅速にスリープ制御方式を切り換えることが可能である。
Here, the
また、通信制御部304は、第二のスリープ制御方式による消費電力コストが第一のスリープ制御方式による消費電力コストより小さい場合は第一のスリープ制御方式から第二のスリープ制御方式に切り換え、第一のスリープ制御方式による消費電力コストが第二のスリープ制御方式による消費電力コストより小さい場合は第二のスリープ制御方式から第一のスリープ制御方式に切り換えてもよい。このようにすれば、第一と第二の消費電力コストが比較されるので、より精度よく省電力化を図ることが可能である。
Further, the
また、通信制御部304は、端末局装置から受信したデータフレームのヘッダから端末局装置の送信バッファに蓄積されているデータフレームの合計バイト数を読み取り、合計バイト数が閾値より大きい場合は第一のスリープ制御方式から第二のスリープ制御方式に切り換え、合計バイト数が閾値より小さい場合は第二のスリープ制御方式から第一のスリープ制御方式に切り換えてもよい。このようにすれば、ヘッダ情報を読み取って閾値と比較するだけで済むため、迅速にスリープ制御方式を切り換えることが可能である。
The
また、通信制御部304は、第一のスリープ制御方式から第二のスリープ制御方式に切り換えた場合、または、第二のスリープ制御方式から第一のスリープ制御方式に切り換えた場合、その切り換えから所定時間内は再度の切り換えを行わない。このようにすれば、過度な切り換えを防止することが可能である。
Further, when switching from the first sleep control method to the second sleep control method, or when switching from the second sleep control method to the first sleep control method, the
なお、本発明は、基地局装置301として実現することができるだけでなく、このような基地局装置301が備える特徴的な処理部をステップとするスリープ制御方法として実現したり、それらのステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。このようなプログラムは、CD−ROM等の記録媒体やインターネット等の伝送媒体を介して配信することができるのはいうまでもない。
Note that the present invention can be realized not only as the
301…基地局装置
304…通信制御部
307…第一のスリープ制御管理部
309…第二のスリープ制御管理部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
第一のスリープ制御方式を用い、前記端末局装置に対して送信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遷移し、所定期間後にアウェイク状態に遷移してキャリアセンスを実行し、前記無線チャネルがビジーでなければ再びスリープ状態に遷移し、前記無線チャネルがビジーであればアウェイク状態を維持する第一のスリープ制御管理部と、
第二のスリープ制御方式を用い、前記端末局装置に対して送信禁止期間を通知してアウェイク状態からスリープ状態に遷移し、送信禁止期間後にアウェイク状態に遷移し、所定期間内に前記端末局装置との通信が発生しなければ再び送信禁止期間を通知してスリープ状態に遷移し、所定期間内に前記端末局装置との通信が発生すればアウェイク状態を維持する第二のスリープ制御管理部と、
前記端末局装置との通信のトラフィック量が閾値より小さい場合は前記第二のスリープ制御方式から前記第一のスリープ制御方式に切り換え、前記端末局装置との通信のトラフィック量が閾値より大きい場合は前記第一のスリープ制御方式から前記第二のスリープ制御方式に切り換える通信制御部と
を備えることを特徴とする基地局装置。 A base station device that communicates with a terminal station device via a wireless channel,
Using the first sleep control method, transitioning from an awake state to a sleep state without notifying the terminal station apparatus of a transmission prohibition period, transitioning to an awake state after a predetermined period, and performing carrier sense; A first sleep control manager that transitions to a sleep state again if the channel is not busy, and maintains an awake state if the radio channel is busy;
Using the second sleep control method, the terminal station apparatus is notified of the transmission prohibition period, transitions from the awake state to the sleep state, transitions to the awake state after the transmission prohibition period, and the terminal station apparatus within a predetermined period A second sleep control management unit that notifies the transmission prohibition period again if the communication with the terminal does not occur and transitions to the sleep state, and maintains the awake state if the communication with the terminal station device occurs within a predetermined period; ,
When the traffic volume of communication with the terminal station device is smaller than the threshold, the second sleep control method is switched to the first sleep control method, and when the traffic amount of communication with the terminal station device is larger than the threshold value. And a communication control unit that switches from the first sleep control method to the second sleep control method.
第一のスリープ制御方式を用い、前記端末局装置に対して送信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遷移し、所定期間後にアウェイク状態に遷移してキャリアセンスを実行し、前記無線チャネルがビジーでなければ再びスリープ状態に遷移し、前記無線チャネルがビジーであればアウェイク状態を維持する第一のスリープ制御ステップと、
第二のスリープ制御方式を用い、前記端末局装置に対して送信禁止期間を通知してアウェイク状態からスリープ状態に遷移し、送信禁止期間後にアウェイク状態に遷移し、所定期間内に前記端末局装置との通信が発生しなければ再び送信禁止期間を通知してスリープ状態に遷移し、所定期間内に前記端末局装置との通信が発生すればアウェイク状態を維持する第二のスリープ制御ステップと、
前記端末局装置との通信のトラフィック量が閾値より小さい場合は前記第二のスリープ制御方式から前記第一のスリープ制御方式に切り換え、前記端末局装置との通信のトラフィック量が閾値より大きい場合は前記第一のスリープ制御方式から前記第二のスリープ制御方式に切り換える通信制御ステップと
を備えることを特徴とするスリープ制御方法。 A base station apparatus sleep control method for communicating with a terminal station apparatus via a wireless channel,
Using the first sleep control method, transitioning from an awake state to a sleep state without notifying the terminal station apparatus of a transmission prohibition period, transitioning to an awake state after a predetermined period, and performing carrier sense; A first sleep control step for transitioning to a sleep state again if the channel is not busy, and maintaining an awake state if the radio channel is busy;
Using the second sleep control method, the terminal station apparatus is notified of the transmission prohibition period, transitions from the awake state to the sleep state, transitions to the awake state after the transmission prohibition period, and the terminal station apparatus within a predetermined period A second sleep control step for notifying the transmission prohibition period again if no communication occurs and transitioning to the sleep state, and maintaining the awake state if communication with the terminal station device occurs within a predetermined period;
When the traffic volume of communication with the terminal station device is smaller than the threshold, the second sleep control method is switched to the first sleep control method, and when the traffic amount of communication with the terminal station device is larger than the threshold value. A communication control step of switching from the first sleep control method to the second sleep control method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012084624A JP5833489B2 (en) | 2012-04-03 | 2012-04-03 | Base station apparatus and sleep control method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012084624A JP5833489B2 (en) | 2012-04-03 | 2012-04-03 | Base station apparatus and sleep control method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013214891A true JP2013214891A (en) | 2013-10-17 |
JP5833489B2 JP5833489B2 (en) | 2015-12-16 |
Family
ID=49587927
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012084624A Active JP5833489B2 (en) | 2012-04-03 | 2012-04-03 | Base station apparatus and sleep control method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5833489B2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016203831A1 (en) * | 2015-06-18 | 2016-12-22 | ソニー株式会社 | Information processing device, communication system, information processing method, and program |
CN111212465A (en) * | 2020-01-15 | 2020-05-29 | 海能达通信股份有限公司 | Data transmission method, base station, terminal and system |
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 |
CN111538037A (en) * | 2020-05-12 | 2020-08-14 | 上海海洋大学 | GNSS receiver data acquisition unit and data, network access and energy consumption management method thereof |
-
2012
- 2012-04-03 JP JP2012084624A patent/JP5833489B2/en active Active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JPN6015020909; 黄 俊翔: '無線LANアクセスポイントにおける非予約型スリープ制御方式の検討' 電子情報通信学会技術研究報告 Vol.111 No.345 第111巻, 20111208, p.21-26, 社団法人電子情報通信学会 * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016203831A1 (en) * | 2015-06-18 | 2016-12-22 | ソニー株式会社 | Information processing device, communication system, information processing method, and program |
US10595270B2 (en) | 2015-06-18 | 2020-03-17 | Sony Corporation | Information processing apparatus, communication system, information processing method and program |
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 |
CN111212465A (en) * | 2020-01-15 | 2020-05-29 | 海能达通信股份有限公司 | Data transmission method, base station, terminal and system |
CN111212465B (en) * | 2020-01-15 | 2023-01-17 | 海能达通信股份有限公司 | Data transmission method, base station, terminal and system |
CN111538037A (en) * | 2020-05-12 | 2020-08-14 | 上海海洋大学 | GNSS receiver data acquisition unit and data, network access and energy consumption management method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5833489B2 (en) | 2015-12-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8942123B2 (en) | Deferral mechanism for improved medium reuse in wireless networks with transmit power imbalances | |
EP2823677B1 (en) | Systems and methods for reducing collisions after traffic indication map paging | |
JP4921562B2 (en) | Method and apparatus for measuring interference in a radio base station | |
JP5654431B2 (en) | Base station apparatus and sleep control method for the base station apparatus | |
US9655054B2 (en) | Adapting blind reception duration for range and congestion | |
US20170353226A1 (en) | Dynamic chain configuration selection | |
EP2752057B1 (en) | Systems and methods for low power medium access | |
US9832788B2 (en) | Detection of data scheduling activity for receiver selection | |
US9332550B2 (en) | Controlling fast dormancy | |
US20230362822A1 (en) | Signaling of parameters for a communication schedule | |
JP5833489B2 (en) | Base station apparatus and sleep control method thereof | |
US20150131624A1 (en) | Systems and methods for protecting low-rate communications in high-efficiency wireless networks | |
KR20190005121A (en) | Wake-up-radio link adaptation | |
US20150282247A1 (en) | Methods and apparatus for low power tracking of network system timing for long paging cycles | |
US10524286B2 (en) | Power saving using integrated CF-End indication | |
JP5897990B2 (en) | Wireless base station and communication method | |
US20150124678A1 (en) | System and method for access point power management signalling in a wireless network | |
US20160050627A1 (en) | Methods and apparatus for power efficient access in congested networks | |
TW201804839A (en) | Adaptive inactivity timeout management | |
KR20090108850A (en) | CSMA/CA based Transmission Scheme for QoS Assurance and Energy Efficiency of WPAN Systems |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140729 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150515 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150602 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150729 |
|
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: 20151027 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151029 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5833489 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |