JP2014192534A - Radio device and radio communication system comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、無線装置およびそれを備える無線通信システムに関するものである。 The present invention relates to a radio apparatus and a radio communication system including the same.
無線LAN(Local Area Network)の普及に伴って、多くのアクセスポイントが設置されている。 With the widespread use of wireless LAN (Local Area Network), many access points are installed.
これらのアクセスポイントは、通常、電源のオンが継続する状態で使用される。その結果、“電源のオンが継続する状態”になっているアクセスポイントが過半数の時間で使用されていないため、電力が無駄に消費される。 These access points are normally used in a state where the power supply is kept on. As a result, since the access point that is in the “state where the power supply continues to be turned on” is not used for a majority of the time, power is wasted.
この問題を解決するために、通信が必要になっているときだけ、アクセスポイントを起動させる方法が提案されている(特許文献1,非特許文献1)。
In order to solve this problem, a method of starting an access point only when communication is required has been proposed (
特許文献1では、無線LANフレームのフレーム長からウェイアクップ信号を作成し、その作成したウェイアクップ信号を送信する。
In
また、非特許文献1では、ウェイアクップ信号を構成する無線LANフレームの送信中、他の無線信号が割り込まないように無線LANフレームをバースト的に送信し、受信側で受信信号の波形を等価IDとしてIDマッチングを行う。
Further, in
しかし、特許文献1では、ウェイクアップ信号の送信中、干渉信号が割り込む可能性があるため、受信側では、フレーム長を誤って検知する率が相対的に高いという問題がある。
However, in
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、フレーム長を誤って検知する率を低減可能な無線装置を提供することである。 Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a radio apparatus capable of reducing the rate of erroneously detecting the frame length.
また、この発明の別の目的は、フレーム長を誤って検知する率を低減可能な無線装置を備える無線通信システムを提供することである。 Another object of the present invention is to provide a wireless communication system including a wireless device capable of reducing a rate of erroneously detecting a frame length.
この発明の実施の形態によれば、無線装置は、生成手段と、送信手段とを備える。生成手段は、通信先を起動させるためのウェイクアップ信号を表わすフレーム長を有するN1個のデータフレームと、N1個のデータフレームの後ろに追加されるN2個のダミーフレームとからなる無線フレームを生成する。送信手段は、N1個のデータフレームとN2個のダミーフレームとの(N1+N2)個のフレームを一定間隔で連続的に送信する。そして、N1個のデータフレームの少なくとも1つのデータフレームは、ウェイクアップ信号を示す異なる2つの無線フレーム間において、フレーム長が異なる。 According to the embodiment of the present invention, the wireless device includes a generation unit and a transmission unit. The generation means is a radio comprising N 1 data frames having a frame length representing a wake-up signal for activating a communication destination, and N 2 dummy frames added after the N 1 data frames. Generate a frame. The transmission means continuously transmits (N 1 + N 2 ) frames of N 1 data frames and N 2 dummy frames at regular intervals. At least one data frame of N 1 data frames has a different frame length between two different radio frames indicating a wake-up signal.
また、この発明の実施の形態によれば、無線装置は、通信手段と、受信手段と、検出手段と、変換手段と、起動手段とを備える。通信手段は、起動状態において他の無線装置と無線通信を行う。受信手段は、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の無線装置から無線フレームを受信する。検出手段は、無線フレームの受信電波を包絡線検波して包絡線を検出する。変換手段は、包絡線をアナログ信号からディジタル信号に変換してビット列を生成する。起動手段は、N1個のデータフレームと、N2個のダミーフレームと、(N1+N2)個のフレームの隣接するフレーム間に存在する(N1+N2−1)個の一定間隔とをビット値で表わした等価ウェイクアップ信号がビット列にマッチングするとき、通信手段を起動するための起動信号を生成する。
更に、この発明の実施の形態によれば、無線通信システムは、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の無線装置からなる送信機と、請求項6または請求項7に記載の無線装置からなる受信機とを備える。
According to the embodiment of the present invention, the wireless device includes a communication unit, a reception unit, a detection unit, a conversion unit, and an activation unit. The communication means performs wireless communication with another wireless device in the activated state. The receiving means receives a radio frame from the radio apparatus according to any one of
Furthermore, according to an embodiment of the present invention, a wireless communication system includes a transmitter including the wireless device according to any one of
この発明の実施の形態によれば、無線装置は、ウェイクアップ信号を示す異なる2つの無線フレーム間において、N1個のデータフレームの少なくとも1つのデータフレームのフレーム長が異なるように、N1個のデータフレームを生成し、N1個のデータフレームとN2個のダミーフレームとを連続的に送信する。その結果、2つの等価ウェイクアップ信号間のハミング距離がN2個のダミーフレームを設けない場合に比べ大きくなり、受信側における無線フレームの受信電波の波形を他の無線フレームの受信電波の波形から識別できる。 According to the embodiment of the present invention, the wireless device, between two radio frames different indicating a wake-up signal, so that the frame length of at least one data frame of N 1 data frames are different, one N N 1 data frames and N 2 dummy frames are continuously transmitted. As a result, the Hamming distance between two equivalent wake-up signals is larger than when no N 2 dummy frames are provided, and the received radio wave waveform of the radio frame on the receiving side is compared with the received radio wave waveforms of other radio frames. Can be identified.
従って、ウェイクアップ信号を誤って検知する率を低減できる。 Therefore, the rate of erroneously detecting the wakeup signal can be reduced.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図1は、この発明の実施の形態による無線通信システムの構成を示す概略図である。図1を参照して、この発明の実施の形態による無線通信システム10は、端末装置1と、アクセスポイント2と、ネットワーク3とを備える。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a
端末装置1は、アクセスポイント2がスリープ状態であるとき、アクセスポイント2をスリープ状態から起動状態へ移行させるためのウェイクアップ信号を後述する方法によって生成し、その生成したウェイクアップ信号を送信する。
When the
また、端末装置1は、アクセスポイント2が起動状態であるとき、アクセスポイント2との間で無線リンクを確立し、アクセスポイント2およびネットワーク3を介して他の端末装置またはサーバと通信を行う。
Further, when the
アクセスポイント2は、有線ケーブル4を介してネットワーク3に接続される。アクセスポイント2は、一定期間、端末装置1と無線通信を行わないとき、起動状態からスリープ状態へ移行する。
The
また、アクセスポイント2は、端末装置1からウェイクアップ信号を受信し、その受信したウェイクアップ信号が自己のIDに一致するとき、スリープ状態から起動状態へ移行する。そして、アクセスポイント2は、端末装置1と無線リンクを確立し、端末装置1とネットワーク3側の他の端末装置またはサーバとの通信を中継する。
The
図2は、図1に示す端末装置1の構成を示す概略図である。図2を参照して、端末装置1は、アンテナ11と、無線LANカード12と、CPU(Central Processing Unit)13と、電源14とを含む。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the
無線LANカード12は、電源14から供給される電力によって駆動される。無線LANカード12は、アクセスポイント2がスリープ状態であるとき、ウェイクアップ信号を表わす無線LANフレームをCPU13から受ける。そして、無線LANカード12は、その受けた無線LANフレームを構成する複数のフレームを2.4GHzの周波数でアンテナ11を介して連続的に送信する。
The
また、無線LANカード12は、アクセスポイント2が起動状態であるとき、アンテナ11を介してアクセスポイント2からビーコンフレームを受信し、その受信したビーコンフレームをCPU13へ出力する。
Further, when the
無線LANカード12は、端末装置1がアクセスポイント2と無線通信を行うとき、アクセスポイント2との間で無線リンクを確立する。そして、無線LANカード12は、CPU13から無線LANフレームを受け、その受けた無線LANフレームをアンテナ11を介してアクセスポイント2へ送信する。また、無線LANカード12は、アンテナ11を介してアクセスポイント2から無線LANフレームを受信し、その受信した無線LANフレームをCPU13へ出力する。
The
CPU13は、電源14から供給される電力によって駆動される。CPU13は、ビーコンフレームを無線LANカード12から受け、その受けたビーコンフレームからアクセスポイント2のIDを検出する。そして、CPU13は、その検出したアクセスポイント2のIDを管理する。
The
CPU13は、アクセスポイント2からのビーコンフレームを定期的に受けないとき、アクセスポイント2がスリープ状態であると判定する。そして、CPU13は、端末装置1がアクセスポイント2を介してネットワーク3側の他の端末装置またはサーバと通信を行うとき、アクセスポイント2をスリープ状態から起動状態へ移行させるためのウェイクアップ信号を表わす無線LANフレームを後述する方法によって生成し、その生成した無線LANフレームを無線LANカード12へ出力する。
When the
CPU13は、アクセスポイント2が起動状態であるとき、通信用の無線LANフレームを生成し、その生成した無線LANフレームを無線LANカード12へ出力する。また、CPU13は、アクセスポイント2から送信された無線LANフレームを無線LANカード12から受ける。
When the
電源14は、無線LANカード12およびCPU13へ電力を供給する。
The
図3は、図1に示すアクセスポイント2の構成を示す概略図である。図3を参照して、アクセスポイント2は、アンテナ21と、ウェイクアップ信号受信機22と、電源23,27と、無線LANカード24と、CPU25と、ネットワーク接続カード26とを含む。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the
アンテナ21は、ウェイクアップ信号受信機22および無線LANカード24に接続される。ネットワーク接続カード26は、有線ケーブル4に接続される。
The
ウェイクアップ信号受信機22は、電源23から供給される電力によって駆動される。この場合、ウェイクアップ信号受信機22は、例えば、100μWの電力を供給される。
The wake-
ウェイクアップ信号受信機22は、アクセスポイント2のIDを予め保持している。ウェイクアップ信号受信機22は、アクセスポイント2のIDに基づいてハッシュ関数を用いてウェイクアップ信号を算出し、その算出したウェイクアップ信号をEquivalent ID(以下、「等価ウェイクアップ信号」と言う。)に変調する。
The
ウェイクアップ信号受信機22は、ウェイクアップ信号を表わす無線LANフレームをアンテナ21を介して受信し、その受信した無線LANフレームを後述する方法によってビット列に復号する。
The
そうすると、ウェイクアップ信号受信機22は、ビット列と等価ウェイクアップ信号との間の異なるビット数であるエラービット数を後述する方法によって算出する。そして、ウェイクアップ信号受信機22は、その算出したエラービット数が閾値以下であるか否かを判定する。
Then, the
エラービット数が閾値以下であるとき、ウェイクアップ信号受信機22は、起動信号を生成し、その生成した起動信号を電源27へ出力する。なお、閾値は、例えば、4個に設定される。
When the number of error bits is less than or equal to the threshold value, the
一方、エラービット数が閾値よりも大きいとき、ウェイクアップ信号受信機22は、ビット列を破棄し、電源27へ何も出力しない。
On the other hand, when the number of error bits is larger than the threshold value, the wake-
無線LANカード24は、電源27から供給される電力によって駆動される。無線LANカード24は、電源27がオフされると、スリープ状態へ移行する。無線LANカード24は、アクセスポイント2が起動状態であるとき、端末装置1との間で無線リンクを確立する。そして、無線LANカード24は、CPU25からビーコンフレームを受け、その受けたビーコンフレームをアンテナ21を介して端末装置1へ送信する。
The
無線LANカード24は、通信用のデータをCPU25から受けると、その受けた通信用のデータを含む無線LANフレームを生成し、その生成した無線LANフレームをアンテナ21を介して端末装置1へ送信する。
When the
無線LANカード24は、通信用の無線LANフレームをアンテナ21を介して受信し、その受信した無線LANカードからデータを取り出し、その取り出したデータをCPU25へ出力する。
The
CPU25は、電源27から供給される電力によって駆動される。CPU25は、端末装置1とネットワーク3側の他の端末装置またはサーバとの間で、一定期間、通信が行われないとき、電源27をオフする。これによって、CPU25は、スリープ状態へ移行する。
The
CPU25は、アクセスポイント2のIDを予め保持している。CPU25は、起動状態へ移行すると、アクセスポイント2のIDを含むビーコンフレームを生成し、その生成したビーコンフレームを無線LANカード24へ出力する。
The
CPU25は、無線LANカード24が端末装置1との間で無線リンクを確立すると、端末装置1を管理する。そして、CPU25は、ネットワーク接続カード26から受けたデータを無線LANカード24へ出力し、無線LANカード24から受けたデータをネットワーク接続カード26へ出力する。
When the
ネットワーク接続カード26は、電源27から供給される電力によって駆動される。ネットワーク接続カード26は、電源27がオフされると、スリープ状態へ移行する。
The
ネットワーク接続カード26は、有線ケーブル4を介してデータを受信すると、その受信したデータをCPU25へ出力する。また、ネットワーク接続カード26は、CPU25からデータを受けると、その受けたデータを有線ケーブル4を介して送信する。
When the
電源27は、ウェイクアップ信号受信機22から起動信号を受けると、無線LANカード24、CPU25およびネットワーク接続カード26へ電力を供給する。この場合、電源27は、例えば、合計で7Wの電力を無線LANカード24、CPU25およびネットワーク接続カード26へ供給する。
When the
電源27は、CPU25からの制御によって無線LANカード24、CPU25およびネットワーク接続カード26への電力の供給を停止する。
The
なお、アクセスポイント2においては、無線LANカード24、CPU25およびネットワーク接続カード26に電力が供給されている状態を起動状態と言い、無線LANカード24、CPU25およびネットワーク接続カード26に電力が供給されていない状態をスリープ状態と言う。
In the
図4は、図3に示すウェイクアップ信号受信機22の構成を示す概略図である。図4を参照して、ウェイクアップ信号受信機22は、BPF(Band Pass Filter)221と、包絡線検波回路222と、A/D変換器223と、マッチング回路224とを含む。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the wake-
BPF221は、アンテナ21を介して電波を受信し、その受信した受信電波のうち、無線LANフレームの周波数を有する信号を包絡線検波回路222へ出力する。
The
包絡線検波回路222は、BPF221から受けた信号を包絡線検波し、包絡線をA/D変換器223へ出力する。
The
A/D変換器223は、包絡線検波回路222から受けた包絡線をサンプリング周期でサンプリングして包絡線をビット列に変換する。そして、A/D変換器223は、ビット列をマッチング回路224へ出力する。
The A /
マッチング回路224は、アクセスポイント2のIDを予め保持している。そして、マッチング回路224は、アクセスポイント2のIDに基づいてハッシュ関数を用いてウェイクアップ信号を算出し、その算出したウェイクアップ信号を等価ウェイクアップ信号に変調する。そうすると、マッチング回路224は、A/D変換器223から受けたビット列と等価ウェイクアップ信号との間のエラービット数を算出し、その算出したエラービット数が閾値以下であるとき、起動信号を生成し、その生成した起動信号を電源27へ出力する。なお、マッチング回路224は、エラービット数が閾値よりも大きいとき、ビット列を破棄する。
The
この発明の実施の形態においては、端末装置1は、ウェイクアップ信号を無線LANフレームのフレーム長によって表わして送信する。ウェイクアップ信号を表わすフレーム長を有する無線LANフレームの生成方法を説明する前に、ウェイクアップ信号を無線LANフレームのフレーム長によって表わした場合において、異なる2つのウェイクアップ信号の間のハミング距離についての考察について説明する。
In the embodiment of the present invention, the
なお、以下においては、ウェイクアップ信号を構成する無線LANフレームの各フレームを、一定基準で決められたサンプリング周期を有する連続的な“1”によって表わし、無線LANフレームのフレーム間のスペースを連続的な“0”によって表わす。 In the following, each frame of the wireless LAN frame constituting the wake-up signal is represented by a continuous “1” having a sampling period determined by a certain standard, and the space between the frames of the wireless LAN frame is continuously expressed. It is represented by “0”.
(考察1)
考察1においては、フレーム長のセットを(6,7,8,9,10,11,12,13)とし、6,7,8,9,10,11,12,13のフレーム長は、それぞれ、(000),(001),(011),(010),(110),(111),(101),(100)によって表わされるものとする。また、フレーム間のスペースであるIFSは、“4”であり、(0000)によって表わされるものとする。
(Discussion 1)
In
そして、5個のウェイクアップ信号ID0,ID1,ID2,ID3,ID4を考察の対象とし、ウェイクアップ信号ID0=(7,7,6,6)、ウェイクアップ信号ID1=(8,7,6,6)、ウェイクアップ信号ID2=(7,8,6,6)、ウェイクアップ信号ID3=(7,7,7,6)およびウェイクアップ信号ID4=(7,7,6,7)であるとする。即ち、5個のウェイクアップ信号ID0,ID1,ID2,ID3,ID4の各々は、4個のフレーム長によって表わされるものとする。 Then, the five wakeup signals ID0, ID1, ID2, ID3, and ID4 are considered, and the wakeup signal ID0 = (7, 7, 6, 6) and the wakeup signal ID1 = (8, 7, 6, 6) Wakeup signal ID2 = (7,8,6,6), Wakeup signal ID3 = (7,7,7,6) and Wakeup signal ID4 = (7,7,6,7) To do. That is, each of the five wake-up signals ID0, ID1, ID2, ID3, and ID4 is represented by four frame lengths.
そして、ウェイクアップ信号ID0は、基準であり、ウェイクアップ信号ID1〜ID4は、ウェイクアップ信号ID0との間で1つのフレーム長のみが異なり、フレーム長の差は、“1”である。 The wakeup signal ID0 is a reference, and the wakeup signals ID1 to ID4 differ from the wakeup signal ID0 only by one frame length, and the difference in frame length is “1”.
また、ウェイクアップ信号ID0=(7,7,6,6)は、(001,001,000,000)によって表わされ、ウェイクアップ信号ID1=(8,7,6,6)は、(011,001,000,000)によって表わされ、ウェイクアップ信号ID2=(7,8,6,6)は、(001,011,000,000)によって表わされ、ウェイクアップ信号ID3=(7,7,7,6)は、(001,001,001,000)によって表わされ、ウェイクアップ信号ID4=(7,7,6,7)は、(001,001,000,001)によって表わされる。 The wakeup signal ID0 = (7,7,6,6) is represented by (001,001,000,000), and the wakeup signal ID1 = (8,7,6,6) is (011). , 001,000,000) and wakeup signal ID2 = (7,8,6,6) is represented by (001,011,000,000) and wakeup signal ID3 = (7, 7,7,6) is represented by (001,001,001,000), and the wake-up signal ID4 = (7,7,6,7) is represented by (001,001,000,001). .
図5は、等価ウェイクアップ信号の比較を示す図である。各ウェイクアップ信号ID0〜ID4の4個のフレームを連続的な“1”で表わし、フレーム間のIFSを連続的な“0”で表わしたものを等価ウェイクアップ信号とすると、ウェイクアップ信号ID0〜ID4の等価ウェイクアップ信号EID0〜EID4は、図5に示すようになる。 FIG. 5 is a diagram showing a comparison of equivalent wake-up signals. If four frames of each wakeup signal ID0 to ID4 are represented by continuous “1” and the IFS between the frames is represented by continuous “0”, the equivalent wakeup signal is assumed to be wakeup signals ID0 to ID0. The equivalent wakeup signals EID0 to EID4 of ID4 are as shown in FIG.
図5の(a)を参照して、等価ウェイクアップ信号EID1は、等価ウェイクアップ信号EID0との間で1番目のフレーム長が異なる。その結果、等価ウェイクアップ信号EID0と等価ウェイクアップ信号EID1との間では、1番目のフレームの右端、および2番目から4番目のフレームの両端でフレーム長が異なる(点線参照)。 Referring to FIG. 5A, the equivalent wakeup signal EID1 has a first frame length different from that of the equivalent wakeup signal EID0. As a result, between the equivalent wakeup signal EID0 and the equivalent wakeup signal EID1, the frame length differs at the right end of the first frame and at both ends of the second to fourth frames (see dotted lines).
図5の(b)を参照して、等価ウェイクアップ信号EID2は、等価ウェイクアップ信号EID0との間で2番目のフレーム長が異なる。その結果、等価ウェイクアップ信号EID0と等価ウェイクアップ信号EID2との間では、2番目のフレームの右端、および3番目から4番目のフレームの両端でフレーム長が異なる(点線参照)。 Referring to FIG. 5B, the equivalent wakeup signal EID2 has a second frame length different from that of the equivalent wakeup signal EID0. As a result, the frame length differs between the equivalent wakeup signal EID0 and the equivalent wakeup signal EID2 at the right end of the second frame and at both ends of the third to fourth frames (see dotted lines).
図5の(c)を参照して、等価ウェイクアップ信号EID3は、等価ウェイクアップ信号EID0との間で3番目のフレーム長が異なる。その結果、等価ウェイクアップ信号EID0と等価ウェイクアップ信号EID3との間では、3番目のフレームの右端、および4番目のフレームの両端でフレーム長が異なる(点線参照)。 Referring to FIG. 5C, the equivalent wakeup signal EID3 has a third frame length different from that of the equivalent wakeup signal EID0. As a result, between the equivalent wakeup signal EID0 and the equivalent wakeup signal EID3, the frame length differs at the right end of the third frame and at both ends of the fourth frame (see dotted lines).
図5の(d)を参照して、等価ウェイクアップ信号EID4は、等価ウェイクアップ信号EID0との間で4番目のフレーム長が異なる。その結果、等価ウェイクアップ信号EID0と等価ウェイクアップ信号EID4との間では、4番目のフレームの右端でフレーム長が異なる(点線参照)。 Referring to FIG. 5D, the equivalent wakeup signal EID4 has a fourth frame length different from that of the equivalent wakeup signal EID0. As a result, the frame length is different at the right end of the fourth frame between the equivalent wakeup signal EID0 and the equivalent wakeup signal EID4 (see dotted line).
図6は、2つの等価ウェイクアップ信号間のハミング距離を示す図である。図6を参照して、1番目のフレーム長が異なる場合、2つの等価ウェイクアップ信号間のハミング距離は、“7”であり、2番目のフレーム長が異なる場合、2つの等価ウェイクアップ信号間のハミング距離は、“5”であり、3番目のフレーム長が異なる場合、2つの等価ウェイクアップ信号間のハミング距離は、“3”であり、4番目のフレーム長が異なる場合、2つの等価ウェイクアップ信号間のハミング距離は、“1”である。 FIG. 6 is a diagram illustrating a Hamming distance between two equivalent wakeup signals. Referring to FIG. 6, when the first frame length is different, the Hamming distance between the two equivalent wakeup signals is “7”, and when the second frame length is different, between the two equivalent wakeup signals. The hamming distance of “5” is different when the third frame length is different, and the hamming distance between two equivalent wakeup signals is “3”, and when the fourth frame length is different, the two equivalents are equivalent. The Hamming distance between wakeup signals is “1”.
従って、フレーム長が異なる位置が後ろになるに従って、フレーム長の差がハミング距離に貢献する度合が減少することが解った(図6の点線参照)。 Therefore, it was found that the degree of the difference in the frame length contributing to the Hamming distance decreases as the position where the frame length differs becomes behind (see the dotted line in FIG. 6).
(考察2)
考察2においては、フレーム長のセットは、考察1のフレーム長のセットと同じである。
(Discussion 2)
In
そして、6個のウェイクアップ信号ID0,ID2,ID5,ID6,ID7,ID8を考察の対象とし、ウェイクアップ信号ID0=(7,7,6,6)、ウェイクアップ信号ID2=(7,8,6,6)、ウェイクアップ信号ID5=(7,9,6,6)、ウェイクアップ信号ID6=(7,10,6,6)、ウェイクアップ信号ID7=(7,11,6,6)およびウェイクアップ信号ID8=(7,12,6,6)であるとする。即ち、6個のウェイクアップ信号ID0,ID2,ID5,ID6,ID7,ID8の各々は、4個のフレーム長によって表わされるものとする。 Then, the six wakeup signals ID0, ID2, ID5, ID6, ID7, and ID8 are considered, and the wakeup signal ID0 = (7,7,6,6) and the wakeup signal ID2 = (7,8, 6,6), wakeup signal ID5 = (7,9,6,6), wakeup signal ID6 = (7,10,6,6), wakeup signal ID7 = (7,11,6,6) and Assume that the wake-up signal ID8 = (7, 12, 6, 6). That is, each of the six wake-up signals ID0, ID2, ID5, ID6, ID7, and ID8 is represented by four frame lengths.
そして、ウェイクアップ信号ID0は、基準であり、ウェイクアップ信号ID2,ID5,ID6,ID7,ID8は、ウェイクアップ信号ID0との間で2番目のフレーム長のみが異なり、フレーム長の差は、ウェイクアップ信号ID2からウェイクアップ信号ID8へ向かうに従って、“1”ずつ大きくなる。 The wakeup signal ID0 is a reference, and the wakeup signals ID2, ID5, ID6, ID7, and ID8 are different from the wakeup signal ID0 only in the second frame length. As it goes from the up signal ID2 to the wakeup signal ID8, it increases by "1".
また、ウェイクアップ信号ID0=(7,7,6,6)は、(001,001,000,000)によって表わされ、ウェイクアップ信号ID2=(7,8,6,6)は、(001,011,000,000)によって表わされ、ウェイクアップ信号ID5=(7,9,7,6)は、(001,010,000,000)によって表わされ、ウェイクアップ信号ID6=(7,10,6,6)は、(001,110,000,000)によって表わされ、ウェイクアップ信号ID7=(7,11,6,6)は、(001,111,000,000)によって表わされ、ウェイクアップ信号ID8=(7,12,6,6)は、(001,101,000,000)によって表わされる。 The wakeup signal ID0 = (7,7,6,6) is represented by (001,001,000,000), and the wakeup signal ID2 = (7,8,6,6) is (001). , 011,000,000) and wakeup signal ID5 = (7,9,7,6) is represented by (001,010,000,000) and wakeup signal ID6 = (7,7,6). 10, 6, 6) is represented by (001, 110,000,000), and the wake-up signal ID7 = (7, 11, 6, 6) is represented by (001, 111,000,000). The wakeup signal ID8 = (7, 12, 6, 6) is represented by (001, 101,000,000).
図7は、等価ウェイクアップ信号の別の比較を示す図である。ウェイクアップ信号ID0,ID2,ID5,ID6,ID7,ID8の等価ウェイクアップ信号EID0,EID2,EID5,EID6,EID7,EID8は、図7に示すようになる。 FIG. 7 is a diagram showing another comparison of equivalent wake-up signals. The equivalent wake-up signals EID0, EID2, EID5, EID6, EID7, and EID8 of the wake-up signals ID0, ID2, ID5, ID6, ID7, and ID8 are as shown in FIG.
図7の(a)を参照して、等価ウェイクアップ信号EID2は、等価ウェイクアップ信号EID0との間で2番目のフレーム長が“1”だけ異なる。その結果、等価ウェイクアップ信号EID0と等価ウェイクアップ信号EID2との間では、2番目のフレームの右端、および3番目から4番目のフレームの両端でフレーム長が“1”だけ異なる(点線参照)。 Referring to FIG. 7A, the equivalent wakeup signal EID2 differs from the equivalent wakeup signal EID0 by the second frame length by “1”. As a result, between the equivalent wakeup signal EID0 and the equivalent wakeup signal EID2, the frame length differs by “1” between the right end of the second frame and both ends of the third to fourth frames (see dotted line).
図7の(b)を参照して、等価ウェイクアップ信号EID5は、等価ウェイクアップ信号EID0との間で2番目のフレーム長が“2”だけ異なる。その結果、等価ウェイクアップ信号EID0と等価ウェイクアップ信号EID5との間では、2番目のフレームの右端、および3番目から4番目のフレームの両端でフレーム長が“2”だけ異なる(点線参照)。 Referring to FIG. 7B, equivalent wakeup signal EID5 differs from equivalent wakeup signal EID0 by a second frame length of “2”. As a result, between the equivalent wakeup signal EID0 and the equivalent wakeup signal EID5, the frame length differs by “2” between the right end of the second frame and both ends of the third to fourth frames (see dotted line).
図7の(c)を参照して、等価ウェイクアップ信号EID6は、等価ウェイクアップ信号EID0との間で2番目のフレーム長が“3”だけ異なる。その結果、等価ウェイクアップ信号EID0と等価ウェイクアップ信号EID6との間では、2番目のフレームの右端、3番目から4番目のフレームの両端でフレーム長が“3”だけ異なる(点線参照)。 Referring to FIG. 7C, the equivalent wakeup signal EID6 differs from the equivalent wakeup signal EID0 by a second frame length of “3”. As a result, between the equivalent wakeup signal EID0 and the equivalent wakeup signal EID6, the frame length differs by “3” between the right end of the second frame and both ends of the third to fourth frames (see dotted line).
図7の(d)を参照して、等価ウェイクアップ信号EID7は、等価ウェイクアップ信号EID0との間で2番目のフレーム長が“4”だけ異なる。その結果、等価ウェイクアップ信号EID0と等価ウェイクアップ信号EID7との間では、2番目のフレームの右端、3番目から4番目のフレームの両端でフレーム長が“4”だけ異なる(点線参照)。 Referring to FIG. 7D, the equivalent wakeup signal EID7 differs from the equivalent wakeup signal EID0 by the second frame length by “4”. As a result, between the equivalent wakeup signal EID0 and the equivalent wakeup signal EID7, the frame length differs by “4” between the right end of the second frame and both ends of the third to fourth frames (see dotted line).
図7の(e)を参照して、等価ウェイクアップ信号EID8は、等価ウェイクアップ信号EID0との間で2番目のフレーム長が“5”だけ異なる。その結果、等価ウェイクアップ信号EID0と等価ウェイクアップ信号EID8との間では、2番目のフレームの右端、3番目から4番目のフレームの両端でフレーム長が“4”だけ異なる(点線参照)。 Referring to FIG. 7E, equivalent wakeup signal EID8 differs from equivalent wakeup signal EID0 by a second frame length of “5”. As a result, between the equivalent wakeup signal EID0 and the equivalent wakeup signal EID8, the frame length differs by “4” between the right end of the second frame and both ends of the third to fourth frames (see dotted line).
従って、図7に示す結果から、2つの等価ウェイクアップ信号のハミング距離は、IFS以下になり、IFSによって制限されることが解った。 Therefore, it was found from the results shown in FIG. 7 that the hamming distance between the two equivalent wake-up signals is equal to or less than IFS and is limited by IFS.
(考察3)
考察3においても、フレーム長のセットは、考察1のフレーム長のセットと同じである。
(Discussion 3)
Also in
そして、4個のウェイクアップ信号ID0,ID9,ID10,ID11を考察の対象とし、ウェイクアップ信号ID0=(7,7,7,7)、ウェイクアップ信号ID9=(8,6,7,7)、ウェイクアップ信号ID10=(7,8,6,7)およびウェイクアップ信号ID11=(7,7,8,6)であるとする。即ち、4個のウェイクアップ信号ID0,ID9,ID10,ID11の各々は、4個のフレーム長によって表わされるものとする。 Then, the four wakeup signals ID0, ID9, ID10, and ID11 are considered, and the wakeup signal ID0 = (7, 7, 7, 7) and the wakeup signal ID9 = (8, 6, 7, 7). , Wakeup signal ID10 = (7,8,6,7) and wakeup signal ID11 = (7,7,8,6). That is, each of the four wake-up signals ID0, ID9, ID10, and ID11 is represented by four frame lengths.
そして、ウェイクアップ信号ID0は、基準であり、ウェイクアップ信号ID9,ID10,ID11は、ウェイクアップ信号ID0との間でフレーム長が“2”だけ異なり、フレーム長の異なる位置がウェイクアップ信号ID9からウェイクアップ信号ID11へ向かうに従って後ろになっている。 The wakeup signal ID0 is a reference, the wakeup signals ID9, ID10, and ID11 differ from the wakeup signal ID0 by a frame length of “2”, and the position where the frame length differs is from the wakeup signal ID9. As it goes to the wake-up signal ID11, it is behind.
また、ウェイクアップ信号ID0=(7,7,7,7)は、(001,001,001,001)によって表わされ、ウェイクアップ信号ID9=(8,6,7,7)は、(011,000,001,001)によって表わされ、ウェイクアップ信号ID10=(7,8,6,7)は、(001,011,000,001)によって表わされ、ウェイクアップ信号ID11=(7,7,8,6)は、(001,001,011,000)によって表わされる。 The wakeup signal ID0 = (7,7,7,7) is represented by (001,001,001,001), and the wakeup signal ID9 = (8,6,7,7) is (011). , 000,001,001) and wakeup signal ID10 = (7,8,6,7) is represented by (001,011,000,001) and wakeup signal ID11 = (7, 7,8,6) is represented by (001,001,011,000).
図8は、等価ウェイクアップ信号の更に別の比較を示す図である。ウェイクアップ信号ID0,ID9,ID10,ID11の等価ウェイクアップ信号EID0,EID9,EID10,EID11は、図8に示すようになる。 FIG. 8 is a diagram showing still another comparison of equivalent wake-up signals. Equivalent wakeup signals EID0, EID9, EID10, and EID11 of the wakeup signals ID0, ID9, ID10, and ID11 are as shown in FIG.
図8の(a)を参照して、等価ウェイクアップ信号EID9は、1番目のフレーム長が等価ウェイクアップ信号EID0の1番目のフレーム長よりも“1”だけ長く、2番目のフレーム長が等価ウェイクアップ信号EID0の2番目のフレーム長よりも“1”だけ短い。その結果、等価ウェイクアップ信号EID0と等価ウェイクアップ信号EID9との間では、1番目のフレームの右端、および2番目のフレームの左端でフレーム長が“1”だけ異なる(点線参照)。 Referring to (a) of FIG. 8, the equivalent wakeup signal EID9 has the first frame length longer by “1” than the first frame length of the equivalent wakeup signal EID0, and the second frame length is equivalent. It is shorter by “1” than the second frame length of the wake-up signal EID0. As a result, between the equivalent wakeup signal EID0 and the equivalent wakeup signal EID9, the frame length differs by “1” at the right end of the first frame and the left end of the second frame (see dotted line).
図8の(b)を参照して、等価ウェイクアップ信号EID10は、2番目のフレーム長が等価ウェイクアップ信号EID0の2番目のフレーム長よりも“1”だけ長く、3番目のフレーム長が等価ウェイクアップ信号EID0の3番目のフレーム長よりも“1”だけ短い。その結果、等価ウェイクアップ信号EID0と等価ウェイクアップ信号EID10との間では、2番目のフレームの右端、および3番目のフレームの左端でフレーム長が“1”だけ異なる(点線参照)。 Referring to FIG. 8B, the equivalent wakeup signal EID10 has a second frame length that is “1” longer than the second frame length of the equivalent wakeup signal EID0, and the third frame length is equivalent. It is shorter by “1” than the third frame length of the wakeup signal EID0. As a result, between the equivalent wakeup signal EID0 and the equivalent wakeup signal EID10, the frame length differs by “1” at the right end of the second frame and the left end of the third frame (see dotted line).
図8の(c)を参照して、等価ウェイクアップ信号EID11は、3番目のフレーム長が等価ウェイクアップ信号EID0の3番目のフレーム長よりも“1”だけ長く、4番目のフレーム長が等価ウェイクアップ信号EID0の4番目のフレーム長よりも“1”だけ短い。その結果、等価ウェイクアップ信号EID0と等価ウェイクアップ信号EID11との間では、3番目のフレームの右端、および4番目のフレームの左端でフレーム長が“1”だけ異なる(点線参照)。 Referring to (c) of FIG. 8, the equivalent wakeup signal EID11 has a third frame length that is longer by “1” than the third frame length of the equivalent wakeup signal EID0, and the fourth frame length is equivalent. It is shorter by “1” than the fourth frame length of the wake-up signal EID0. As a result, between the equivalent wakeup signal EID0 and the equivalent wakeup signal EID11, the frame length differs by “1” at the right end of the third frame and the left end of the fourth frame (see dotted line).
このように、基準となるウェイクアップ信号ID0の4個のフレーム長に対してウェイクアップ信号ID9,ID10,ID11の2個のフレーム長を一方が長くなり、他方が短くなるように変化させた場合、フレーム長を長くしたフレームの次のフレーム以降で再同期されるため、フレーム長を変化させたフレーム以降のフレーム長が同じであれば、2つの等価ウェイクアップ信号間のハミング距離に貢献しないことが解った。 As described above, when the four frame lengths of the wakeup signals ID9, ID10, and ID11 are changed so that one is longer and the other is shorter than the four frame lengths of the reference wakeup signal ID0. Because the frame is re-synchronized after the frame after the frame with the longer frame length, if the frame length after the frame with the changed frame length is the same, it should not contribute to the Hamming distance between the two equivalent wakeup signals. I understand.
上述した考察1〜考察3に基づく対策について説明する。図9は、この発明の実施の形態による無線LANフレームの概念図である。図9を参照して、無線LANフレームWFRは、N1(N1は、2以上の整数)個のデータフレームDFR_1〜DFR_N1と、N2(N2は、1以上の整数)個のダミーフレームDMFR_1〜DMFR_N2とからなる。N2個のダミーフレームDMFR_1〜DMFR_N2は、N1個のデータフレームDFR_1〜DFR_N1に続いて配置される。
A countermeasure based on the
以下の対策においては、ウェイクアップ信号を表わすフレーム長を有する無線LANフレームは、図9に示す無線LANフレームWFRからなることを前提とする。 In the following countermeasure, it is assumed that a wireless LAN frame having a frame length representing a wake-up signal is composed of the wireless LAN frame WFR shown in FIG.
(対策1)
上述した考察1においては、2つの等価ウェイクアップ信号間において、フレーム長が異なる位置が後ろになるに従って2つの等価ウェイクアップ信号間のハミング距離が小さくなることが解った。
(Countermeasure 1)
In the
そこで、対策1では、ウェイクアップ信号を表わすフレーム長をN1個のデータフレームDFR_1〜DFR_N1に載せ、N1個のデータフレームDFR_1〜DFR_N1の後ろにN2個のダミーフレームDMFR_1〜DMFR_N2を追加する。そして、2つの等価ウェイクアップ信号間において、N1個のデータフレームDFR_1〜DFR_N1のうちの少なくとも1つのデータフレームのフレーム長をdだけ変える。
Therefore, in
無線LANフレームWFRの総フレーム数をN(=N1+N2)とし、n番目のデータフレームDFR_nのフレーム長がdだけ異なるとすると、2つの等価ウェイクアップ信号間のハミング距離は、(2×(N−n)+1)×dによって表わされ、N−nに依存する。そして、n=Nである場合、2つの等価ウェイクアップ信号間のハミング距離は、最小値dになる。 If the total number of frames of the wireless LAN frame WFR is N (= N 1 + N 2 ) and the frame length of the nth data frame DFR_n is different by d, the Hamming distance between two equivalent wakeup signals is (2 × It is represented by (N−n) +1) × d and depends on N−n. When n = N, the Hamming distance between the two equivalent wakeup signals is the minimum value d.
しかし、対策1においては、2つの等価ウェイクアップ信号間において、N1個のデータフレームDFR_1〜DFR_N1のうちの少なくとも1つのデータフレームのフレーム長をdだけ変えるので、フレーム長が異なる位置の後ろにN2個のダミーフレームDMFR_1〜DMFR_N2が存在する。
However, in the
その結果、2つの等価ウェイクアップ信号間のハミング距離は、(2×N2+1)×d以上になる。そして、N2は、1以上の整数であるので、2つの等価ウェイクアップ信号間のハミング距離は、3d以上になる。従って、N2個のダミーフレームDMFR_1〜DMFR_N2を設けない場合に比べて、2つの等価ウェイクアップ信号間のハミング距離を3倍以上にできる。 As a result, the Hamming distance between the two equivalent wakeup signals becomes (2 × N 2 +1) × d or more. Since N 2 is an integer of 1 or more, the Hamming distance between two equivalent wakeup signals is 3d or more. Therefore, the Hamming distance between two equivalent wake-up signals can be tripled or more compared to the case where N 2 dummy frames DMFR_1 to DMFR_N 2 are not provided.
(対策2)
2つの等価ウェイクアップ信号間のハミング距離は、フレーム長が異なる位置が後ろになるに従って減少するので、フレーム長の差分dを後ろのデータフレームDFRになるに従って大きくする。
(Countermeasure 2)
Since the Hamming distance between two equivalent wake-up signals decreases as the position where the frame length is different becomes later, the difference d in the frame length is increased as the data frame DFR becomes later.
即ち、N1個のデータフレームDFR_1〜DFR_N1に対して、それぞれ、差分d1≦d2≦・・・≦dN1を与える。そして、d1〜dN1の各々は、IFS以下である。考察2において、2つの等価ウェイクアップ信号のハミング距離は、IFSによって制限されることが解ったからである。
That is, for N 1 pieces of data frames DFR_1~DFR_N 1, respectively, giving a difference d 1 ≦ d 2 ≦ ··· ≦ d N1. Each of the
(対策3)
N1個のデータフレームDFR_1〜DFR_N1に載せるビット数をそれぞれm1〜mN1とすると、m1≧m2≧・・・≧mN1を満たすようにビット数m1〜mN1を決定する。
(Countermeasure 3)
When N 1 pieces of data frames DFR_1~DFR_N 1 Post number of bits each and m 1 ~m N1, determines the number of
変調の効率を考慮すれば、dの小さなところに多いビット数を変調すべきである。従って、d1≦d2≦・・・≦dN1からm1≧m2≧・・・≧mN1とする。 Considering the efficiency of modulation, a large number of bits should be modulated where d is small. Therefore, from d 1 ≦ d 2 ≦ ··· ≦ d N1 and m 1 ≧ m 2 ≧ ··· ≧ m N1.
上述した対策1〜対策3は、2つの等価ウェイクアップ信号間のハミング距離を大きくする対策である。
図10は、2つの等価ウェイクアップ信号間におけるハミング距離の計算方法を示す概念図である。 FIG. 10 is a conceptual diagram showing a method for calculating a Hamming distance between two equivalent wakeup signals.
無線LANフレームWFRの受信信号をサンプリングするときのサンプリング周期をδとし、IFSの長さをΔとすると、サンプル数σは、σ=Δ/δとなる。 If the sampling period when sampling the reception signal of the wireless LAN frame WFR is δ and the length of the IFS is Δ, the number of samples σ is σ = Δ / δ.
また、最も短いフレーム長をL0とすると、最も短いフレーム長を有するデータフレームDFRのサンプル数l0は、l0=L0/δとなる。 Moreover, when the shortest frame length is L 0, the number of samples l 0 of data frame DFR with the shortest frame length is l 0 = L 0 / δ.
更に、N1個のデータフレームDFR_1〜DFR_N1のうちのi(iは、1≦i≦N1を満たす整数)番目のデータフレームDFR_iの変調に使用するフレーム長セットCiに含まれるフレーム長の個数をMiとすると、mi=log2Miビットを送信できる。 Further, i of the N 1 pieces of data frames DFR_1~DFR_N 1 (i is 1 an integer satisfying the ≦ i ≦ N 1) frame length included in the frame length set C i to be used for modulation of the second data frame DFR_i If the number of M i is M i , m i = log 2 M i bits can be transmitted.
また、フレーム長セットCiは、次式によって表わされる。 The frame length set C i is represented by the following equation.
ウェイクアップ信号のビット数をI(Iは、3以上の整数)ビットとし、このIビットをN1個のデータフレームDFR_1〜DFR_N1に載せる。 The number of bits of the wake-up signal is I (I is an integer of 3 or more) bits, and these I bits are loaded in N 1 data frames DFR_1 to DFR_N 1 .
図10を参照して、2つの等価ウェイクアップ信号間において、n個のデータフレームDFR_1〜DFR_nと、その間のIFSの総ビット数をそれぞれQ1n,Q2nとすると、総ビット数Q1n,Q2nは、次式によって表わされる。 Referring to FIG. 10, between two equivalent wake-up signals, if the total number of bits of n data frames DFR_1 to DFR_n and the IFS therebetween are Q 1n and Q 2n , the total number of bits Q 1n , Q 2n is represented by the following equation.
総ビット数Q1nと総ビット数Q2nとの間の差から、n番目のデータフレームDFR_nの右端で、αnというハミング距離が生成される。 From the difference between the total number of bits Q 1n and the total number of bits Q 2n , a Hamming distance of α n is generated at the right end of the nth data frame DFR_n.
そして、ハミング距離αnは、次式によって表わされる。 The Hamming distance α n is expressed by the following equation.
2つの等価ウェイクアップ信号間のハミング距離Dは、N1個のデータフレームDFR_1〜DFR_N1の端と、N2個のダミーフレームDMFR_1〜DMFR_N2の端とによって決定され、次式によって表わされる。 Hamming distance D between two equivalent wake-up signal, an end of the N 1 pieces of data frames DFR_1~DFR_N 1, is determined by the end of the N 2 pieces of dummy frame DMFR_1~DMFR_N 2, represented by the following equation.
そして、ハミング距離Dの最小値Dminは、次式によって表わされる。 The minimum value D min of the Hamming distance D is expressed by the following equation.
また、各等価ウェイクアップ信号は、N1個のデータフレームDFR_1〜DFR_N1と、N2個のダミーフレームDMFR_1〜DMFR_N2とからなり、等価ウェイクアップ信号の平均長さtは、次式によって表わされる。 Further, each of the equivalent wake-up signal, the N 1 pieces of data frames DFR_1~DFR_N 1, consists of two dummy frame DMFR_1~DMFR_N 2 Metropolitan N, an average length t equivalent wake-up signal, represented by the following formula It is.
平均長さtが目標値ttargetを超えないように、最小値Dminを最大化するパラメータMi,di,N2を次式によって算出する。 Parameters M i , d i , and N 2 that maximize the minimum value D min are calculated by the following equations so that the average length t does not exceed the target value t target .
なお、目標値ttargetは、例えば、4msecである。また、t<ttargetを満たすように最小値Dminを最大化するパラメータMi,di,N2を算出するのは、無線LANフレームWFRの送信遅延が発生しないようにするためである。 The target value t target is, for example, 4 msec. The reason why the parameters M i , d i , and N 2 that maximize the minimum value D min so as to satisfy t <t target is calculated is to prevent the transmission delay of the wireless LAN frame WFR from occurring.
図11は、データフレームDFRおよびダミーフレームDMFRの概念図である。図11を参照して、データフレームDFRは、固定長領域CRGと、可変長領域VRGとを含む。固定長領域CRGは、一定の長さL0を有する。可変長領域VRGは、長さVLを有する。長さVLは、VL=li×di×δ(i=1〜N1)によって決定される。liは、1つのデータフレームに載せるビット値であり、diは、フレーム長の差分である。なお、長さL0および長さVLは、時間領域における長さを表わす。 FIG. 11 is a conceptual diagram of the data frame DFR and the dummy frame DMFR. Referring to FIG. 11, data frame DFR includes a fixed-length area CRG and a variable-length area VRG. Fixed-length area CRG has a constant length L 0. The variable length region VRG has a length VL. The length VL is determined by VL = l i × d i × δ (i = 1 to N 1 ). l i is a bit value carried in one data frame, and d i is a difference in frame length. Note that the length L 0 and the length VL represent the length in the time domain.
ダミーフレームDMFRは、固定長領域CRGのみからなり、一定の長さL0を有する(図11の(b)参照)。 Dummy frame DMFR includes only a fixed-length area CRG, with a constant length L 0 (see (b) of FIG. 11).
図12は、ウェイクアップ信号を表わすフレーム長を有する無線LANフレームの例を示す概念図である。 FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating an example of a wireless LAN frame having a frame length representing a wake-up signal.
図12を参照して、データフレームDFRの個数N1は、3個であり、ダミーフレームDMFRの個数N2は、1個である。また、サンプリング周期δを10μsとする。 Referring to FIG. 12, the number N 1 of data frames DFR is 3, and the number N 2 of dummy frames DMFR is 1. The sampling period δ is 10 μs.
その結果、1番目のデータフレームDFR_1に載せるフレーム長セットC1は、“0000”〜“1111”のビット値に対してそれぞれ割り当てられた300μs〜450μsの16個のフレーム長を含む。フレーム長セットC1においては、フレーム長は、ビット値が“1”増える毎に10μsだけ長くなる。従って、差分d1は、“1”である。また、フレーム長セットC1は、16個のフレーム長を含むので、データフレームDFR_1に載せるビット数m1は、m1=log216=4ビットである(図12の(a)参照)。 As a result, the frame length set C 1 to put the first data frame DFR_1 includes 16 frame length 300μs~450μs respectively assigned to the bit value of "0000" to "1111". In the frame length set C 1, frame length, the bit value becomes longer only 10μs every increase "1". Therefore, the difference d 1 is “1”. Further, the frame length set C 1, since includes 16 frame length, number of bits m 1 put in the data frame DFR_1 is m 1 = log 2 16 = 4 bits (see (a) of FIG. 12).
2番目のデータフレームDFR_2に載せるフレーム長セットC2は、“000”〜“111”のビット値に対してそれぞれ割り当てられた300μs〜440μsの8個のフレーム長を含む。フレーム長セットC2においては、フレーム長は、ビット値が“1”増える毎に20μsだけ長くなる。従って、差分d2は、“2”である。また、フレーム長セットC2は、8個のフレーム長を含むので、データフレームDFR_2に載せるビット数m2は、m2=log28=3ビットである(図12の(b)参照)。 Frame length set C 2 to put the second data frame DFR_2 includes eight frame length 300μs~440μs respectively assigned to the bit value of "000" to "111". In the frame length set C 2, frame length, the bit value becomes longer only 20μs every increase "1". Thus, the difference d 2 is a "2". The frame length sets C 2, since includes eight frame length, the number of bits m 2 for placing the data frame DFR_2 is m 2 = log 2 8 = 3 bits (see FIG. 12 (b)).
3番目のデータフレームDFR_3に載せるフレーム長セットC3は、“0”,“1”のビット値に対してそれぞれ割り当てられた300μs,330μsの2個のフレーム長を含む。フレーム長セットC3においては、フレーム長は、ビット値が“1”増える毎に30μsだけ長くなる。従って、差分d3は、“3”である。また、フレーム長セットC3は、2個のフレーム長を含むので、データフレームDFR_3に載せるビット数m3は、m3=log22=1ビットである(図12の(c)参照)。 Frame length set C 3 to put the third data frame DFR_3 is "0", including 300μs respectively assigned to the bit value of "1", the two frame length 330Myuesu. In the frame length set C 3 , the frame length increases by 30 μs every time the bit value increases by “1”. Therefore, the difference d 3 is “3”. Further, the frame length set C 3 Since comprises two frame lengths, the number of bits m 3 to put the data frame DFR_3 is m 3 = log 2 2 = 1 bit (see FIG. 12 (c)).
ダミーフレームDMFRには、ビット値が載せられず、フレーム長は、300μsの1種類からなる(図12の(d)参照)。 No bit value is placed on the dummy frame DMFR, and the frame length is one type of 300 μs (see (d) in FIG. 12).
ウェイクアップ信号が10010011からなる場合、端末装置1のCPU13は、ウェイクアップ信号=“10010011”を“1001”,“001”,“1”に分割し、“1001”のビット値を1番目のデータフレームDFR_1に載せ、“001”のビット値を2番目のデータフレームDFR_2に載せ、“1”のビット値を3番目のデータフレームDFR_3に載せる。
When the wake-up signal is 10010011, the
その結果、データフレームDFR_1は、390μsのフレーム長を有し、データフレームDFR_2は、320μmのフレーム長を有し、データフレームDFR_3は、330μmのフレーム長を有し、ダミーフレームDMFR_1は、300μsのフレーム長を有する。 As a result, the data frame DFR_1 has a frame length of 390 μs, the data frame DFR_2 has a frame length of 320 μm, the data frame DFR_3 has a frame length of 330 μm, and the dummy frame DMFR_1 has a frame length of 300 μs. Have a length.
そして、端末装置1の無線LANカード12は、まず、データフレームDFR_1を送信し、その後、IFS(例えば、DIFS)の期間、待機した後、データフレームDFR_2を送信する。引き続いて、無線LANカード12は、IFSの期間、待機した後、データフレームDFR_3を送信し、その後、IFSの期間、待機した後、ダミーフレームDMFR_1を送信する。
The
このように、無線LANカード12は、データフレームDFR_1〜DFR_3およびダミーフレームDMFR_1を一定間隔IFSで連続的に送信する。これにより、他の無線装置からの無線LANフレームが割り込むのを抑制できる。
As described above, the
図13は、図3に示すウェイクアップ信号受信機22における信号の概念図である。図13を参照して、ウェイクアップ信号受信機22の包絡線検波回路222は、BPF221から受けた受信信号を包絡線検波し、包絡線EVLを検出する。そして、A/D変換器223は、包絡線EVLをサンプリング周期δでサンプリングし、包絡線EVLをビット列rに変換する。
FIG. 13 is a conceptual diagram of signals in the wake-
このビット列rは、連続した4個の“0”と、連続した12〜14個の“1”とを含むので、等価ウェイクアップ信号を表わす。 Since this bit string r includes four consecutive “0” s and 12-14 consecutive “1” s, it represents an equivalent wakeup signal.
ウェイクアップ信号受信機22のマッチング回路224は、A/D変換器223からビット列r(=等価ウェイクアップ信号)を受ける。また、マッチング回路224は、アクセスポイント2のIDに基づいて、ハッシュ関数を用いて誤り訂正情報を含めたウェイクアップ信号を算出する。
The
そして、マッチング回路224は、その算出したウェイクアップ信号を等価ウェイクアップ信号Ekに変調する。例えば、ウェイクアップ信号が“10010011”である場合、マッチング回路224は、ウェイクアップ信号=“10010011”を“1001”,“001”,“1”に分割し、図12に示した方法によって、データフレームDFR_1〜DFR_3およびダミーフレームDMFR_1を生成する。その後、マッチング回路224は、データフレームDFR_1〜DFR_3およびダミーフレームDMFR_1を一定間隔IFSで送信するときのデータフレームDFR_1→IFS→データフレームDFR_2→IFS→データフレームDFR_3→IFS→ダミーフレームDMFR_1に対して、データフレームDFR_1〜DFR_3およびダミーフレームDMFR_1を連続した“1”で表わし、IFSを連続した“0”で表わして、等価ウェイクアップ信号Ekを生成する。
そうすると、マッチング回路224は、ビット列rと等価ウェイクアップ信号Ekとのマッチング処理を行う。
即ち、マッチング回路224は、ビット列rおよび等価ウェイクアップ信号Ekを次式に代入してビット列rと等価ウェイクアップ信号Ekとの間のエラービット数errを算出する。
Then, the
Then, the
That is, the
なお、式(8)において、右辺第2項は、ビット列rと等価ウェイクアップ信号Ekとの間における同じビット値の個数を表わす。 In Expression (8), the second term on the right side represents the number of the same bit value between the bit string r equivalent wakeup signal E k.
マッチング回路224は、エラービット数errを算出すると、エラービット数errを閾値と比較し、エラービット数errが閾値以下であるとき、起動信号を生成し、その生成した起動信号を電源27へ出力する。
The
図14は、端末装置1における無線LANフレームWFRの生成方法を示すフローチャートである。
FIG. 14 is a flowchart showing a method for generating the wireless LAN frame WFR in the
図14を参照して、無線LANフレームWFRの生成が開始されると、端末装置1のCPU13は、上述した式(2)〜(7)を用いて2つの等価ウェイクアップ信号間のハミング距離の最小値Dminが最大になるMi,di,N1,N2を算出する。Miまたはdiの個数は、N1である(ステップS1)。
Referring to FIG. 14, when the generation of the wireless LAN frame WFR is started, the
そして、CPU13は、mi=log2Miを用いて各データフレームDFR_1〜DFR_N1に載せるビット数m1,m2,・・・,mN1を算出する(ステップS2)。
Then, the
引き続いて、CPU13は、式(1)を用いて1番目からN1番目のデータフレームDFRに載せるフレーム長のフレーム長セットC1〜CN1を算出する(ステップS3)。
Subsequently, the
そして、CPU13は、フレーム長セットC1〜CN1に含まれる最短のフレーム長をダミーフレームDMFRのフレーム長として決定する(ステップS4)。
Then, the
その後、CPU13は、m1≧m2≧・・・≧mN1を満たすようにウェイクアップ信号のビット列をN1個のグループに分割する(ステップS5)。
Thereafter, the
引き続いて、CPU13は、各グループのビット値およびフレーム長セットC1〜CN1に基づいてN1個のデータフレームDFR_1〜DFR_N1を生成する(ステップS6)。
Subsequently,
その後、CPU13は、N2個のダミーフレームDMFR_1〜DMFR_N2を生成する(ステップS7)。
Thereafter, the
そうすると、CPU13は、N1個のデータフレームDFR_1〜DFR_N1/N2個のダミーフレームDMFR_1〜DMFR_N2からなる無線LANフレームWFRを生成する(ステップS8)。
Then, the
これによって、無線LANフレームWFRの生成が終了する。 This completes the generation of the wireless LAN frame WFR.
図15は、図1に示す無線通信システム10の動作を示すフローチャートである。なお、図15においては、アクセスポイント2がスリープ状態にあることを前提として無線通信システム10の動作を説明する。
FIG. 15 is a flowchart showing the operation of the
図15を参照して、無線通信システム10の動作が開始されると、端末装置1のCPU13は、アクセスポイント2のIDに基づいて、ハッシュ関数を用いて誤り訂正情報を反映したウェイクアップ信号を算出する(ステップS11)。
Referring to FIG. 15, when the operation of
そして、CPU13は、図14に示すフローチャートに従って、ウェイクアップ信号を表わすフレーム長を有する無線LANフレームを生成する(ステップS12)。
Then, the
その後、CPU13は、無線LANフレームを用いてブロードキャストフレームを生成する(ステップS13)。即ち、CPU13は、ステップS12において生成した無線LANフレームの宛先をブロードキャストアドレスに設定する。
Thereafter, the
そして、CPU13は、無線LANカード12のモードをバーストモードに設定する(ステップS14)。
Then, the
その後、CPU13は、生成した無線LANフレームを一斉に無線LANカード12に渡す(ステップS15)。
Thereafter, the
そうすると、無線LANカード12は、無線LANフレームを構成するデータフレームおよびダミーフレームを一定間隔(IFS)で連続的に送信する(ステップS16)。
Then, the
アクセスポイント2のウェイクアップ信号受信機22は、アンテナ21を介して電波を受信する(ステップS17)。
The
そして、BPF221は、受信電波のうち、無線LANフレームの周波数を有する受信信号を包絡線検波回路222へ出力する(ステップS18)。
Then, the
その後、包絡線検波回路222は、受信信号を包絡線検波し(ステップS19)、包絡線EVLをA/D変換器223へ出力する。
Thereafter, the
A/D変換器223は、包絡線EVLをサンプリング周期δでサンプリングして包絡線EVLをアナログ信号からディジタル信号に変換し(ステップS20)、ビット列rをマッチング回路224へ出力する。
The A /
一方、マッチング回路224は、ステップS17〜ステップS20と並行して、アクセスポイント2のIDに基づいて、ハッシュ関数を用いて誤り訂正情報を反映したウェイクアップ信号を算出する(ステップS21)。そして、マッチング回路224は、上述した方法によって、ウェイクアップ信号を等価ウェイクアップ信号Ekに変調する(ステップS22)。
On the other hand, the
ステップS20,S22の後、マッチング回路224は、ビット列rと等価ウェイクアップ信号Ekとの間のエラービット数errを式(8)を用いて算出する(ステップS23)。
After step S20, S22, the
そして、マッチング回路224は、エラービット数errが閾値以下であるか否かを判定する(ステップS24)。
Then, the
ステップS24において、エラービット数errが閾値以下であると判定されたとき、起動信号を生成し(ステップS25)、その生成した起動信号を電源27へ出力する。これによって、電源27は、無線LANカード24、CPU25およびネットワーク接続カード26へ電力を供給し、アクセスポイント2は、スリープ状態から起動状態へ移行する。
When it is determined in step S24 that the number of error bits err is equal to or less than the threshold value, an activation signal is generated (step S25), and the generated activation signal is output to the
そして、ステップS24において、エラービット数errが閾値よりも大きいと判定されたき、またはステップS25の後、一連の動作は、終了する。 Then, when it is determined in step S24 that the number of error bits err is larger than the threshold value, or after step S25, the series of operations ends.
上述したように、端末装置1は、2つの等価ウェイクアップ信号間のハミング距離の最小値Dminが最大になるように、Mi,di,N2を算出し(図14のステップS1参照)、その算出したMiを用いて各データフレームDFRに載せるビット数m1〜mN1を決定するとともに(図14のステップS2参照)、Mi,diを用いて各データフレームDFRに載せるフレーム長のフレーム長セットC1〜CN1を決定する(図14のステップS3参照)。そして、端末装置1は、ウェイクアップ信号のビット列を分割した各グループのビット値およびフレーム長セットC1〜CN1に基づいてN1個のデータフレームDFR_1〜DFR_N1を生成し(図14のステップS6参照)、N1個のデータフレームDFR_1〜DFR_N1の後ろにN2個のダミーフレームDMFR_1〜DMFR_N2を付けてN1個のデータフレームDFR_1〜DFR_N1およびN2個のダミーフレームDMFR_1〜DMFR_N2を連続的に送信する(図14のステップS8および図15のステップS16参照)。
As described above, the
その結果、2つの等価ウェイクアップ信号間のハミング距離の最小値が最大になるので、アクセスポイント2によって受信された無線LANフレームWFRの受信電波の波形は、他のウェイクアップ信号を示す他の無線LANフレームの受信電波の波形と異なる。
As a result, the minimum value of the hamming distance between two equivalent wakeup signals is maximized, so that the waveform of the received radio wave of the wireless LAN frame WFR received by the
従って、アクセスポイント2において、ウェイクアップ信号を誤って検知する率を低減できる。
Therefore, the rate at which the wakeup signal is erroneously detected at the
上記においては、式(5)によって表わされる2つの等価ウェイクアップ信号間のハミング距離の最小値Dminが最大になるように、2つの等価ウェイクアップ信号間においてN1個のデータフレームDFR_1〜DFR_N1のフレーム長を異なるフレーム長に設定し(図10参照)、差分diをデータフレームDFR_1からデータフレームDFR_N1に向かうに従って大きくし(d1≦d2≦・・・≦dN1)、各データフレームに載せるビット数miをデータフレームDFR_1からデータフレームDFR_N1に向かうに従って少なくして(m1≧m2≧・・・≧mN1)、N1個のデータフレームDFR_1〜DFR_N1を生成し、N1個のデータフレームDFR_1〜DFR_N1の後ろにN2個のダミーフレームDMFR_1〜DMFR_N2を追加して無線LANフレームWFRを生成すると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、N1個のデータフレームDFR_1〜DFR_N1の少なくとも1つのデータフレームは、ウェイクアップ信号を示す異なる2つの無線LANフレーム間において、フレーム長が異なっていればよい。即ち、d1≦d2≦・・・≦dN1およびm1≧m2≧・・・≧mN1の条件を適用しなくても、ウェイクアップ信号を示す異なる2つの無線LANフレーム間において、N1個のデータフレームDFR_1〜DFR_N1の少なくとも1つのデータフレームが異なるフレーム長を有し、N1個のデータフレームDFR_1〜DFR_N1の後ろにN2個のダミーフレームDMFR_1〜DMFR_N2を追加して無線LANフレームWFRを生成すればよい。
In the above, N 1 data frames DFR_1 to DFR_N between two equivalent wakeup signals so that the minimum value Dmin of the Hamming distance between the two equivalent wakeup signals represented by Equation (5) is maximized. 1 is set to a different frame length (see FIG. 10), and the difference d i is increased from the data frame DFR_1 toward the data frame DFR_N 1 (d 1 ≦ d 2 ≦... ≦ d N1 ). the number of bits m i put the data frame from the data frame DFR_1 with less toward the data frame DFR_N 1 generates a (m 1 ≧ m 2 ≧ ··· ≧ m N1),
2つの等価ウェイクアップ信号間においてN1個のデータフレームDFR_1〜DFR_N1の少なくとも1つのデータフレームが異なるフレーム長を有していれば、2つの等価ウェイクアップ信号間のハミング距離が(2N2−1)αN1よりも大きくなり、受信側であるアクセスポイント2における無線LANフレームWFRの受信電波の波形を他の無線LANフレームの受信電波の波形から識別でき、ウェイクアップ信号を誤って検知する率を低減できるからである。
If at least one data frame of N 1 data frames DFR_1 to DFR_N 1 has a different frame length between two equivalent wakeup signals, the Hamming distance between the two equivalent wakeup signals is (2N 2 − 1) The rate at which the received radio wave waveform of the wireless LAN frame WFR at the receiving
また、この発明の実施の形態においては、ウェイクアップ信号を送信する装置は、アクセスポイント2に帰属する端末装置1に限らず、アドホック無線ネットワークにおいて、2つの無線装置間で無線通信を行う場合の送信元の無線装置であってもよい。そして、ウェイクアップ信号を受信する装置も、アクセスポイント2に限らず、アドホック無線ネットワークにおいて、2つの無線装置間で無線通信を行う場合の送信先の無線装置であってもよい。
In the embodiment of the present invention, the device that transmits the wake-up signal is not limited to the
従って、この発明の実施の形態において、ウェイクアップ信号を送信する無線装置は、通信先を起動させるためのウェイクアップ信号を表わすフレーム長を有するN1個のデータフレームと、N1個のデータフレームの後ろに追加されるN2個のダミーフレームとからなる無線フレームを生成する生成手段と、N1個のデータフレームとN2個のダミーフレームとの(N1+N2)個のフレームを一定間隔で連続的に送信する送信手段とを備え、N1個のデータフレームの少なくとも1つのデータフレームは、ウェイクアップ信号を示す異なる2つの無線フレーム間において、フレーム長が異なっていればよい。 Therefore, in the embodiment of the present invention, a wireless device that transmits a wake-up signal includes N 1 data frames having a frame length representing a wake-up signal for activating a communication destination, and N 1 data frames Generating means for generating a radio frame composed of N 2 dummy frames added after N, and (N 1 + N 2 ) frames of N 1 data frames and N 2 dummy frames are constant and transmitting means for successively transmitting at intervals, at least one data frame of N 1 pieces of data frames between two wireless frames differ indicating a wake-up signal, it is sufficient that different frame length.
また、この発明の実施の形態において、ウェイクアップ信号を受信する無線装置は、起動状態において他の無線装置と無線通信を行う通信手段と、ウェイクアップ信号を送信する無線装置から無線フレームを受信する受信手段と、無線フレームの受信電波を包絡線検波して包絡線を検出する検出手段と、包絡線をアナログ信号からディジタル信号に変換してビット列を生成する変換手段と、N1個のデータフレームと、N2個のダミーフレームと、(N1+N2)個のフレームの隣接するフレーム間に存在する(N1+N2−1)個の一定間隔とをビット値で表わした等価ウェイクアップ信号がビット列にマッチングするとき、通信手段を起動するための起動信号を生成する起動手段とを備えていればよい。 In the embodiment of the present invention, a wireless device that receives a wakeup signal receives a radio frame from a communication device that performs wireless communication with another wireless device in an activated state and a wireless device that transmits a wakeup signal. Receiving means; detecting means for detecting an envelope by detecting the received radio wave of the radio frame; converting means for converting the envelope from an analog signal to a digital signal to generate a bit string; and N 1 data frames And N 2 dummy frames and (N 1 + N 2 −1) constant intervals existing between adjacent frames of (N 1 + N 2 ) frames in terms of bit values It is only necessary to include an activation unit that generates an activation signal for activating the communication unit when matching the bit string.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
この発明は、無線装置およびそれを備える無線通信システムに適用される。 The present invention is applied to a wireless device and a wireless communication system including the wireless device.
1 端末装置、2 アクセスポイント、3 ネットワーク、4 有線ケーブル、10 無線通信システム、11,21 アンテナ、12,24 無線LANカード、13,25 CPU 14,23,27 電源、22 ウェイクアップ信号受信機、26 ネットワーク接続カード、221 BPF、222 包絡線検波回路、223 A/D変換器、224 マッチング回路。
1 terminal device, 2 access point, 3 network, 4 wired cable, 10 wireless communication system, 11, 21 antenna, 12, 24 wireless LAN card, 13, 25
Claims (7)
前記N1個のデータフレームと前記N2個のダミーフレームとの(N1+N2)個のフレームを一定間隔で連続的に送信する送信手段とを備え、
前記N1個のデータフレームの少なくとも1つのデータフレームは、前記ウェイクアップ信号を示す異なる2つの無線フレーム間において、フレーム長が異なる、無線装置。 N 1 has a frame length that represents a wake-up signal for starting the communication destination (N 1 is an integer of 2 or more) and number of data frames, N 2 is added after the N 1 pieces of data frames ( N 2 is an integer greater than or equal to 1) generating means for generating a radio frame composed of dummy frames;
And transmission means for transmitting the (N 1 + N 2) frames of the said N 1 pieces of data frame N 2 pieces of dummy frames continuously at regular intervals,
A wireless device, wherein at least one data frame of the N 1 data frames has a different frame length between two different wireless frames indicating the wake-up signal.
前記可変長領域の長さは、前記ウェイクアップ信号のビット数をN1個のグループに分割したときの1つのグループのビット値と、2つのデータフレーム間のフレーム長の差分と、前記無線フレームの受信信号をサンプリングするときのサンプリング周期とによって決定され、
前記生成手段は、前記差分が、前記N1個のデータフレームにおいて1番目のデータフレームからN1番目のデータフレームに向かうに従って大きくなるように前記N1個のデータフレームを生成する、請求項1に記載の無線装置。 Each of the N 1 data frames includes a fixed-length area whose length is fixed and a variable-length area whose length is variable,
The length of the variable length area includes the bit value of one group when the number of bits of the wake-up signal is divided into N 1 groups, the difference in frame length between two data frames, and the radio frame And the sampling period when sampling the received signal of
The generation unit generates the N 1 data frames such that the difference increases from the first data frame toward the N 1 data frame in the N 1 data frames. A wireless device according to 1.
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の無線装置から前記無線フレームを受信する受信手段と、
前記無線フレームの受信電波を包絡線検波して包絡線を検出する検出手段と、
前記包絡線をアナログ信号からディジタル信号に変換してビット列を生成する変換手段と、
前記N1個のデータフレームと、前記N2個のダミーフレームと、前記(N1+N2)個のフレームの隣接するフレーム間に存在する(N1+N2−1)個の一定間隔とをビット値で表わした等価ウェイクアップ信号が前記ビット列にマッチングするとき、前記通信手段を起動するための起動信号を生成する起動手段とを備える無線装置。 A communication means for performing wireless communication with another wireless device in the activated state;
Receiving means for receiving the wireless frame from the wireless device according to any one of claims 1 to 4,
Detecting means for detecting an envelope by detecting the received radio wave of the radio frame;
Conversion means for converting the envelope from an analog signal to a digital signal to generate a bit string;
The N 1 data frames, the N 2 dummy frames, and (N 1 + N 2 −1) fixed intervals existing between adjacent frames of the (N 1 + N 2 ) frames. A radio apparatus comprising: an activation unit that generates an activation signal for activating the communication unit when an equivalent wakeup signal represented by a bit value matches the bit string.
請求項5または請求項6に記載の無線装置からなる受信機とを備える無線通信システム。 A transmitter comprising the wireless device according to any one of claims 1 to 4,
A wireless communication system comprising: a receiver comprising the wireless device according to claim 5.
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