JP2017184002A - 通信装置、方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】中継機の消費電力の削減を図ることが可能な通信装置、方法及びプログラムを提供すること【解決手段】本発明に係る通信装置１０は、端末５０にデータを送信し、データに対する応答情報を受信する通信部１１と、応答情報から受信品質情報を求める処理部１２と、受信品質情報に基づいて、端末５０との通信を中継する中継機３０の動作状態を設定する制御部１３と、を備える。受信品質情報は、応答情報から求めたデータのエラーデータ数である。制御部１３は、エラーデータ数が所定の閾値よりも大きい場合、中継機３０の休止状態を解除する。【選択図】図１

Description

本発明は、通信装置、方法及びプログラムに関するものであり、特に、受信品質に基づいて端末との通信を中継する中継機の動作状態を設定することが可能な通信装置、方法及びプログラムに関する。

無線ＬＡＮ(LocalArea Network)等を使用した無線による通信を行う無線通信システムにおいて、低消費電力化の技術が多数提案されている。例えば、通信の相手先へ送信する送信信号の送信回数と相手先から受信するＡＣＫ(ACKnowledge)信号とから送信成功率を算出し、その送信成功率に応じて送信電力の出力を変化させる技術がある。このような技術によれば、近距離での通信等では送信出力を減少させることができ、消費電力を削減することが可能である。一方で、通信の相手先が信号を受信できないような遠距離の通信においては、通信元と通信の相手先との間に中継機を設置し、中継機を介して通信を行うことがある。このような場合、この中継機の消費電力が多くなるという問題があった。

特許文献１には、最大受信モード維持時間を超えない範囲内で前記他の無線機器から少なくとも１つ以上のデータフレームを受信するステップと、無線機器のトラフィック要求事項または状態情報によって補正された伝送速度で前記他の無線機器に少なくとも１つ以上のデータを送信するステップと、単位時間のうち、受信ステップ及び送信ステップを行った後、残余時間の間にドーズモードに転換するステップと、を含む所定の単位時間を単位として他の無線機器とデータを送受信することが開示されている。

特許文献２には、ＬＡＮインタフェースを備えるアクセスポイントの省電力化を実現するために、まず、アクセスポイント内の蓄積パケット量、二つの時刻における蓄積パケット量の差分、所定の期間における再送パケット数、アクセスポイントと通信可能な無線端末数、及び無線ＬＡＮと無線ＷＡＮとの間の通信速度差のうち少なくとも一つの情報を取得し、取得された少なくとも一つの情報に基づいて、スリープ時間を算出し、算出されたスリープ時間の間だけＬＡＮインタフェースを省電力状態にすることが開示されている。

特開２００７−６８１６６号公報 特開２０１１−４４９２８号公報

上述のように、通信元と通信の相手先との間に中継機を設置し、中継機を介して通信を行う場合、中継機の消費電力が多くなるという問題があった。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、中継機の消費電力の削減を図ることが可能な通信装置、方法及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明に係る通信装置は、端末にデータを送信し、前記データに対する応答情報を受信する通信部と、前記応答情報から受信品質情報を求める処理部と、前記受信品質情報に基づいて、前記端末との通信を中継する中継機の動作状態を設定する制御部と、を備える。

本発明に係る方法は、端末にデータを送信し、前記データに対する応答情報を受信するステップと、前記応答情報から受信品質情報を求めるステップと、前記受信品質情報に基づいて、前記端末との通信を中継する中継機の動作状態を設定するステップと、を備える。

本発明に係るプログラムは、端末に送信されたデータに対する応答情報から受信品質情報を求めるステップと、前記受信品質情報に基づいて、前記端末との通信を中継する中継機の動作状態を設定するステップと、をコンピュータに実行させる。

本発明によれば、中継機の消費電力の削減を図ることが可能な通信装置、方法及びプログラムを提供することができる。

実施の形態１に係る通信端装置例示するブロック図である。 実施の形態１に係る通信装置を例示するブロック図である。 実施の形態１に係る通信装置の動作を例示するフローチャートである。 実施の形態１に係る中継機の動作を例示するフローチャートである。

［実施の形態１］
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

図１は、実施の形態１に係る通信装置を例示するブロック図である。

図１に示すように、実施の形態１に係る無線通信システムは、通信装置（アクセスポイント）１０と、中継機３０と端末５０とを備える。通信装置１０と中継機３０との間、及び、中継機３０と端末５０との間は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ／ａｃなどの無線ＬＡＮ(Local Area Network)による通信を行う。中継機３０を使用しない場合は、通信装置１０と端末５０とが直接に通信する。

また、通信装置１０には、有線ＬＡＮケーブルが接続され、外部のネットワークとの間で有線ＬＡＮによる通信が可能である。

また、通信装置１０は、通信部１１と処理部１２と制御部１３とを備える。通信部１１は、端末５０にデータを送信し、送信したデータに対する応答情報を受信する。処理部１２は、受信した応答情報から受信品質情報を求める。制御部１３は、求められた受信品質情報に基づいて、端末５０との通信を中継する中継機３０の動作状態を設定する。

図２は、実施の形態１に係る通信装置を例示するブロック図である。
図２は、図１に示す通信装置１０のブロック図をさらに詳細にしたものである。

図２に示すように、通信装置１０は、タイマー１５と有線ＬＡＮインタフェース部１６とアンテナ１７とを備える。通信部１１は、受信部１１ａと送信部１１ｂとを有する。受信部１１ａは、端末５０から送信された信号をアンテナ１７で受信し、その信号を復調し、復調された受信データを処理部１２に出力する。

処理部１２は、送信データ及び受信データの処理を行う。処理部１２は、受信した応答情報から受信品質情報を求めるが、この受信品質情報は、応答情報から求められたデータの送信の成否に関する情報であり、例えば、データのエラーデータ数Ｎｅである。送信部１１ｂは、処理部１２から出力された送信データに変調等を行ってアンテナ１７から送信する。

制御部１３は、通信装置１０内の各構成要素の制御を行う。制御部１３は、エラーデータ数Ｎｅに基づいて端末５０との通信を中継する中継機３０の動作状態を設定する。制御部１３は、例えば、エラーデータ数Ｎｅが所定の閾値α１よりも大きい場合、中継機３０の休止状態を解除するように、中継機３０の動作状態を設定する。

また、制御部は、エラーデータ数Ｎｅ所定の閾値α１以下の場合、中継機３０を休止状態に設定する。

また、制御部１３は、演算部１３ａと記憶部１３ｂとを備える。記憶部１３ｂには、中継機３０の動作状態を示す中継機情報Ｊ３０が保存される。制御部１３は、エラーデータ数Ｎｅと中継機情報Ｊ３０とに基づいて中継機３０の動作状態を設定する。制御部１３は、例えば、中継機情報Ｊ３０が休止状態である場合、中継機３０の動作状態を設定してもよい。

これらの演算部１３ａと記憶部１３ｂとを備えることにより、制御部１３は、制御プログラムを実行することができる。これにより、通信装置１０や中継機３０が備える各構成を制御しその機能を実現する。

タイマー１５は、時間を計測する。有線ＬＡＮインタフェース部１６は、外部のネットワークと有線ＬＡＮで接続する。

なお、中継機３０は、通信装置１０と同様な構成であり、通信装置（アクセスポイント）としても使用できる。逆に、通信装置１０は中継機としても使用できる。

また、通信装置１０が中継機として動作する場合は、外部のネットワークと接続するための有線ＬＡＮインタフェース部１６は使用しなくてもよい。

実施の形態１に係る通信装置１０の大まかな動作の概要を以下に示す。
通信装置１０が無線ＬＡＮ装置のようなアクセスポイントとして動作し、送信データが例えば、端末５０のような通信の相手先で正しく受信された場合には、通信の相手先は、例えば、ＡＣＫ(ACKnowledge)信号のような応答情報を返信する。

ＡＣＫ信号は、受信部１１ａによって受信され、処理部１２に出力される。処理部１２は、ＡＣＫ信号によって送信データの送信の成否を判断し、その結果を制御部１３に出力する。制御部１３は、送信データの送信の成否の情報に基づいて、送信データの成否回数（成功回数と失敗回数）を求める。

通信装置１０が中継機として動作する場合は、アクセスポイントの制御部１３からの制御により、送信処理を休止して消費電力を削減する。

タイマー１５は、制御部１３からの制御によりセットされ、時間をカウントする。制御部１３は、タイマー１５から時間情報を取得する。制御部１３は、タイマー１５から取得した時間情報と、送信データの成否回数とから、単位時間当たりの送信データのエラーデータ数Ｎｅを求める。エラーデータ数Ｎｅは、例えば、エラーパケット数Ｎｅｐである。制御部１３は、送信データのエラーパケット数Ｎｅｐに基づいて送信部１１ｂを休止状態にする、又はしないの制御を行う。

図３は、実施の形態１に係る通信装置の動作を例示するフローチャートである。

図３に示すように、先ず、通信装置１０の制御部１３は、通信装置１０と接続されている中継機３０が休止状態か否かを確認する。中継機３０が休止状態の場合、制御部１３の記憶部１３ｂに「休止フラグ」が保存されており、その内容を参照することで中継機３０が休止状態か否かを確認する（ステップＳ１０１）。

中継機３０が休止状態の場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、タイマー１５に測定時間Ｔ１をセットする（ステップＳ１０２）。なお、セットする測定時間Ｔ１は、通信装置２０及び中継機３０の使用環境や通信に必要な通信品質等により適切な値は異なる。

処理部１２は、データを送信部１１ｂに出力してアンテナ１７より送信する。データが通信の相手先で正しく受信された（送信が成功）した場合、受信部１１ａは、例えば、送信データに対するＡＣＫ信号などの応答情報をアンテナ１７を介して受信する。受信部１１ａは、ＡＣＫ信号を処理部１２に出力する。

処理部１２は、ＡＣＫ信号により、データを正常に送信できたことを制御部１３に出力する。また、ＡＣＫ信号が受信できなかった場合、処理部１２はデータを正常に送信できなかったことを制御部１３に出力する。すなわち、処理部１２は、ＡＣＫ信号などの応答情報から、データの送信の成否に関する情報を求め制御部１３に出力する（ステップＳ１０３）。

制御部１３は、処理部１２から出力されたデータの送信の成否に関する情報に基づいて、送信に失敗したデータ数（エラーデータ数）として、例えば、エラーパケット数Ｎｅｐをカウントする（ステップＳ１０４）。エラーパケット数Ｎｅｐは、受信品質情報である。

タイマー１５に設定された測定時間Ｔ１が未経過の場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、ステップＳ１０３に戻る。

タイマー１５に設定された測定時間Ｔ１が経過した場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４でカウントしたエラーパケット数Ｎｅｐとタイマー１５に設定した測定時間Ｔ１とにより、測定時間Ｔ１当たりのエラーパケット数Ｎｅｐｔを求める。そして、そのエラーパケット数Ｎｅｐｔを所定の閾値α１と比較する（ステップＳ１０６）。

なお、所定の閾値α１は、通信装置２０及び中継機３０の使用環境や通信に必要な通信品質等により適切な値は異なる。

測定時間Ｔ１当たりのエラーパケット数Ｎｅｐｔが、所定の閾値α１以下の場合（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻る。

測定時間Ｔ１当たりのエラーパケット数Ｎｅｐｔが、所定の閾値α１よりも大きい場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、中継機３０に休止解除通知を送信して中継機３０の休止状態を解除する（ステップＳ１０７）。このように、エラーパケット数Ｎｅｐなどの受信品質情報に基づいて、端末５０との通信を中継する中継機３０の動作状態を設定する。

次に、制御部１３の記憶部１３ｂに保持されている「休止フラグ」をクリアする（ステップＳ１０８）。

ステップＳ１０１において、制御部１３の記憶部１３ｂに「休止フラグ」が保存されていない場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、中継機３０が休止状態に移行した場合に送信される休止通知の受信を確認する（ステップＳ１０９）。

中継機３０から送信される休止通知を受信した場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、中継機３０の休止状態が保存される制御部１３の記憶部１３ｂに「休止フラグ」をセットし保存する（ステップＳ１１０）。

これ以降は、上記ステップＳ１０１〜ステップＳ１１０を繰り返すことによって、単位時間（測定時間Ｔ１）当たりのエラーパケット数Ｎｅｐｔが多くなった場合、中継機３０を休止状態を解除して通信品質を向上させることができる。

図４は、実施の形態１に係る中継機の動作を例示するフローチャートである。

図４に示すように、先ず、中継機３０の制御部１３は、中継機３０が休止状態か否かを確認する。中継機３０が休止状態の場合、制御部１３の記憶部１３ｂに「休止フラグ」として保存されており、その内容を参照することで中継機３０が休止状態か否かを確認する（ステップＳ２０１）。

中継機３０が休止状態ではない場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、タイマー１５に測定時間Ｔ２をセットする（ステップＳ２０２）。なお、セットする測定時間Ｔ２は、通信装置２０及び中継機３０の使用環境や必要とする通信品質等により適切な値は異なる。

受信部１１ａは、アンテナ１７を介してデータを受信し処理部１２に出力する。処理部１２は、受信したデータを受信パケットとして制御部１３に出力する（ステップＳ３３）。制御部１３は、受信した受信データ数Ｎｄを、例えば、受信パケット数Ｎｐとしてカウントする（ステップＳ２０４）。

タイマー１５に設定された測定時間Ｔ２が未経過の場合（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、ステップＳ２０３に戻る。

タイマー１５に設定された測定時間Ｔ２が経過した場合（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０４でカウントした受信パケット数Ｎｐとタイマー１５に設定した測定時間Ｔ２とにより、測定時間Ｔ２当たりの受信パケット数Ｎｐｔを求める。そして、その受信パケット数Ｎｐｔを所定の閾値α２と比較する（ステップＳ２０６）。

なお、所定の閾値α２は、通信装置２０及び中継機３０の使用環境や通信に必要な通信品質等により適切な値は異なる。

測定時間Ｔ２当たりの受信パケット数Ｎｐｔが所定の閾値α２以上の場合（ステップＳ２０６：Ｎｏ）、ステップＳ２０１に戻る。

中継機３０が中継するパケット（データ）の測定時間Ｔ２当たりの受信パケット数Ｎｐｔが所定の閾値α２よりも小さい場合（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）、通信装置１０に休止状態通知を送信して中継機３０が休止状態に移行する旨を通知する(ステップＳ２０７)。そして、中継機３０を休止状態に移行する（ステップＳ２０８）。休止状態においては、制御部１３により送信部１１ｂの動作を停止させることで消費電力を削減する。

次に、中継機３０の休止状態を保持している制御部１３の記憶部１３ｂの「休止フラグ」をセットする（ステップＳ２０９）。

ステップＳ１０１において、制御部１３の記憶部１３ｂに「休止フラグ」が保存されており、中継機３０が休止状態の場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、中継機３０の休止状態を解除する場合に送信される休止解除通知が受信されたかを確認する（ステップＳ２１０）。

通信装置１０から送信される休止解除通知を受信した場合（ステップＳ２１０：Ｙｅｓ）、中継機３０の休止状態を解除する（ステップＳ２１１）。そして、中継機３０の休止状態を保持している「休止フラグ」をクリアする（ステップＳ２１２）。

これ以降は、上記ステップＳ２０１〜ステップＳ２１２を繰り返すことによって、単位時間（測定時間Ｔ２）当たりの受信パケット数Ｎｐｔが少なくなった場合、中継機３０を休止状態に移行して、消費電力を削減することができる。

なお、中継機３０が中継するパケットの測定時間Ｔ２当たりの受信パケット数Ｎｐｔが所定の閾値α２以上の場合、中継機３０の休止状態の解除を要求する旨の休止解除要求を中継機３０が送信し、通信装置１０の通信部１１がこの休止解除要求に対する休止解除通知を中継機３０に送信してもよい。

通信頻度が少なく高速な通信を必要としない場合は、単位時間当たりのエラーパケット数は少なくてもよい。そこで、実施の形態１においては、単位時間当たりのエラーパケット数が予め設定した所定の閾値以下の場合、中継機を省電力状態（休止状態）に移行し、中継機を経由しない通信とする。これにより中継機の消費電力を削減することができる。

この理由は、低頻度で少ない量のデータの通信では、通信品質が悪い場合でも、単位時間当たりのエラーパケット数は少なくなり、中継機を経由しない通信でも充分な場合があるからである。

このようにして、実施の形態１においては、中継機の消費電力の削減を図ることが可能な通信装置、方法及びプログラムを提供することができる。

また、単位時間当たりの送信データのエラーパケット数が予め設定した所定の閾値よりも大きい場合、中継機の省電力状態を解除し、中継機を経由した通信とすることにより通信品質を向上させることができる。

この理由は、高速な伝送が必要なデータ通信では、通信品質が悪い場合、単位時間当たりのエラーパケット数が多くなり、中継機を経由した通信が必要となる。そして、中継機を経由した通信とすることにより通信品質を向上させることができるからである。

なお、実施の形態１に係る通信装置１０においては、ステップＳ１０６及びステップＳ１０７に示すように、測定時間Ｔ１当たりのエラーパケット数Ｎｅｐｔが、所定の閾値α１よりも大きい場合、中継機３０に休止解除通知を送信して中継機３０の休止状態を解除するようにしたが、これには限定されない。

通信装置１０は、エラー率に基づいて、端末５０との通信を中継する中継機３０の動作状態を設定してもよい。例えば、通信装置１０は、測定時間Ｔ１当たりのエラーパケット数と全パケット数とに基づいてエラー率を求める。そして、このエラー率が所定の閾値α３よりも大きい場合、中継機３０に休止解除通知を送信して中継機３０の休止状態を解除してもよい。

また、通信装置１０は、端末５０での受信強度に基づいて、端末５０との通信を中継する中継機３０の動作状態を設定してもよい。例えば、通信装置１０は、端末５０が受信するデータ（信号）の受信強度に関する情報を端末５０から受信する。そして、この受信強度が所定の閾値α４よりも大きい場合、中継機３０に休止解除通知を送信して中継機３０の休止状態を解除してもよい。

さらに、通信装置１０が中継機３０を休止状態から復帰させて動作状態に移行する指示を行うが、このとき、通信装置１０と端末５０との通信が切断されずに通信を維持する場合がある。例えば、通信装置１０と端末５０との通信が、通信を切断する程には通信環境が悪くない場合などは、通信の切断シーケンスが実行されない。

これを回避するため、実施の形態１においては、休止状態から復帰させて動作状態に移行する旨る指示を行った後、通信装置１０は、端末５０との直接の通信、すなわち、中継機３０を介さない通信に対して切断するための切断シーケンスを行ってもよい。好ましくは、中継機３０の復帰時間を考慮した所定の時間を経過後に、端末５０との直接の通信を切断してもよい。

さらにまた、実施の形態１においては、中継機３０を１台として説明したがこれには限定されない。中継機３０の他に複数の中継機が存在し、それぞれの単位時間当たりのエラーパケット数に基づいて、それぞれの中継機の動作状態を制御してもよい。

さらにまた、複数の中継機のそれぞれが、各部屋に設置される場合においても、実施の形態１に係る通信装置は、それぞれの中継機に対して独立に同様の制御が可能である。

さらにまた、実施の形態１に係る通信装置は、複数の中継機のうち、任意の中継機を特定し、この特定された中継機に対して、休止状態を解除し、復帰させる旨の指示を行うことも可能である。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１０…通信装置 １１…通信部 １１ａ…受信部 １１ｂ…送信部 １２…処理部 １３…制御部 １３ａ…演算部 １３ｂ…記憶部 １５…タイマー １６…有線ＬＡＮインタフェース部 １７…アンテナ ３０…中継機 ５０…端末 α１〜α４…所定の閾値 Ｔ１、Ｔ２…測定時間 Ｎｅ…エラーデータ数 Ｎｅｐ…エラーパケット数 Ｎｅｐｔ…測定時間当たりのエラーパケット数 Ｎｄ…受信データ数 Ｎｐ…受信パケット数 Ｎｐｔ…測定時間当たりの受信パケット数 Ｊ３０…中継機情報

Claims (10)

1. 端末にデータを送信し、前記データに対する応答情報を受信する通信部と、
   前記応答情報から受信品質情報を求める処理部と、
   前記受信品質情報に基づいて、前記端末との通信を中継する中継機の動作状態を設定する制御部と、
   を備えた通信装置。
2. 前記受信品質情報は、前記応答情報から求めた前記データのエラーデータ数である、
   請求項１に記載の通信装置。
3. 前記制御部は、前記エラーデータ数が所定の閾値よりも大きい場合、前記中継機の休止状態を解除する、
   請求項２に記載の通信装置。
4. 前記制御部は、前記エラーデータ数が所定の閾値以下の場合、前記中継機を休止状態に設定する、
   請求項２又は３に記載の通信装置。
5. 前記中継機の動作状態を示す中継機情報を保存する記憶部をさらに備え、
   前記制御部は、前記エラーデータ数と前記中継機情報とに基づいて前記中継機の動作状態を設定する、
   請求項２〜４のいずれか１つに記載の通信装置。
6. 前記制御部は、前記中継機情報が休止状態である場合、前記中継機の動作状態を設定する、
   請求項５に記載の通信装置。
7. 前記中継機が中継する前記データのデータ数が所定の閾値よりも小さい場合、前記中継機を休止状態に移行する旨の休止通知が前記中継機から送信され、
   前記通信部は、前記休止通知を前記中継機から受信する、
   請求項１〜６のいずれか１つに記載の通信装置。
8. 前記中継機が中継する前記データのデータ数が所定の閾値以上の場合、前記中継機の休止状態の解除を要求する旨の休止解除要求が前記中継機から送信され、
   前記通信部は、前記休止解除要求に対して休止解除通知を前記中継機に送信する、
   請求項１〜７のいずれか１つに記載の通信装置。
9. 端末にデータを送信し、前記データに対する応答情報を受信するステップと、
   前記応答情報から受信品質情報を求めるステップと、
   前記受信品質情報に基づいて、前記端末との通信を中継する中継機の動作状態を設定するステップと、
   を備えた方法。
10. 端末に送信されたデータに対する応答情報から受信品質情報を求めるステップと、
    前記受信品質情報に基づいて、前記端末との通信を中継する中継機の動作状態を設定するステップと、
    をコンピュータに実行させるプログラム。

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