JP3826893B2 - 無線通信システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システムに関し、特に各端末において省消費電力化を行う無線通信システム、その端末、その端末における処理方法および当該方法をコンピュータに実行させるプログラムならびにそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信システムにおいては各装置間の通信が無線によって実現される。その一つとして、無線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）は、従来の有線によるＬＡＮを置換するものとして普及が加速している。この無線ＬＡＮには様々な規格が存在し、特に物理層およびその直近の上位層であるＭＡＣ（媒体アクセス制御）副層（データリンク層）についてはＩＥＥＥ（米国電気電子学会）の８０２標準化委員会のワーキンググループによるＩＥＥＥ８０２．１１規格が知られている。
【０００３】
このＩＥＥＥ８０２．１１規格では、無線という媒体を使用するにあたり、物理層をＰＭＤ（物理媒体依存）副層とＰＬＣＰ（物理層コンバージェンスプロトコル）副層の２つの副層に分けている。ＰＭＤ副層では、周波数ホッピング方式、直接拡散方式、赤外線の強度変調といった媒体の特性に応じて、複数の伝送方式が規定されている。一方、ＰＬＣＰ副層は物理層の情報を伝えるためのプロトコルであり、ＰＬＣＰヘッダにおいて変調方式、速度、データ長などの情報を保持している。
【０００４】
また、物理層の上位層であるデータリンク層は、ＭＡＣ副層とＬＬＣ（論理リンク制御）副層に分けられ、ＩＥＥＥ８０２．１１規格では、物理層の直近の上位層であるＭＡＣ副層までをその対象としている。このＭＡＣ副層は媒体にアクセスするための制御を行うものであり、ＭＡＣヘッダにおいて媒体の占有予約時間や装置のアドレスなどの情報を保持している。このＭＡＣ副層によるＭＡＣフレームはＰＬＣＰ副層におけるＰＬＣＰフレームにカプセル化されて伝送される。
【０００５】
このような無線通信システムにおいて、各無線端末はバッテリ駆動により動作するため、より低消費電力化することが期待される。一方において、特に無線ＬＡＮではアクセスポイントや端末から送信されるデータを他の端末が受信することにより通信が成立するため、受信処理における消費電力が多くなる傾向がある。そのため、受信したパケット（フレーム）の宛先アドレスをチェックして自分宛でなければその後の受信を中止する技術が提案されている。例えば、物理層より上位層のヘッダ用のエラー検出コードを予め付加しておき、これを受信側でチェックしてエラーが生じていなければ、そのヘッダ内の宛先アドレスとパケット持続時間とを用いて低消費電力状態へ移行する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２６１４６２号公報（図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来技術では、ＩＥＥＥ８０２．１１規格で定められたフレーム構成を拡張してエラー検出コードを付加することにより、上位層ヘッダにおける宛先アドレスおよびパケット持続時間を速やかに利用できるようにしている。しかしながら、このように規格を拡張した実現手段を採用すると送信側と受信側の双方でその拡張に沿うような対応が必要となる。
【０００８】
例えば、アクセスポイントにおいて上位層ヘッダ用のエラー検出コードを生成して上位層ヘッダに付加するように修正を加えた上で、無線端末において上位層ヘッダに付加されたエラー検出コードをチェックするように修正する必要が生じる。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、無線通信システムにおいて、既存の規格に変更を加えることなく必要な情報を取得した上で低消費電力状態へ移行することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１記載の無線通信システムは、複数の装置により構成される無線通信システムであって、物理層より上位層の上位層フレームを含んだ物理層フレームを送信する際に、上記上位層フレームの長さを上記物理層フレームのヘッダに示し、上記上位層フレームの宛先を上記上位層フレームのヘッダに示す第１の装置と、上記上位層フレームのヘッダを受信した時点で自装置が宛先でないと判断すると上記物理層フレームのヘッダから抽出された上記上位層フレームの長さに基づいて通常動作に比べて省電力動作を行う省電力モードに移行する第２の装置とを具備し、上記第２の装置は、上記物理層フレームのヘッダから抽出された上記上位層フレームの長さに基づいて省電力動作時間を計算する省電力動作時間計算手段と、上記上位層フレームのヘッダを受信した時点で宛先アドレスを検出して自装置が宛先でないと判断すると上記上位層フレームのボディの先頭から上記省電力モードへの移行を指示するアドレス検出手段と、上記省電力モードへの移行の指示から上記省電力動作時間を計時して上記省電力動作時間を経過すると上記省電力モードの解除を指示する手段と、上記物理層フレームに基づく情報が所定条件を満たさない場合には前記アドレス検出手段による指示にかかわらず上記省電力モードへの移行を抑止する抑止手段とを備える。これにより、第１の装置において既存の規格に変更を加えることなく、第２の装置において省電力モードを設け、省電力モードへの移行が適切でない場合にこれを抑止させるという作用をもたらす。
【００１１】
また、本発明の請求項２記載の端末は、物理層より上位層の上位層フレームを含んだ物理層フレームを受信する端末であって通常動作に比べて省電力動作を行う省電力モードを有する端末において、上記物理層フレームのヘッダから抽出された上記上位層フレームの長さに基づいて省電力動作時間を計算する省電力動作時間計算手段と、上記上位層フレームのヘッダを受信した時点で宛先アドレスを検出して自端末が宛先でないと判断すると上記上位層フレームのボディの先頭から上記省電力モードへの移行を指示するアドレス検出手段と、上記省電力モードへの移行の指示から上記省電力動作時間を計時して上記省電力動作時間を経過すると上記省電力モードの解除を指示する手段と、上記物理層フレームに基づく情報が所定条件を満たさない場合には前記アドレス検出手段による指示にかかわらず上記省電力モードへの移行を抑止する抑止手段とを具備する。これにより、既存の規格における物理層フレームのヘッダから抽出された情報に基づいて省電力動作を行わせるとともに、省電力モードへの移行が適切でない場合にこれを抑止させるという作用をもたらす。
【００１５】
また、本発明の請求項３記載の端末は、請求項２記載の端末において、上記抑止手段が、上記物理層フレームにおけるプリアンブルに所定の誤りが検出された場合には上記省電力モードへの移行を抑止する手段を含むものである。これにより、プリアンブルに所定の誤りが検出された場合に省電力モードへの移行を抑止させるという作用をもたらす。
【００１６】
また、本発明の請求項４記載の端末は、請求項２記載の端末において、上記抑止手段が、上記物理層フレームのヘッダに所定の誤りが検出された場合に上記省電力モードへの移行を抑止する手段を含むものである。これにより、物理層フレームのヘッダに所定の誤りが検出された場合に省電力モードへの移行を抑止させるという作用をもたらす。
【００１７】
また、本発明の請求項５記載の端末は、請求項２記載の端末において、上記抑止手段が、上記物理層フレームのヘッダが所定の範囲外の値を含むことを検出した場合には上記省電力モードへの移行を抑止する手段を含むものである。これにより、物理層フレームのヘッダが所定の範囲外の値を含む場合に省電力モードへの移行を抑止させるという作用をもたらす。
【００１８】
また、本発明の請求項６記載の端末は、請求項２記載の端末において、上記抑止手段は、上記省電力動作時間計算手段により計算された上記省電力動作時間が所定時間よりも短い場合には上記省電力モードへの移行を抑止する手段を含むものである。これにより、省電力動作時間が所定時間よりも短い場合に省電力モードへの移行を抑止させるという作用をもたらす。
【００１９】
また、本発明の請求項７記載の処理方法は、通常動作に比べて省電力動作を行う省電力モードを有する端末における処理方法であって、物理層より上位層の上位層フレームを含んだ物理層フレームの受信を開始する手順と、上記物理層フレームのヘッダから抽出された上記上位層フレームの長さに基づいて省電力動作時間を計算する手順と、上記上位層フレームのヘッダを受信した時点で宛先アドレスを検出して自端末が宛先でないと判断すると上記上位層フレームのボディの先頭から上記省電力モードへの移行を指示する手順と、上記省電力モードへの移行の指示から上記省電力動作時間を計時して上記省電力動作時間を経過すると上記省電力モードの解除を指示する手順と、上記物理層フレームに基づく情報が所定条件を満たさない場合には上記指示にかかわらず上記省電力モードへの移行を抑止する手順とを具備する。これにより、既存の規格における物理層フレームのヘッダから抽出された情報に基づいて省電力動作を行わせるとともに、省電力モードへの移行が適切でない場合にこれを抑止させるという作用をもたらす。
【００２１】
また、本発明の請求項８記載のプログラムは、通常動作に比べて省電力動作を行う省電力モードを有する端末に、物理層より上位層の上位層フレームを含んだ物理層フレームの受信を開始する手順と、上記物理層フレームのヘッダから抽出された上記上位層フレームの長さに基づいて省電力動作時間を計算する手順と、上記上位層フレームのヘッダを受信した時点で宛先アドレスを検出して自端末が宛先でないと判断すると上記上位層フレームのボディの先頭から上記省電力モードへの移行を指示する手順と、上記省電力モードへの移行の指示から上記省電力動作時間を計時して上記省電力動作時間を経過すると上記省電力モードの解除を指示する手順と、上記物理層フレームに基づく情報が所定条件を満たさない場合には上記指示にかかわらず上記省電力モードへの移行を抑止する手順とを実行させるものである。これにより、既存の規格における物理層フレームのヘッダから抽出された情報に基づいて省電力動作を行わせるとともに、省電力モードへの移行が適切でない場合にこれを抑止させるという作用をもたらす。
【００２３】
また、本発明の請求項９記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、通常動作に比べて省電力動作を行う省電力モードを有する端末に、物理層より上位層の上位層フレームを含んだ物理層フレームを受信の受信を開始する手順と、上記物理層フレームのヘッダを受信した時点で抽出された上記上位層フレームの長さに基づいて省電力動作時間を計算する手順と、上記上位層フレームのヘッダから宛先アドレスを検出して自端末が宛先でないと判断すると上記上位層フレームのボディの先頭から上記省電力モードへの移行を指示する手順と、上記省電力モードへの移行の指示から上記省電力動作時間を計時して上記省電力動作時間を経過すると上記省電力モードの解除を指示する手順と、上記物理層フレームに基づく情報が所定条件を満たさない場合には上記指示にかかわらず上記省電力モードへの移行を抑止する手順とを実行させるためのプログラムを記録したものである。これにより、既存の規格における物理層フレームのヘッダから抽出された情報に基づいて省電力動作を行わせるとともに、省電力モードへの移行が適切でない場合にこれを抑止させるという作用をもたらす。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に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。
【００２６】
図１は、本発明の実施の形態における無線通信システムの全体構成の一例を示す図である。この例では、ネットワーク３００にアクセスポイント２００が有線により接続し、このアクセスポイント２００と複数の無線端末１００とが無線により接続している。アクセスポイント２００および無線端末１００はネットワーク３００とは別個のネットワークである無線ＬＡＮを形成する。このようにアクセスポイントを用いてネットワークを形成する通信形態をインフラストラクチャモードとよぶ。
【００２７】
図１の例では、一組の無線ＬＡＮしか記載されていないが、ネットワーク３００には複数のアクセスポイント２００を設けることもできる。この場合、各無線端末１００は、あるアクセスポイント２００からネットワーク３００に接続する他のアクセスポイント２００を介して他の無線ＬＡＮに属する無線端末１００と通信を行うことも可能となる。
【００２８】
なお、無線ＬＡＮの通信形態としては、他にもアクセスポイントを設けず端末同士が直接通信するアドホックモードも存在する。本発明は何れの通信形態にも適用できるが、この実施の形態ではインフラストラクチャモードによる構成に基づいて以下説明する。
【００２９】
図２は、本発明の実施の形態における無線端末１００の構成例を示す図である。この無線端末１００は、無線通信部１１０と、変復調部１２０と、ＭＡＣ処理部１３０と、プロセッサ１４０と、メモリ１５０とをバス１９０により接続した構成となっている。また、メモリ１５０にはインターフェース部１６０が接続されている。また、この無線端末１００は電源供給部１８０を有しており、この電源供給部１８０から（図示しない）電源線によって無線端末１００内の各部に電源が供給される。
【００３０】
無線通信部１１０は、無線端末の外部との間で無線通信を行うためのものであり、無線信号を受信する受信部１１１と、無線信号を送信する送信部１１２と、無線信号を送受信するための周波数信号を発生する周波数シンセサイザ１１３と、受信部１１１および送信部１１２の間でアンテナを切替えるアンテナ切替器１１４とを備える。周波数シンセサイザ１１３としては、例えば、ＰＬＬ回路（位相同期回路）が使用される。また、周波数シンセサイザ１１３にはアンテナ１０５が接続される。
【００３１】
変復調部１２０は、無線通信部１１０における送受信信号と無線端末内部のデジタル信号との間の変換を行うものであり、受信部１１１からの信号を復調する復調部１２１と、送信対象の信号を変調して送信部１１２に与える変調部１２２とを備える。無線ＬＡＮにおける変調方式は一次変調と二次変調に分かれている。一次変調としては、ＡＳＫ（振幅変調）、ＦＳＫ（周波数変調）、ＰＳＫ（位相変調）、ＱＡＭ（直交振幅変調）、ＣＣＫ（相補符号変調）などがある。二次変調としては、スペクトラム拡散技術を用いた周波数ホッピング方式（ＦＨＳＳ）、直接拡散方式（ＤＳＳＳ）や直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ）などがある。
【００３２】
ＭＡＣ処理部１３０は、ＭＡＣ副層における処理を行うＭＡＣ制御部１３１と、復調部１２１からの信号を保持する受信データバッファ１３７と、変調部１２２への信号を保持する送信データバッファ１３８とを備える。また、ＭＡＣ処理部１３０は、復調部１２１からの信号について、プリアンブルを検査するプリアンブル検査部１３２と、ＰＬＣＰヘッダを処理するＰＬＣＰヘッダ処理部１３３と、ＭＡＣヘッダを処理するＭＡＣヘッダ処理部１３４と、これらの出力に基づいて電源供給部１８０に対する制御を行う電源制御部４００とを備える。ＭＡＣ制御部１３１および電源制御部４００は、バス１９０に接続される。
【００３３】
プロセッサ１４０は、無線端末１００の全体の制御を行うものである。メモリ１５０は、プロセッサ１４０が処理を行うための作業領域を保持するものである。インターフェース部１６０は、無線端末１００と他のコンピュータや携帯機器などとを接続するためのものである。これら他の機器は物理的に無線端末１００の外部に接続されるものでもよく、また、無線端末１００が他の機器に内蔵されるような接続形態でもよい。
【００３４】
電源供給部１８０は、各部に電源を供給するに当たり、省電力動作を行う省電力モードと通常動作を行う通常モードとを有する。この省電力モードにより動作することを俗に「スリープ」という。このスリープの開始および停止、ならびにこのスリープを行わないようにするスリープの抑止といった制御は電源制御部４００により実現される。
【００３５】
図３は、本発明の実施の形態における電源制御部４００の構成例を示す図である。この電源制御部４００は、スリープ長を計算するスリープ長計算部４１０と、フレームの宛先アドレスを検出するアドレス検出部４２０と、スリープ長を計時するタイマ４３０と、スリープを抑止させるスリープ抑止判断部４４０とを備える。
【００３６】
スリープ長計算部４１０は、ＰＬＣＰヘッダ処理部１３３から与えられたＰＬＣＰフレームのＰＬＣＰヘッダに基づいてスリープ長を計算して、そのスリープ長をタイマ４３０に設定する。アドレス検出部４２０は、ＭＡＣヘッダ処理部１３４から与えられたＭＡＣフレームのＭＡＣヘッダに基づいて宛先アドレスを検出して、その宛先アドレスが他端末のアドレスであれば電源供給部１８０に対してスリープ開始を指示する。また、このスリープ開始の指示と同時に、アドレス検出部４２０は、タイマ４３０に設定されているスリープ長の計時を開始させる。タイマ４３０はこれにより、スリープ長計算部４１０によって設定されたスリープ長の計時を開始し、そのスリープ長を経過すると電源供給部１８０に対してスリープ停止を指示する。
【００３７】
スリープ抑止判断部４４０は、電源供給部１８０に対して省電力モードにならないようスリープを抑止するものであり、プリアンブル検査部１３２から与えられたデータ誤り検出の情報を判断するプリアンブル判断部４４１と、ＰＬＣＰヘッダ処理部１３３から与えられたデータ誤り検出の情報やＰＬＣＰの内容を判断するＰＬＣＰ判断部４４２と、スリープ長計算部４１０から与えられたスリープ長に基づいて無線端末１００の各部の立上り時間との関係を判断する立上り時間判断部４４３とを備える。
【００３８】
プリアンブル判断部４４１は、プリアンブル検査部１３２から与えられたデータ誤り検出の情報に基づいて、ある閾値以上のデータ誤りが検出された場合には電源供給部１８０に対してスリープを抑止する。プリアンブルに誤りが多い場合には伝送路の品質が悪化しているおそれがあり、その場合にはスリープ長の判断材料であるＰＬＣＰヘッダに誤りが生じているおそれがあるからである。従って、この場合には誤った条件で省電力モードとなることによって受信漏れを生じないよう、通常モードを維持するように制御される。
【００３９】
ＰＬＣＰ判断部４４２は、ＰＬＣＰヘッダ処理部１３３からの情報に基づいて、ＰＬＣＰヘッダにおける誤りを検出し、誤りが検出された場合には電源供給部１８０に対してスリープを抑止する。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂであればＨＥＣ（ヘッダ誤り制御）により誤り検出を行う。また、ＩＥＥＥ８０２．１１ａであれば畳み込み符号を解いた後にパリティによって誤り検出を行うことになる。
【００４０】
また、ＰＬＣＰ判断部４４２は、上述のＨＥＣやパリティによる誤り検出に加えて、ＰＬＣＰヘッダにおける各フィールドの値が論理的に誤った値になっていないかを調べる。すなわち、各フィールドにおいてはそれぞれ所定の値が定義されており、未定義の値を示すことは論理的にあり得ない。従って、そのような未定義の値を示すフィールドが存在する場合には、何らかの誤りが生じているものと推定してスリープを抑止する。
【００４１】
立上り時間判断部４４３は、スリープ長計算部４１０から与えられたスリープ長に基づいて無線端末１００の各部の立上り時間との関係を判断し、スリープ長が無線端末１００の各部の立上り時間よりも短い場合には電源供給部１８０に対してスリープを抑止する。例えば、周波数シンセサイザ１１３におけるＰＬＬ回路が安定して動作するために１００マイクロ秒程度の立上り時間を必要とするものと仮定すると、スリープ長がこれと同程度の時間ではスリープによる効果が得られない。多少余裕を見て１５０マイクロ秒とすると、１１Ｍビット／秒では２０７バイト程度に相当するので、これ以上のバイト長がないとスリープからの立上りに間に合わなくなる可能性がある。従って、この場合はＭＡＣヘッダの容量として３０バイトを加えた２３７バイト以上の容量をＭＡＣフレームが有する場合に限りスリープを許容するように制御できる。
【００４２】
次に本発明の実施の形態におけるフレーム構成およびその取扱いについて図面を参照して説明する。
【００４３】
図４は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格におけるＭＡＣフレーム８２０の構成を示す図である。ＭＡＣフレーム８２０は、ＭＡＣ副層における情報を伝達するものであり、ＭＡＣヘッダ８２１と、フレームボディ８１０と、ＦＣＳ（フレームチェックシーケンス）８２９とを備える。また、ＭＡＣヘッダ８２１は、フレームコントロール８２２と、期間８２３と、アドレス１（８２４）と、アドレス２（８２５）と、アドレス３（８２６）と、シーケンスコントロール８２７と、アドレス４（８２８）とを備える。
【００４４】
フレームコントロール８２２は、フレームの制御情報を示すフィールドであり、フレームの種類や通信形態に関する情報を含む。期間８２３は、フレーム送信完了までの予約時間を示すフィールドである。シーケンスコントロール８２７は、フラグメント分割した場合のフラグメント番号およびシーケンス番号を示すフィールドである。
【００４５】
アドレス１〜４（８２４乃至８２６および８２８）は、フレームの発信アドレスや宛先アドレスなどを示すフィールドである。これら４つのアドレスの各々が何れのアドレスを意味するかは、フレームコントロール８２２における通信形態により異なる。例えば、図１のアクセスポイント２００から無線端末１００への通信の場合、アドレス１（８２４）が宛先アドレスを示し、アドレス３（８２６）が発信アドレスを示す。
【００４６】
このＭＡＣヘッダ８２１における各フィールドの容量は図４に示すように、フレームコントロール８２２、期間８２３およびシーケンスコントロール８２７がそれぞれ２バイトずつであり、アドレス１〜４（８２４乃至８２６および８２８）はそれぞれ６バイトずつである。従って、ＭＡＣヘッダ８２１全体としては計３０バイトになる。
【００４７】
フレームボディ８１０は、ＭＡＣフレーム８２０のペイロードに相当するものであり、ＭＡＣ副層におけるデータを伝送するために使用される。このフレームボディ８１０は、最大で２３１２バイトの容量を有する。ＦＣＳ８２９は、ＭＡＣフレーム８２０の誤りを検出するためのフィールドであり、生成多項式の剰余計算による余りの１の補数が設定される。このＦＣＳ８２９は、４バイトを有する。従って、ＭＡＣフレーム８２０全体としては、最大で２３４６バイトの容量を有することになる。
【００４８】
図５は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格におけるＰＬＣＰフレーム８３０の構成を示す図である。ＰＬＣＰフレーム８３０は、ＰＬＣＰ副層における情報を伝達するものであり、プリアンブル８３１と、ＰＬＣＰヘッダ８３２とを備え、ペイロードとしてＭＡＣフレーム８２０を有する。
【００４９】
プリアンブル８３１は、同期をとるための信号であり、同期ビット８３４とデリミタ８３５とからなる。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格には、ＩＥＥＥ８０２．１１規格の直接拡散方式と互換を保つ場合のロングフォーマットと、高速動作用のショートフォーマットとがある。ロングフォーマットにおいては同期ビット８３４は１２８ビットであり、ショートフォーマットにおいては同期ビット８３４は５６ビットである。また、いずれのフォーマットにおいてもデリミタ８３５は１６ビットである。従って、プリアンブル全体としては１４４ビットまたは７２ビットを有することになる。
【００５０】
ＰＬＣＰヘッダ８３２は、シグナル８３６と、サービス８３７と、長さ８３８と、ＣＲＣ（巡回冗長検査）８３９とを備える。シグナル８３６は、伝送速度示すフィールドである。サービス８３７は、変調方式などを示すフィールドである。長さ８３８は、ＭＡＣフレーム８２０の長さをマイクロ秒単位で示すフィールドである。ＣＲＣ８３９は、ＰＬＣＰヘッダ８３２の誤り検出を行うためのフィールドである。
【００５１】
このＰＬＣＰヘッダ８３２において、シグナル８３６およびサービス８３７はそれぞれ８ビット、長さ８３８およびＣＲＣ８３９はそれぞれ１６ビットである。従って、ＰＬＣＰヘッダ８３２全体としては、４８ビットを有することになる。
【００５２】
ここで、ＰＬＣＰフレーム８３０の転送時間を算出すると、ロングフォーマットにおいては、プリアンブル８３１およびＰＬＣＰヘッダ８３２はともに１Ｍビット／秒で転送されるので、
１９２ビット／（１×１０６ビット／秒）＝１９２マイクロ秒
を要することになる。また、ショートフォーマットにおいてはプリアンブル８３１が１Ｍビット／秒で転送され、ＰＬＣＰヘッダ８３２が２Ｍビット／秒で転送されるので、
７２ビット／（１×１０６ビット／秒）
＋４８ビット／（２×１０６ビット／秒）
＝７２マイクロ秒＋２４マイクロ秒＝９６マイクロ秒
を要することになる。ＭＡＣフレーム８２０の転送時間は、フレームボディ８１０の容量およびシグナル８３６に規定される伝送速度に依存する。
【００５３】
図６は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格におけるシグナル８３６の値と伝送速度８３６１との関係を示す図である。シグナル８３６は、ＭＡＣフレーム８２０の伝送速度を定めるものである。従って、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格におけるＰＬＣＰヘッダ８３２のシグナル８３６を参照することにより、伝送速度８３６１を取得することができる。図中、「０ｘ〜」は１６進数表記を意味し、「０ｂ〜」は２進数表記を意味する。シグナル８３６が１６進数表記で「０Ａ」の場合は伝送速度１Ｍビット／秒を、「１４」の場合は伝送速度２Ｍビット／秒を、「３７」の場合は伝送速度５．５Ｍビット／秒を、「６Ｅ」の場合は伝送速度１１Ｍビット／秒をそれぞれ表す。
【００５４】
シグナル８３６は、正常な場合には、これら４つの値以外の値を有することはない。従って、これら以外の未定義値を有する場合にはシグナル８３６が誤りを含んでいるものと判断できる。この判断は、ＰＬＣＰ判断部４４２（図３）によって行われる。
【００５５】
図７は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格におけるサービス８３７の値の内容を示す図である。サービス８３７は８ビットからなるフィールドを有し、上位４ビット目において変調方式８３７１を規定し、最下位ビットにおいて長さ拡張８３７２を規定する。
【００５６】
変調方式８３７１は、「０」の場合はＣＣＫを意味し、「１」の場合はＰＢＣＣ（パケット２値畳み込み符号）を意味する。これら変調方式の指定はＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格によって拡張された伝送速度５．５Ｍビット／秒および１１Ｍビット／秒の場合に有効である。ＩＥＥＥ８０２．１１規格との互換性を保つため、伝送速度１Ｍビット／秒の場合にはＤＢＰＳＫ（差動２値ＰＳＫ）、伝送速度２Ｍビット／秒の場合にはＤＱＰＳＫ（差動４値ＰＳＫ）の変調方式が使用される。
【００５７】
長さ拡張８３７２は、長さ８３８を補うものであり、伝送速度１１Ｍビット／秒の場合に、時間（マイクロ秒）を単位とする長さ８３８とＭＡＣフレーム８２０のバイト数とを相互変換するために用いられる。具体的な計算方法については後述する。
【００５８】
図８は、本発明の実施の形態におけるスリープ長計算部４１０のＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格への適用例を示す図である。このスリープ長計算部４１０は、ＭＡＣフレーム８２０の容量を計算するフレーム長計算部４１１と、ＭＡＣヘッダ８２１の容量を減算する減算器４１２と、伝送速度８３６１による除算を行う除算器４１３とを備える。
【００５９】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格において、ＰＬＣＰヘッダ８３２の長さ８３８はマイクロ秒を単位とする時間換算の長さとなっている。スリープ長を算出するためにはまずＭＡＣヘッダ８２１の長さを除いておく必要があるが、このＭＡＣヘッダ８２１の長さは３０バイトという容量換算の長さとなっている。従って、両者の単位を合わせた上で後者を減算しなければならない。この図８の適用例では長さ８３８をバイト単位に換算しているが、ＭＡＣヘッダ８２１の長さを時間単位に換算しても構わない。
【００６０】
フレーム長計算部４１１は、シグナル８３６の伝送速度８３６１と、サービス８３７の変調方式８３７１および長さ拡張８３７２とを用いて、マイクロ秒を単位とする長さ８３８を以下の要領でバイト単位に換算する。
【００６１】
伝送速度８３６１＝５.５Ｍビット／秒，変調方式８３７１＝ＣＣＫの場合；
フレーム長［バイト］＝長さ８３８［マイクロ秒］×５.５／８
（小数点以下切り捨て）
【００６２】
伝送速度８３６１＝１１Ｍビット／秒，変調方式８３７１＝ＣＣＫの場合；
フレーム長［バイト］＝（長さ８３８［マイクロ秒］×１１／８）
−長さ拡張８３７２ （小数点以下切り捨て）
【００６３】
伝送速度８３６１＝５.５Ｍビット／秒，変調方式８３７１＝ＰＢＣＣの場合；
フレーム長［バイト］＝（長さ８３８［マイクロ秒］×５.５／８）−１
（小数点以下切り捨て）
【００６４】
伝送速度８３６１＝１１Ｍビット／秒，変調方式８３７１＝ＰＢＣＣの場合；
フレーム長［バイト］＝（長さ８３８［マイクロ秒］×１１／８）−１
−長さ拡張８３７２ （小数点以下切り捨て）
【００６５】
このようにして得られたバイト単位のフレーム長から減算器４１２により３０バイトを減算する。これにより、ＭＡＣフレーム８２０からＭＡＣヘッダ８２１を除いたボディ部分（すなわち、フレームボディ８１０とＦＣＳ８２９）のボディ長がバイト単位により得られる。除算器４１３によってこのボディ長をシグナル８３６の伝送速度８３６１で割れば、ボディ部分の転送にかかる時間が算出される。
【００６６】
例えば、伝送速度８３６１＝１１Ｍビット／秒，変調方式８３７１＝ＣＣＫの場合、長さ８３８が７４４で、長さ拡張８３７２が０であれば、フレーム長は、
７４４×１１／８−０＝１０２３バイト
となる。従って、ボディ長は、
（１０２３−３０）×８／（１１×１０６）＝７２２マイクロ秒
となる。このボディ長をスリープ長として用いてもよいが、後述のように、さらにこのボディ長に最大フレーム間隔（ＤＩＦＳ）を加算することができる。例えば、この最大フレーム間隔を１２８マイクロ秒とすれば、スリープ長は、
７２２マイクロ秒＋１２８マイクロ秒＝８５０マイクロ秒
となる。
【００６７】
図９は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格におけるＰＬＣＰフレーム８４０の構成を示す図である。ＰＬＣＰフレーム８４０は、ＰＬＣＰフレーム８３０と同様に、ＰＬＣＰ副層における情報を伝達するものであり、プリアンブル８４１と、ＰＬＣＰヘッダ８４２とを備え、ペイロードとしてＭＡＣフレーム８２０を有する。このＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格では、ＩＥＥＥ８０２．１１規格の周波数２．４ＧＨｚ帯とは異なる５ＧＨｚ帯の周波数を用いるため、ＩＥＥＥ８０２．１１規格との互換性はなく、フレームフォーマットも異なるものが採用されている。
【００６８】
プリアンブル８４１は、同期をとるための信号であり、１２シンボルの長さを有している。ここで、シンボルとはＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格におけるＯＦＤＭ方式で用いられる変調の単位である。このＯＦＤＭ方式では、直交する複数のサブキャリアを同時に使って信号をパラレルに伝送しており、エラー訂正符号を組み合わせて使用することで、妨害波や干渉などによって一部のサブキャリアが受信できなかったときであってもデータを再現できるようになっている。
【００６９】
ＰＬＣＰヘッダ８４２は、データレート８４４と、長さ８４６と、パリティ８４７と、テール８４８と、サービス８４９とを備えている。データレート８４４は、伝送速度を表すフィールドである。長さ８４６は、ＭＡＣフレーム８２０の長さをバイト単位で表すフィールドである。パリティ８４７は、誤り検出に用いられる符号である。テール８４８は、データレート８４４から始まるシグナル８４３の後尾を表すフィールドである。
【００７０】
シグナル８４３において、データレート８４４は４ビット、長さ８４６は１２ビット、パリティ８４７は１ビット、テール８４８は６ビットを有している。また、データレート８４４と長さ８４６との間には未使用ビット８４５が１ビット存在する。従って、このシグナル８４３としては、２４ビットを使用していることになる。なお、テール８４８の６ビットには全て０が設定される。
【００７１】
サービス８４９は、１６ビットのフィールドを有し、上位７ビットは受信機側のデスクランブラとの同期をとるために使用され、下位９ビットは将来の使用のために予約されている。これら１６ビットのフィールドには全て０が設定される。
【００７２】
図１０は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格におけるデータレート８４４の値の内容を示す図である。データレート８４４の値のそれぞれについて、変調方式８４４１、符号化率８４４２および伝送速度８４４３が定められている。従って、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格におけるＰＬＣＰヘッダ８４２のデータレート８４４を参照することにより、伝送速度８４４３を取得することができる。
【００７３】
データレート８４４は、正常な場合には、この図１０に示された値以外を有することはない。従って、これら以外の未定義値を有する場合にはデータレート８４４が誤りを含んでいるものと判断できる。この判断は、ＰＬＣＰ判断部４４２（図３）によって行われる。
【００７４】
図１１は、本発明の実施の形態におけるスリープ長計算部４１０のＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格への適用例を示す図である。このスリープ長計算部４１０は、ＭＡＣフレーム８２０の容量からＭＡＣヘッダ８２１の容量を減算する減算器４１５と、伝送速度８４４３による除算を行う除算器４１６とを備える。
【００７５】
ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格において、ＰＬＣＰヘッダ８４２の長さ８４６はバイトを単位とする容量換算の長さとなっている。従って、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格の場合と異なり、時間単位から容量単位への換算をすることなく、ボディ長を求めることができる。すなわち、減算器４１２によって長さ８４６からＭＡＣヘッダ８２１の３０バイトを減算してボディ長を得る。そして、除算器４１６によってこのボディ長をデータレート８４４の伝送速度８４４３で割れば、ボディ部分の転送にかかる時間が算出される。
【００７６】
例えば、データレート８４４＝０ｂ１０１１で、長さ８４６＝１０３０の場合、ボディ長は、
（１０３０−３０）×８／（３６×１０６）＝２２２マイクロ秒
となる。なお、このボディ長をスリープ長として用いてもよく、さらにこのボディ長に最大フレーム間隔を加算することができる点については上述のＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格の場合と同様である。
【００７７】
次に本発明の実施の形態におけるスリープ動作のタイミングについて図面を参照して説明する。
【００７８】
図１２は、無線通信システムにおける送信シーケンスと無線端末における送受信動作との関係を示す図である。図１２（ａ）はアクセスポイントＡと端末ＢおよびＣとの間の通信における送信シーケンスを示し、図１２（ｂ）はその送信シーケンスに対応する端末Ｃの送受信動作を示す。
【００７９】
まず、アクセスポイントＡが端末Ｃに対してデータフレーム１１を送信すると、端末Ｃはそのデータフレーム１１の受信動作３１を行う。このデータフレーム１１においては、その宛先が端末Ｃ自身であるので、端末Ｃはデータフレーム１１全てを受信する。端末Ｃはこのデータフレーム１１を受信すると、受領を確認するＡＣＫフレーム３２をアクセスポイントＡに送信する。
【００８０】
次に、アクセスポイントＡは端末Ｂに対してデータフレーム１３を送信する。この場合、端末Ｃは受信動作３３１に入り、ＰＬＣＰフレーム８３０の受信を始めるが、ＭＡＣヘッダ８２１を受信した段階で宛先を判断し、その宛先が端末Ｂであることからスリープ動作３３２に移行する。このデータフレーム１３に対しては、端末ＢがＡＣＫフレーム２４をアクセスポイントＡに送信する。
【００８１】
続いて、端末ＢがアクセスポイントＡにデータフレーム２５を送信した場合にも、端末Ｃは受信動作３５１に入るが、やはりＭＡＣヘッダ８２１を受信した段階でその宛先がアクセスポイントＡであることを判断すると、スリープ動作３５２に移行する。
【００８２】
この図１２の例では、ボディ長をスリープ長として使用しており、ＭＡＣヘッダ８２１を受信し終えた直後からＦＣＳ８２９の送信完了タイミングまでの間、スリープモードによる動作を行うものとしている。しかし、このスリープ動作の終了タイミングは必ずしもこれに限られず、より長い時間をスリープ長として使用することも可能である。
【００８３】
図１３は、スリープ動作の終了タイミングの一例を示す図である。ＩＥＥＥ８０２．１１規格では、アクセスしようとする媒体がアイドル状態か否かを判断するために、フレーム間隔（ＩＦＳ）を規定しており、規定された時間以上にわたり媒体において信号が検出されない場合にアイドル状態であると判断される。このフレーム間隔として複数のフレーム間隔が定義されており、データフレームを正常に受信した装置がＡＣＫフレームを送信するタイミングとして最短フレーム間隔（ＳＩＦＳ）が定義され、また、ＡＣＫフレーム送信後に何れかの端末がデータフレームを送信するタイミングとして最大フレーム間隔（ＤＩＦＳ）が定義されている。
【００８４】
この図１３の例では、アクセスポイントＡが端末Ｂに対してデータフレーム１６を送信している。端末Ｃは受信動作３６１に入った後、ＭＡＣヘッダ８２１を受信するとスリープ動作３６２に移行する。この例では、スリープ長としてボディ長に最短フレーム間隔およびＡＣＫパケット長を加えたものとなっている。このようにスリープ長を設定した場合であっても、この図１３のように、次のデータフレーム４８が規則通りに送信されれば、端末Ｃは再度受信動作３８１に入った上でスリープ動作に移行できるので、問題は生じない。しかし、端末Ｂがデータフレーム１６を正常に受信できなかった場合には、端末ＢはＡＣＫフレーム２７を送信しないため、次のように不都合が生じる。
【００８５】
図１４は、図１３の例においてデータフレームを正常に受信できなくなるタイミングを示す図である。本来であれば、アクセスポイントＡが送信したデータフレーム１６を端末Ｂが正常に受信して、これに対して端末ＢがＡＣＫフレーム２７をアクセスポイントＡに送信する。これによって、このＡＣＫフレーム２７に重なるタイミングで、端末Ｂ以外の端末はデータフレームを送信することができなくなる。
【００８６】
しかし、端末Ｂがデータフレーム１６を正常に受信できなかった場合には、端末ＢはＡＣＫフレーム２７を送信しないため、データフレーム１６から最大フレーム間隔を経過したタイミングで、端末Ｂ以外の端末がデータフレームを送信することができてしまう。例えば、図１４の例では、端末Ｄがデータフレーム４８を送信している。すると、端末Ｃは本来のＡＣＫフレーム２７の終了タイミングまでスリープ状態にあるために、端末Ｄから送信されたデータフレーム４８を受信できず、未受信期間３７が生じてしまう。従って、その後の受信動作３８１によってデータフレーム４８を受信しようとしても正常に受信することはできなくなってしまう。
【００８７】
図１５は、スリープ動作の終了タイミングの他の例を示す図である。この例では、アクセスポイントＡがデータフレーム１６を送信した際のスリープ動作３６２のスリープ長は、ボディ長に最大フレーム間隔を加えたものとなっている。このタイミングであれば、端末Ｂがデータフレーム１６を正常に受信できずにＡＣＫフレーム２７を送信しなかった場合であっても、データフレーム１６の送信完了から最大フレーム間隔を経過した後に端末Ｄからデータフレーム４８が送信されても、端末Ｃはこのデータフレーム４８の受信動作３８１に入ることができる。
【００８８】
従って、スリープ長としては、ボディ長をそのまま使用してもよいが、それよりも長く、ボディ長に最大フレーム間隔を加えた期間とすることがより望ましい。また、このスリープ長としてボディ長に最短フレーム間隔およびＡＣＫパケット長を加えたものとすることも可能ではあるが、タイミングによっては未受信期間３７を生じるおそれがある。もっとも、このような未受信期間３７を生じた場合であっても、もし自端末宛のフレームを受信できなかった場合には当該フレームが再送されるため、効率は落ちるものの処理内容に矛盾を生じるようなことはない。
【００８９】
次に本発明の実施の形態における無線端末１００の動作について図面を参照して説明する。
【００９０】
図１６は、本発明の実施の形態における無線端末１００の処理手順を示す図である。無線端末１００は、ＰＬＣＰフレーム８３０（８４０）の受信を開始すると（ステップＳ９０１）、プリアンブル検査部１３２によってプリアンブル８３１（８４１）の誤り検出を行う。そして、ある閾値以上のデータ誤りが検出されたとプリアンブル判断部４４１によって判断すると（ステップＳ９０２）、伝送路の品質が悪化している可能性があるため、電源供給部１８０に対してスリープを抑止して通常の受信動作を行う（ステップＳ９１０）。
【００９１】
ステップＳ９０２において閾値以上のデータ誤りが検出されなかったと判断されると、次にＰＬＣＰヘッダ処理部１３３によってＰＬＣＰヘッダ８３２（８４２）の誤り検出を行う。そして、所定の誤りが検出されたとＰＬＣＰ判断部４４２が判断すると（ステップＳ９０３）、ＰＬＣＰヘッダ８３２（８４２）の情報に誤りがある可能性があるため、電源供給部１８０に対してスリープを抑止して通常の受信動作を行う（ステップＳ９１０）。
【００９２】
ステップＳ９０３において所定の誤りが検出されたと判断されなければ、さらにＰＬＣＰ判断部４４２によってＰＬＣＰヘッダ８４２（８３２）における長さ８４６（８３８）が規定の値であるか否かの判断がされる。すなわち、ＭＡＣフレーム８２０の長さは最大で２３４６バイトであることから、長さ８４６がそれを超える場合にはその情報自体が誤っていることになる。従って、そのような規定外の値を含むものとＰＬＣＰ判断部４４２が判断すると（ステップＳ９０４）、ＰＬＣＰヘッダ８４２（８３２）の情報に誤りがある可能性があるため、電源供給部１８０に対してスリープを抑止して通常の受信動作を行う（ステップＳ９１０）。
【００９３】
ステップＳ９０４において長さ８４６（８３８）が規定外の値を含むものと判断されなければ、さらにＰＬＣＰ判断部４４２によってＰＬＣＰヘッダ８３２（８４２）における伝送速度、すなわちシグナル８３６（データレート８４４）が規定の定義された値であるか否かの判断がされる。そして、未定義の値を含むものとＰＬＣＰ判断部４４２が判断すると（ステップＳ９０５）、ＰＬＣＰヘッダ８３２（８４２）の情報に誤りがある可能性があるため、電源供給部１８０に対してスリープを抑止して通常の受信動作を行う（ステップＳ９１０）。
【００９４】
ステップＳ９０５において伝送速度が未定義の値を含むものと判断されなければ、スリープ長計算部４１０によりスリープ長の計算が行われる（ステップＳ９０６）。そのスリープ長はタイマ４３０に設定される。
【００９５】
そして、ステップＳ９０６において計算されたスリープ長は、立上り時間判断部４４３によって無線端末１００内の各部の立上り時間と比較される。これら立上り時間よりもスリープ長が長いと判断されない場合には（ステップＳ９０７）、スリープによる効果が得られないため、電源供給部１８０に対してスリープを抑止して通常の受信動作を行う（ステップＳ９１０）。
【００９６】
ステップＳ９０７において立上り時間よりもスリープ長が長いと判断された場合には、アドレス検出部４２０により宛先アドレスが調べられる。そして、宛先アドレスが自端末のアドレスでないと判断すると（ステップＳ９０８）、それ以上受信する必要がないため、電源供給部１８０に対してスリープの開始を指示してスリープ動作に移行する（ステップＳ９０９）。このとき、タイマ４３０に対してもスリープ長の計時を開始させる。これにより、タイマ４３０は、スリープ長を経過すると電源供給部１８０に対してスリープの停止を指示する。一方、宛先アドレスが自端末のアドレスであれば（ステップＳ９０８）、通常の受信動作を行う（ステップＳ９１０）。
【００９７】
次に本発明の実施の形態による具体的な改善例について説明する。
【００９８】
本発明の実施の形態では、ＰＬＣＰフレーム８３０（８４０）の先頭のプリアンブル８３１（８４１）からＭＡＣヘッダ８２１までを受信したところでスリープすべきか否かを判断する。従って、ＭＡＣヘッダ８２１の受信を完了するまでは、通常動作による受信状態となる。
【００９９】
一例としてＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格のショートフォーマットでは、上述のようにプリアンブル８３１およびＰＬＣＰヘッダ８３２を受信するのに９６マイクロ秒を要する。また、伝送速度として１１Ｍビット／秒とすると、ＭＡＣヘッダ８２１を受信するには
（３０×８ビット）／（１１×１０６ビット／秒）≒２２マイクロ秒
を要する。従って、ショートフォーマットにおいては、スリープまでに
９６＋２２＝１１８マイクロ秒
の受信動作を行うことになる。
【０１００】
一方、同じ伝送速度でスリープ長を２３１６バイトと仮定すると、
（２３１６×８ビット）／（１１×１０６ビット／秒）
≒１６８４マイクロ秒
のスリープ動作を行うことになる。もっとも、このスリープ長はフレームボディ８１０の長さに依存するものであり、また、上述のように最大フレーム間隔をさらに加えることもできる。
【０１０１】
受信状態における消費電力は多くの場合、５００ｍＷから１Ｗ程度であると想定される。また、スリープ状態における消費電力は、１０ｍＷから３００ｍＷ程度であると想定される。ここで、典型例として、受信状態で８００ｍＷ、スリープ状態で５０ｍＷであると仮定すると、上述のショートフォーマットの例における消費電力の改善率は以下のようになる。
【０１０２】
（118×800＋1684×50）／（（118＋1684）×800）≒０.１２４
すなわち、８割以上の消費電力低減を実現できることがわかる。
【０１０３】
このように、本発明の実施の形態によれば、電源制御部４００のスリープ長計算部４１０においてＰＬＣＰヘッダ８３２（８４２）の内容に基づいてスリープ長を計算し、アドレス検出部４２０においてＭＡＣヘッダ８２１の内容から宛先アドレスを検出することにより、他端末宛のフレームについては受信を中断してスリープ状態に移行することができる。特に、ＰＬＣＰヘッダ８３２（８４２）は、既存の規格においてＣＲＣ８３９（パリティ８４７）を含んでおり、スリープ長の計算を安全に行うことができる。
【０１０４】
また、ＰＬＣＰヘッダ８３２（８４２）やＭＡＣヘッダ８２１の内容が信頼できない場合や、各部の立上り時間の関係でスリープすべきでない場合には、スリープ抑止判断部４４０がスリープ状態への移行を抑止する。これにより、より安全にスリープ動作を行うことができる。
【０１０５】
なお、本発明の実施の形態は本発明を具現化するための一例を示したものであり、以下に示すように特許請求の範囲における発明特定事項とそれぞれ対応関係を有するが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形を施すことができる。
【０１０６】
すなわち、請求項１において、上位層フレームは例えばＭＡＣフレーム８２０に対応し、物理層フレームは例えばＰＬＣＰフレーム８３０または８４０に対応し、第１の装置は例えばアクセスポイント２００に対応し、第２の装置は例えば無線端末１００に対応する。また、省電力動作時間計算手段は例えばスリープ長計算部４１０に対応し、アドレス検出手段は例えばアドレス検出部４２０に対応し、省電力モードの解除を指示する手段は例えばタイマ４３０に対応し、抑止手段は例えばスリープ抑止判断部４４０に対応する。
【０１０７】
また、請求項２において、端末は例えば無線端末１００に対応し、上位層フレームは例えばＭＡＣフレーム８２０に対応し、物理層フレームは例えばＰＬＣＰフレーム８３０または８４０に対応し、省電力動作時間計算手段は例えばスリープ長計算部４１０に対応し、アドレス検出手段は例えばアドレス検出部４２０に対応し、省電力モードの解除を指示する手段は例えばタイマ４３０に対応し、抑止手段は例えばスリープ抑止判断部４４０に対応する。
【０１１０】
また、請求項３において、物理層フレームにおけるプリアンブルに所定の誤りが検出された場合には省電力モードへの移行を抑止する手段は、例えばプリアンブル判断部４４１に対応する。
【０１１１】
また、請求項４において、物理層フレームのヘッダに所定の誤りが検出された場合に省電力モードへの移行を抑止する手段は、例えばＰＬＣＰ判断部４４２に対応する。
【０１１２】
また、請求項５において、物理層フレームのヘッダが所定の範囲外の値を含むことを検出した場合には省電力モードへの移行を抑止する手段は、例えばＰＬＣＰ判断部４４２に対応する。
【０１１３】
また、請求項６において、省電力動作時間計算手段により計算された省電力動作時間が所定時間よりも短い場合には省電力モードへの移行を抑止する手段は、例えば立上り時間判断部４４３に対応する。
【０１１４】
また、請求項７乃至９において、端末は例えば無線端末１００に対応し、上位層フレームは例えばＭＡＣフレーム８２０に対応し、物理層フレームは例えばＰＬＣＰフレーム８３０または８４０に対応し、物理層より上位層の上位層フレームを含んだ物理層フレームの受信を開始する手順は例えばステップＳ９０１に対応し、物理層フレームのヘッダから抽出された上位層フレームの長さに基づいて省電力動作時間を計算する手順は例えばステップＳ９０６に対応し、上位層フレームのヘッダを受信した時点で宛先アドレスを検出して自端末が宛先でないと判断すると上位層フレームのボディの先頭から省電力モードへの移行を指示する手順は例えばステップＳ９０８に対応し、省電力モードへの移行の指示から省電力動作時間を計時して省電力動作時間を経過すると省電力モードの解除を指示する手順は例えばステップＳ９０９に対応し、物理層フレームに基づく情報が所定条件を満たさない場合には上記指示にかかわらず省電力モードへの移行を抑止する手順は、例えばステップＳ９０２、Ｓ９０３、Ｓ９０４、Ｓ９０５およびＳ９０７に対応する。
【０１１６】
なお、本発明の実施の形態では電源制御部４００内のスリープ長計算部４１０によりスリープ長を計算しているが、このスリープ長の計算をプロセッサ１４０により実行するようにしても構わない。
【０１１７】
また、本発明の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。
【０１１８】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によると、無線通信システムにおいて、既存の規格に変更を加えることなく必要な情報を取得した上で低消費電力状態へ移行することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における無線通信システムの全体構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における無線端末１００の構成例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における電源制御部４００の構成例を示す図である。
【図４】ＩＥＥＥ８０２．１１規格におけるＭＡＣフレーム８２０の構成を示す図である。
【図５】ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格におけるＰＬＣＰフレーム８３０の構成を示す図である。
【図６】ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格におけるシグナル８３６の値と伝送速度８３６１との関係を示す図である。
【図７】ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格におけるサービス８３７の値の内容を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態におけるスリープ長計算部４１０のＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格への適用例を示す図である。
【図９】ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格におけるＰＬＣＰフレーム８４０の構成を示す図である。
【図１０】ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格におけるデータレート８４４の値の内容を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態におけるスリープ長計算部４１０のＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格への適用例を示す図である。
【図１２】無線通信システムにおける送信シーケンスと無線端末における送受信動作との関係を示す図である。
【図１３】スリープ動作の終了タイミングの一例を示す図である。
【図１４】図１３の例においてデータフレームを正常に受信できなくなるタイミングを示す図である。
【図１５】スリープ動作の終了タイミングの他の例を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態における無線端末１００の処理手順を示す図である。
【符号の説明】
１００ 無線端末
１０５ アンテナ
１１０ 無線通信部
１１１ 受信部
１１２ 送信部
１１３ 周波数シンセサイザ
１１４ アンテナ切替器
１２０ 変復調部
１２１ 復調部
１２２ 変調部
１３０ ＭＡＣ処理部
１３１ ＭＡＣ制御部
１３２ プリアンブル検査部
１３３ ＰＬＣＰヘッダ処理部
１３４ ＭＡＣヘッダ処理部
１３７ 受信データバッファ
１３８ 送信データバッファ
１４０ プロセッサ
１５０ メモリ
１６０ インターフェース部
１８０ 電源供給部
１９０ バス
２００ アクセスポイント
３００ ネットワーク
４００ 電源制御部
４１０ スリープ長計算部
４１１ フレーム長計算部
４１２、４１５ 減算器
４１３、４１６ 除算器
４２０ アドレス検出部
４３０ タイマ
４４０ スリープ抑止判断部
４４１ プリアンブル判断部
４４２ ＰＬＣＰ判断部
４４３ 立上り時間判断部
８１０ フレームボディ
８２０ ＭＡＣフレーム
８２１ ＭＡＣヘッダ
８３０、８４０ ＰＬＣＰフレーム
８３１、８４１ プリアンブル
８３２、８４２ ＰＬＣＰヘッダ
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システムに関し、特に各端末において省消費電力化を行う無線通信システム、その端末、その端末における処理方法および当該方法をコンピュータに実行させるプログラムならびにそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信システムにおいては各装置間の通信が無線によって実現される。その一つとして、無線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）は、従来の有線によるＬＡＮを置換するものとして普及が加速している。この無線ＬＡＮには様々な規格が存在し、特に物理層およびその直近の上位層であるＭＡＣ（媒体アクセス制御）副層（データリンク層）についてはＩＥＥＥ（米国電気電子学会）の８０２標準化委員会のワーキンググループによるＩＥＥＥ８０２．１１規格が知られている。
【０００３】
このＩＥＥＥ８０２．１１規格では、無線という媒体を使用するにあたり、物理層をＰＭＤ（物理媒体依存）副層とＰＬＣＰ（物理層コンバージェンスプロトコル）副層の２つの副層に分けている。ＰＭＤ副層では、周波数ホッピング方式、直接拡散方式、赤外線の強度変調といった媒体の特性に応じて、複数の伝送方式が規定されている。一方、ＰＬＣＰ副層は物理層の情報を伝えるためのプロトコルであり、ＰＬＣＰヘッダにおいて変調方式、速度、データ長などの情報を保持している。
【０００４】
また、物理層の上位層であるデータリンク層は、ＭＡＣ副層とＬＬＣ（論理リンク制御）副層に分けられ、ＩＥＥＥ８０２．１１規格では、物理層の直近の上位層であるＭＡＣ副層までをその対象としている。このＭＡＣ副層は媒体にアクセスするための制御を行うものであり、ＭＡＣヘッダにおいて媒体の占有予約時間や装置のアドレスなどの情報を保持している。このＭＡＣ副層によるＭＡＣフレームはＰＬＣＰ副層におけるＰＬＣＰフレームにカプセル化されて伝送される。
【０００５】
このような無線通信システムにおいて、各無線端末はバッテリ駆動により動作するため、より低消費電力化することが期待される。一方において、特に無線ＬＡＮではアクセスポイントや端末から送信されるデータを他の端末が受信することにより通信が成立するため、受信処理における消費電力が多くなる傾向がある。そのため、受信したパケット（フレーム）の宛先アドレスをチェックして自分宛でなければその後の受信を中止する技術が提案されている。例えば、物理層より上位層のヘッダ用のエラー検出コードを予め付加しておき、これを受信側でチェックしてエラーが生じていなければ、そのヘッダ内の宛先アドレスとパケット持続時間とを用いて低消費電力状態へ移行する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２６１４６２号公報（図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来技術では、ＩＥＥＥ８０２．１１規格で定められたフレーム構成を拡張してエラー検出コードを付加することにより、上位層ヘッダにおける宛先アドレスおよびパケット持続時間を速やかに利用できるようにしている。しかしながら、このように規格を拡張した実現手段を採用すると送信側と受信側の双方でその拡張に沿うような対応が必要となる。
【０００８】
例えば、アクセスポイントにおいて上位層ヘッダ用のエラー検出コードを生成して上位層ヘッダに付加するように修正を加えた上で、無線端末において上位層ヘッダに付加されたエラー検出コードをチェックするように修正する必要が生じる。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、無線通信システムにおいて、既存の規格に変更を加えることなく必要な情報を取得した上で低消費電力状態へ移行することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１記載の無線通信システムは、複数の装置により構成される無線通信システムであって、物理層より上位層の上位層フレームを含んだ物理層フレームを送信する際に、上記上位層フレームの長さを上記物理層フレームのヘッダに示し、上記上位層フレームの宛先を上記上位層フレームのヘッダに示す第１の装置と、上記上位層フレームのヘッダを受信した時点で自装置が宛先でないと判断すると上記物理層フレームのヘッダから抽出された上記上位層フレームの長さに基づいて通常動作に比べて省電力動作を行う省電力モードに移行する第２の装置とを具備し、上記第２の装置は、上記物理層フレームのヘッダから抽出された上記上位層フレームの長さに基づいて省電力動作時間を計算する省電力動作時間計算手段と、上記上位層フレームのヘッダを受信した時点で宛先アドレスを検出して自装置が宛先でないと判断すると上記上位層フレームのボディの先頭から上記省電力モードへの移行を指示するアドレス検出手段と、上記省電力モードへの移行の指示から上記省電力動作時間を計時して上記省電力動作時間を経過すると上記省電力モードの解除を指示する手段と、上記物理層フレームに基づく情報が所定条件を満たさない場合には前記アドレス検出手段による指示にかかわらず上記省電力モードへの移行を抑止する抑止手段とを備える。これにより、第１の装置において既存の規格に変更を加えることなく、第２の装置において省電力モードを設け、省電力モードへの移行が適切でない場合にこれを抑止させるという作用をもたらす。
【００１１】
また、本発明の請求項２記載の端末は、物理層より上位層の上位層フレームを含んだ物理層フレームを受信する端末であって通常動作に比べて省電力動作を行う省電力モードを有する端末において、上記物理層フレームのヘッダから抽出された上記上位層フレームの長さに基づいて省電力動作時間を計算する省電力動作時間計算手段と、上記上位層フレームのヘッダを受信した時点で宛先アドレスを検出して自端末が宛先でないと判断すると上記上位層フレームのボディの先頭から上記省電力モードへの移行を指示するアドレス検出手段と、上記省電力モードへの移行の指示から上記省電力動作時間を計時して上記省電力動作時間を経過すると上記省電力モードの解除を指示する手段と、上記物理層フレームに基づく情報が所定条件を満たさない場合には前記アドレス検出手段による指示にかかわらず上記省電力モードへの移行を抑止する抑止手段とを具備する。これにより、既存の規格における物理層フレームのヘッダから抽出された情報に基づいて省電力動作を行わせるとともに、省電力モードへの移行が適切でない場合にこれを抑止させるという作用をもたらす。
【００１５】
また、本発明の請求項３記載の端末は、請求項２記載の端末において、上記抑止手段が、上記物理層フレームにおけるプリアンブルに所定の誤りが検出された場合には上記省電力モードへの移行を抑止する手段を含むものである。これにより、プリアンブルに所定の誤りが検出された場合に省電力モードへの移行を抑止させるという作用をもたらす。
【００１６】
また、本発明の請求項４記載の端末は、請求項２記載の端末において、上記抑止手段が、上記物理層フレームのヘッダに所定の誤りが検出された場合に上記省電力モードへの移行を抑止する手段を含むものである。これにより、物理層フレームのヘッダに所定の誤りが検出された場合に省電力モードへの移行を抑止させるという作用をもたらす。
【００１７】
また、本発明の請求項５記載の端末は、請求項２記載の端末において、上記抑止手段が、上記物理層フレームのヘッダが所定の範囲外の値を含むことを検出した場合には上記省電力モードへの移行を抑止する手段を含むものである。これにより、物理層フレームのヘッダが所定の範囲外の値を含む場合に省電力モードへの移行を抑止させるという作用をもたらす。
【００１８】
また、本発明の請求項６記載の端末は、請求項２記載の端末において、上記抑止手段は、上記省電力動作時間計算手段により計算された上記省電力動作時間が所定時間よりも短い場合には上記省電力モードへの移行を抑止する手段を含むものである。これにより、省電力動作時間が所定時間よりも短い場合に省電力モードへの移行を抑止させるという作用をもたらす。
【００１９】
また、本発明の請求項７記載の処理方法は、通常動作に比べて省電力動作を行う省電力モードを有する端末における処理方法であって、物理層より上位層の上位層フレームを含んだ物理層フレームの受信を開始する手順と、上記物理層フレームのヘッダから抽出された上記上位層フレームの長さに基づいて省電力動作時間を計算する手順と、上記上位層フレームのヘッダを受信した時点で宛先アドレスを検出して自端末が宛先でないと判断すると上記上位層フレームのボディの先頭から上記省電力モードへの移行を指示する手順と、上記省電力モードへの移行の指示から上記省電力動作時間を計時して上記省電力動作時間を経過すると上記省電力モードの解除を指示する手順と、上記物理層フレームに基づく情報が所定条件を満たさない場合には上記指示にかかわらず上記省電力モードへの移行を抑止する手順とを具備する。これにより、既存の規格における物理層フレームのヘッダから抽出された情報に基づいて省電力動作を行わせるとともに、省電力モードへの移行が適切でない場合にこれを抑止させるという作用をもたらす。
【００２１】
また、本発明の請求項８記載のプログラムは、通常動作に比べて省電力動作を行う省電力モードを有する端末に、物理層より上位層の上位層フレームを含んだ物理層フレームの受信を開始する手順と、上記物理層フレームのヘッダから抽出された上記上位層フレームの長さに基づいて省電力動作時間を計算する手順と、上記上位層フレームのヘッダを受信した時点で宛先アドレスを検出して自端末が宛先でないと判断すると上記上位層フレームのボディの先頭から上記省電力モードへの移行を指示する手順と、上記省電力モードへの移行の指示から上記省電力動作時間を計時して上記省電力動作時間を経過すると上記省電力モードの解除を指示する手順と、上記物理層フレームに基づく情報が所定条件を満たさない場合には上記指示にかかわらず上記省電力モードへの移行を抑止する手順とを実行させるものである。これにより、既存の規格における物理層フレームのヘッダから抽出された情報に基づいて省電力動作を行わせるとともに、省電力モードへの移行が適切でない場合にこれを抑止させるという作用をもたらす。
【００２３】
また、本発明の請求項９記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、通常動作に比べて省電力動作を行う省電力モードを有する端末に、物理層より上位層の上位層フレームを含んだ物理層フレームを受信の受信を開始する手順と、上記物理層フレームのヘッダを受信した時点で抽出された上記上位層フレームの長さに基づいて省電力動作時間を計算する手順と、上記上位層フレームのヘッダから宛先アドレスを検出して自端末が宛先でないと判断すると上記上位層フレームのボディの先頭から上記省電力モードへの移行を指示する手順と、上記省電力モードへの移行の指示から上記省電力動作時間を計時して上記省電力動作時間を経過すると上記省電力モードの解除を指示する手順と、上記物理層フレームに基づく情報が所定条件を満たさない場合には上記指示にかかわらず上記省電力モードへの移行を抑止する手順とを実行させるためのプログラムを記録したものである。これにより、既存の規格における物理層フレームのヘッダから抽出された情報に基づいて省電力動作を行わせるとともに、省電力モードへの移行が適切でない場合にこれを抑止させるという作用をもたらす。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に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。
【００２６】
図１は、本発明の実施の形態における無線通信システムの全体構成の一例を示す図である。この例では、ネットワーク３００にアクセスポイント２００が有線により接続し、このアクセスポイント２００と複数の無線端末１００とが無線により接続している。アクセスポイント２００および無線端末１００はネットワーク３００とは別個のネットワークである無線ＬＡＮを形成する。このようにアクセスポイントを用いてネットワークを形成する通信形態をインフラストラクチャモードとよぶ。
【００２７】
図１の例では、一組の無線ＬＡＮしか記載されていないが、ネットワーク３００には複数のアクセスポイント２００を設けることもできる。この場合、各無線端末１００は、あるアクセスポイント２００からネットワーク３００に接続する他のアクセスポイント２００を介して他の無線ＬＡＮに属する無線端末１００と通信を行うことも可能となる。
【００２８】
なお、無線ＬＡＮの通信形態としては、他にもアクセスポイントを設けず端末同士が直接通信するアドホックモードも存在する。本発明は何れの通信形態にも適用できるが、この実施の形態ではインフラストラクチャモードによる構成に基づいて以下説明する。
【００２９】
図２は、本発明の実施の形態における無線端末１００の構成例を示す図である。この無線端末１００は、無線通信部１１０と、変復調部１２０と、ＭＡＣ処理部１３０と、プロセッサ１４０と、メモリ１５０とをバス１９０により接続した構成となっている。また、メモリ１５０にはインターフェース部１６０が接続されている。また、この無線端末１００は電源供給部１８０を有しており、この電源供給部１８０から（図示しない）電源線によって無線端末１００内の各部に電源が供給される。
【００３０】
無線通信部１１０は、無線端末の外部との間で無線通信を行うためのものであり、無線信号を受信する受信部１１１と、無線信号を送信する送信部１１２と、無線信号を送受信するための周波数信号を発生する周波数シンセサイザ１１３と、受信部１１１および送信部１１２の間でアンテナを切替えるアンテナ切替器１１４とを備える。周波数シンセサイザ１１３としては、例えば、ＰＬＬ回路（位相同期回路）が使用される。また、周波数シンセサイザ１１３にはアンテナ１０５が接続される。
【００３１】
変復調部１２０は、無線通信部１１０における送受信信号と無線端末内部のデジタル信号との間の変換を行うものであり、受信部１１１からの信号を復調する復調部１２１と、送信対象の信号を変調して送信部１１２に与える変調部１２２とを備える。無線ＬＡＮにおける変調方式は一次変調と二次変調に分かれている。一次変調としては、ＡＳＫ（振幅変調）、ＦＳＫ（周波数変調）、ＰＳＫ（位相変調）、ＱＡＭ（直交振幅変調）、ＣＣＫ（相補符号変調）などがある。二次変調としては、スペクトラム拡散技術を用いた周波数ホッピング方式（ＦＨＳＳ）、直接拡散方式（ＤＳＳＳ）や直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ）などがある。
【００３２】
ＭＡＣ処理部１３０は、ＭＡＣ副層における処理を行うＭＡＣ制御部１３１と、復調部１２１からの信号を保持する受信データバッファ１３７と、変調部１２２への信号を保持する送信データバッファ１３８とを備える。また、ＭＡＣ処理部１３０は、復調部１２１からの信号について、プリアンブルを検査するプリアンブル検査部１３２と、ＰＬＣＰヘッダを処理するＰＬＣＰヘッダ処理部１３３と、ＭＡＣヘッダを処理するＭＡＣヘッダ処理部１３４と、これらの出力に基づいて電源供給部１８０に対する制御を行う電源制御部４００とを備える。ＭＡＣ制御部１３１および電源制御部４００は、バス１９０に接続される。
【００３３】
プロセッサ１４０は、無線端末１００の全体の制御を行うものである。メモリ１５０は、プロセッサ１４０が処理を行うための作業領域を保持するものである。インターフェース部１６０は、無線端末１００と他のコンピュータや携帯機器などとを接続するためのものである。これら他の機器は物理的に無線端末１００の外部に接続されるものでもよく、また、無線端末１００が他の機器に内蔵されるような接続形態でもよい。
【００３４】
電源供給部１８０は、各部に電源を供給するに当たり、省電力動作を行う省電力モードと通常動作を行う通常モードとを有する。この省電力モードにより動作することを俗に「スリープ」という。このスリープの開始および停止、ならびにこのスリープを行わないようにするスリープの抑止といった制御は電源制御部４００により実現される。
【００３５】
図３は、本発明の実施の形態における電源制御部４００の構成例を示す図である。この電源制御部４００は、スリープ長を計算するスリープ長計算部４１０と、フレームの宛先アドレスを検出するアドレス検出部４２０と、スリープ長を計時するタイマ４３０と、スリープを抑止させるスリープ抑止判断部４４０とを備える。
【００３６】
スリープ長計算部４１０は、ＰＬＣＰヘッダ処理部１３３から与えられたＰＬＣＰフレームのＰＬＣＰヘッダに基づいてスリープ長を計算して、そのスリープ長をタイマ４３０に設定する。アドレス検出部４２０は、ＭＡＣヘッダ処理部１３４から与えられたＭＡＣフレームのＭＡＣヘッダに基づいて宛先アドレスを検出して、その宛先アドレスが他端末のアドレスであれば電源供給部１８０に対してスリープ開始を指示する。また、このスリープ開始の指示と同時に、アドレス検出部４２０は、タイマ４３０に設定されているスリープ長の計時を開始させる。タイマ４３０はこれにより、スリープ長計算部４１０によって設定されたスリープ長の計時を開始し、そのスリープ長を経過すると電源供給部１８０に対してスリープ停止を指示する。
【００３７】
スリープ抑止判断部４４０は、電源供給部１８０に対して省電力モードにならないようスリープを抑止するものであり、プリアンブル検査部１３２から与えられたデータ誤り検出の情報を判断するプリアンブル判断部４４１と、ＰＬＣＰヘッダ処理部１３３から与えられたデータ誤り検出の情報やＰＬＣＰの内容を判断するＰＬＣＰ判断部４４２と、スリープ長計算部４１０から与えられたスリープ長に基づいて無線端末１００の各部の立上り時間との関係を判断する立上り時間判断部４４３とを備える。
【００３８】
プリアンブル判断部４４１は、プリアンブル検査部１３２から与えられたデータ誤り検出の情報に基づいて、ある閾値以上のデータ誤りが検出された場合には電源供給部１８０に対してスリープを抑止する。プリアンブルに誤りが多い場合には伝送路の品質が悪化しているおそれがあり、その場合にはスリープ長の判断材料であるＰＬＣＰヘッダに誤りが生じているおそれがあるからである。従って、この場合には誤った条件で省電力モードとなることによって受信漏れを生じないよう、通常モードを維持するように制御される。
【００３９】
ＰＬＣＰ判断部４４２は、ＰＬＣＰヘッダ処理部１３３からの情報に基づいて、ＰＬＣＰヘッダにおける誤りを検出し、誤りが検出された場合には電源供給部１８０に対してスリープを抑止する。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂであればＨＥＣ（ヘッダ誤り制御）により誤り検出を行う。また、ＩＥＥＥ８０２．１１ａであれば畳み込み符号を解いた後にパリティによって誤り検出を行うことになる。
【００４０】
また、ＰＬＣＰ判断部４４２は、上述のＨＥＣやパリティによる誤り検出に加えて、ＰＬＣＰヘッダにおける各フィールドの値が論理的に誤った値になっていないかを調べる。すなわち、各フィールドにおいてはそれぞれ所定の値が定義されており、未定義の値を示すことは論理的にあり得ない。従って、そのような未定義の値を示すフィールドが存在する場合には、何らかの誤りが生じているものと推定してスリープを抑止する。
【００４１】
立上り時間判断部４４３は、スリープ長計算部４１０から与えられたスリープ長に基づいて無線端末１００の各部の立上り時間との関係を判断し、スリープ長が無線端末１００の各部の立上り時間よりも短い場合には電源供給部１８０に対してスリープを抑止する。例えば、周波数シンセサイザ１１３におけるＰＬＬ回路が安定して動作するために１００マイクロ秒程度の立上り時間を必要とするものと仮定すると、スリープ長がこれと同程度の時間ではスリープによる効果が得られない。多少余裕を見て１５０マイクロ秒とすると、１１Ｍビット／秒では２０７バイト程度に相当するので、これ以上のバイト長がないとスリープからの立上りに間に合わなくなる可能性がある。従って、この場合はＭＡＣヘッダの容量として３０バイトを加えた２３７バイト以上の容量をＭＡＣフレームが有する場合に限りスリープを許容するように制御できる。
【００４２】
次に本発明の実施の形態におけるフレーム構成およびその取扱いについて図面を参照して説明する。
【００４３】
図４は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格におけるＭＡＣフレーム８２０の構成を示す図である。ＭＡＣフレーム８２０は、ＭＡＣ副層における情報を伝達するものであり、ＭＡＣヘッダ８２１と、フレームボディ８１０と、ＦＣＳ（フレームチェックシーケンス）８２９とを備える。また、ＭＡＣヘッダ８２１は、フレームコントロール８２２と、期間８２３と、アドレス１（８２４）と、アドレス２（８２５）と、アドレス３（８２６）と、シーケンスコントロール８２７と、アドレス４（８２８）とを備える。
【００４４】
フレームコントロール８２２は、フレームの制御情報を示すフィールドであり、フレームの種類や通信形態に関する情報を含む。期間８２３は、フレーム送信完了までの予約時間を示すフィールドである。シーケンスコントロール８２７は、フラグメント分割した場合のフラグメント番号およびシーケンス番号を示すフィールドである。
【００４５】
アドレス１〜４（８２４乃至８２６および８２８）は、フレームの発信アドレスや宛先アドレスなどを示すフィールドである。これら４つのアドレスの各々が何れのアドレスを意味するかは、フレームコントロール８２２における通信形態により異なる。例えば、図１のアクセスポイント２００から無線端末１００への通信の場合、アドレス１（８２４）が宛先アドレスを示し、アドレス３（８２６）が発信アドレスを示す。
【００４６】
このＭＡＣヘッダ８２１における各フィールドの容量は図４に示すように、フレームコントロール８２２、期間８２３およびシーケンスコントロール８２７がそれぞれ２バイトずつであり、アドレス１〜４（８２４乃至８２６および８２８）はそれぞれ６バイトずつである。従って、ＭＡＣヘッダ８２１全体としては計３０バイトになる。
【００４７】
フレームボディ８１０は、ＭＡＣフレーム８２０のペイロードに相当するものであり、ＭＡＣ副層におけるデータを伝送するために使用される。このフレームボディ８１０は、最大で２３１２バイトの容量を有する。ＦＣＳ８２９は、ＭＡＣフレーム８２０の誤りを検出するためのフィールドであり、生成多項式の剰余計算による余りの１の補数が設定される。このＦＣＳ８２９は、４バイトを有する。従って、ＭＡＣフレーム８２０全体としては、最大で２３４６バイトの容量を有することになる。
【００４８】
図５は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格におけるＰＬＣＰフレーム８３０の構成を示す図である。ＰＬＣＰフレーム８３０は、ＰＬＣＰ副層における情報を伝達するものであり、プリアンブル８３１と、ＰＬＣＰヘッダ８３２とを備え、ペイロードとしてＭＡＣフレーム８２０を有する。
【００４９】
プリアンブル８３１は、同期をとるための信号であり、同期ビット８３４とデリミタ８３５とからなる。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格には、ＩＥＥＥ８０２．１１規格の直接拡散方式と互換を保つ場合のロングフォーマットと、高速動作用のショートフォーマットとがある。ロングフォーマットにおいては同期ビット８３４は１２８ビットであり、ショートフォーマットにおいては同期ビット８３４は５６ビットである。また、いずれのフォーマットにおいてもデリミタ８３５は１６ビットである。従って、プリアンブル全体としては１４４ビットまたは７２ビットを有することになる。
【００５０】
ＰＬＣＰヘッダ８３２は、シグナル８３６と、サービス８３７と、長さ８３８と、ＣＲＣ（巡回冗長検査）８３９とを備える。シグナル８３６は、伝送速度示すフィールドである。サービス８３７は、変調方式などを示すフィールドである。長さ８３８は、ＭＡＣフレーム８２０の長さをマイクロ秒単位で示すフィールドである。ＣＲＣ８３９は、ＰＬＣＰヘッダ８３２の誤り検出を行うためのフィールドである。
【００５１】
このＰＬＣＰヘッダ８３２において、シグナル８３６およびサービス８３７はそれぞれ８ビット、長さ８３８およびＣＲＣ８３９はそれぞれ１６ビットである。従って、ＰＬＣＰヘッダ８３２全体としては、４８ビットを有することになる。
【００５２】
ここで、ＰＬＣＰフレーム８３０の転送時間を算出すると、ロングフォーマットにおいては、プリアンブル８３１およびＰＬＣＰヘッダ８３２はともに１Ｍビット／秒で転送されるので、
１９２ビット／（１×１０６ビット／秒）＝１９２マイクロ秒
を要することになる。また、ショートフォーマットにおいてはプリアンブル８３１が１Ｍビット／秒で転送され、ＰＬＣＰヘッダ８３２が２Ｍビット／秒で転送されるので、
７２ビット／（１×１０６ビット／秒）
＋４８ビット／（２×１０６ビット／秒）
＝７２マイクロ秒＋２４マイクロ秒＝９６マイクロ秒
を要することになる。ＭＡＣフレーム８２０の転送時間は、フレームボディ８１０の容量およびシグナル８３６に規定される伝送速度に依存する。
【００５３】
図６は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格におけるシグナル８３６の値と伝送速度８３６１との関係を示す図である。シグナル８３６は、ＭＡＣフレーム８２０の伝送速度を定めるものである。従って、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格におけるＰＬＣＰヘッダ８３２のシグナル８３６を参照することにより、伝送速度８３６１を取得することができる。図中、「０ｘ〜」は１６進数表記を意味し、「０ｂ〜」は２進数表記を意味する。シグナル８３６が１６進数表記で「０Ａ」の場合は伝送速度１Ｍビット／秒を、「１４」の場合は伝送速度２Ｍビット／秒を、「３７」の場合は伝送速度５．５Ｍビット／秒を、「６Ｅ」の場合は伝送速度１１Ｍビット／秒をそれぞれ表す。
【００５４】
シグナル８３６は、正常な場合には、これら４つの値以外の値を有することはない。従って、これら以外の未定義値を有する場合にはシグナル８３６が誤りを含んでいるものと判断できる。この判断は、ＰＬＣＰ判断部４４２（図３）によって行われる。
【００５５】
図７は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格におけるサービス８３７の値の内容を示す図である。サービス８３７は８ビットからなるフィールドを有し、上位４ビット目において変調方式８３７１を規定し、最下位ビットにおいて長さ拡張８３７２を規定する。
【００５６】
変調方式８３７１は、「０」の場合はＣＣＫを意味し、「１」の場合はＰＢＣＣ（パケット２値畳み込み符号）を意味する。これら変調方式の指定はＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格によって拡張された伝送速度５．５Ｍビット／秒および１１Ｍビット／秒の場合に有効である。ＩＥＥＥ８０２．１１規格との互換性を保つため、伝送速度１Ｍビット／秒の場合にはＤＢＰＳＫ（差動２値ＰＳＫ）、伝送速度２Ｍビット／秒の場合にはＤＱＰＳＫ（差動４値ＰＳＫ）の変調方式が使用される。
【００５７】
長さ拡張８３７２は、長さ８３８を補うものであり、伝送速度１１Ｍビット／秒の場合に、時間（マイクロ秒）を単位とする長さ８３８とＭＡＣフレーム８２０のバイト数とを相互変換するために用いられる。具体的な計算方法については後述する。
【００５８】
図８は、本発明の実施の形態におけるスリープ長計算部４１０のＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格への適用例を示す図である。このスリープ長計算部４１０は、ＭＡＣフレーム８２０の容量を計算するフレーム長計算部４１１と、ＭＡＣヘッダ８２１の容量を減算する減算器４１２と、伝送速度８３６１による除算を行う除算器４１３とを備える。
【００５９】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格において、ＰＬＣＰヘッダ８３２の長さ８３８はマイクロ秒を単位とする時間換算の長さとなっている。スリープ長を算出するためにはまずＭＡＣヘッダ８２１の長さを除いておく必要があるが、このＭＡＣヘッダ８２１の長さは３０バイトという容量換算の長さとなっている。従って、両者の単位を合わせた上で後者を減算しなければならない。この図８の適用例では長さ８３８をバイト単位に換算しているが、ＭＡＣヘッダ８２１の長さを時間単位に換算しても構わない。
【００６０】
フレーム長計算部４１１は、シグナル８３６の伝送速度８３６１と、サービス８３７の変調方式８３７１および長さ拡張８３７２とを用いて、マイクロ秒を単位とする長さ８３８を以下の要領でバイト単位に換算する。
【００６１】
伝送速度８３６１＝５.５Ｍビット／秒，変調方式８３７１＝ＣＣＫの場合；
フレーム長［バイト］＝長さ８３８［マイクロ秒］×５.５／８
（小数点以下切り捨て）
【００６２】
伝送速度８３６１＝１１Ｍビット／秒，変調方式８３７１＝ＣＣＫの場合；
フレーム長［バイト］＝（長さ８３８［マイクロ秒］×１１／８）
−長さ拡張８３７２ （小数点以下切り捨て）
【００６３】
伝送速度８３６１＝５.５Ｍビット／秒，変調方式８３７１＝ＰＢＣＣの場合；
フレーム長［バイト］＝（長さ８３８［マイクロ秒］×５.５／８）−１
（小数点以下切り捨て）
【００６４】
伝送速度８３６１＝１１Ｍビット／秒，変調方式８３７１＝ＰＢＣＣの場合；
フレーム長［バイト］＝（長さ８３８［マイクロ秒］×１１／８）−１
−長さ拡張８３７２ （小数点以下切り捨て）
【００６５】
このようにして得られたバイト単位のフレーム長から減算器４１２により３０バイトを減算する。これにより、ＭＡＣフレーム８２０からＭＡＣヘッダ８２１を除いたボディ部分（すなわち、フレームボディ８１０とＦＣＳ８２９）のボディ長がバイト単位により得られる。除算器４１３によってこのボディ長をシグナル８３６の伝送速度８３６１で割れば、ボディ部分の転送にかかる時間が算出される。
【００６６】
例えば、伝送速度８３６１＝１１Ｍビット／秒，変調方式８３７１＝ＣＣＫの場合、長さ８３８が７４４で、長さ拡張８３７２が０であれば、フレーム長は、
７４４×１１／８−０＝１０２３バイト
となる。従って、ボディ長は、
（１０２３−３０）×８／（１１×１０６）＝７２２マイクロ秒
となる。このボディ長をスリープ長として用いてもよいが、後述のように、さらにこのボディ長に最大フレーム間隔（ＤＩＦＳ）を加算することができる。例えば、この最大フレーム間隔を１２８マイクロ秒とすれば、スリープ長は、
７２２マイクロ秒＋１２８マイクロ秒＝８５０マイクロ秒
となる。
【００６７】
図９は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格におけるＰＬＣＰフレーム８４０の構成を示す図である。ＰＬＣＰフレーム８４０は、ＰＬＣＰフレーム８３０と同様に、ＰＬＣＰ副層における情報を伝達するものであり、プリアンブル８４１と、ＰＬＣＰヘッダ８４２とを備え、ペイロードとしてＭＡＣフレーム８２０を有する。このＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格では、ＩＥＥＥ８０２．１１規格の周波数２．４ＧＨｚ帯とは異なる５ＧＨｚ帯の周波数を用いるため、ＩＥＥＥ８０２．１１規格との互換性はなく、フレームフォーマットも異なるものが採用されている。
【００６８】
プリアンブル８４１は、同期をとるための信号であり、１２シンボルの長さを有している。ここで、シンボルとはＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格におけるＯＦＤＭ方式で用いられる変調の単位である。このＯＦＤＭ方式では、直交する複数のサブキャリアを同時に使って信号をパラレルに伝送しており、エラー訂正符号を組み合わせて使用することで、妨害波や干渉などによって一部のサブキャリアが受信できなかったときであってもデータを再現できるようになっている。
【００６９】
ＰＬＣＰヘッダ８４２は、データレート８４４と、長さ８４６と、パリティ８４７と、テール８４８と、サービス８４９とを備えている。データレート８４４は、伝送速度を表すフィールドである。長さ８４６は、ＭＡＣフレーム８２０の長さをバイト単位で表すフィールドである。パリティ８４７は、誤り検出に用いられる符号である。テール８４８は、データレート８４４から始まるシグナル８４３の後尾を表すフィールドである。
【００７０】
シグナル８４３において、データレート８４４は４ビット、長さ８４６は１２ビット、パリティ８４７は１ビット、テール８４８は６ビットを有している。また、データレート８４４と長さ８４６との間には未使用ビット８４５が１ビット存在する。従って、このシグナル８４３としては、２４ビットを使用していることになる。なお、テール８４８の６ビットには全て０が設定される。
【００７１】
サービス８４９は、１６ビットのフィールドを有し、上位７ビットは受信機側のデスクランブラとの同期をとるために使用され、下位９ビットは将来の使用のために予約されている。これら１６ビットのフィールドには全て０が設定される。
【００７２】
図１０は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格におけるデータレート８４４の値の内容を示す図である。データレート８４４の値のそれぞれについて、変調方式８４４１、符号化率８４４２および伝送速度８４４３が定められている。従って、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格におけるＰＬＣＰヘッダ８４２のデータレート８４４を参照することにより、伝送速度８４４３を取得することができる。
【００７３】
データレート８４４は、正常な場合には、この図１０に示された値以外を有することはない。従って、これら以外の未定義値を有する場合にはデータレート８４４が誤りを含んでいるものと判断できる。この判断は、ＰＬＣＰ判断部４４２（図３）によって行われる。
【００７４】
図１１は、本発明の実施の形態におけるスリープ長計算部４１０のＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格への適用例を示す図である。このスリープ長計算部４１０は、ＭＡＣフレーム８２０の容量からＭＡＣヘッダ８２１の容量を減算する減算器４１５と、伝送速度８４４３による除算を行う除算器４１６とを備える。
【００７５】
ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格において、ＰＬＣＰヘッダ８４２の長さ８４６はバイトを単位とする容量換算の長さとなっている。従って、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格の場合と異なり、時間単位から容量単位への換算をすることなく、ボディ長を求めることができる。すなわち、減算器４１２によって長さ８４６からＭＡＣヘッダ８２１の３０バイトを減算してボディ長を得る。そして、除算器４１６によってこのボディ長をデータレート８４４の伝送速度８４４３で割れば、ボディ部分の転送にかかる時間が算出される。
【００７６】
例えば、データレート８４４＝０ｂ１０１１で、長さ８４６＝１０３０の場合、ボディ長は、
（１０３０−３０）×８／（３６×１０６）＝２２２マイクロ秒
となる。なお、このボディ長をスリープ長として用いてもよく、さらにこのボディ長に最大フレーム間隔を加算することができる点については上述のＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格の場合と同様である。
【００７７】
次に本発明の実施の形態におけるスリープ動作のタイミングについて図面を参照して説明する。
【００７８】
図１２は、無線通信システムにおける送信シーケンスと無線端末における送受信動作との関係を示す図である。図１２（ａ）はアクセスポイントＡと端末ＢおよびＣとの間の通信における送信シーケンスを示し、図１２（ｂ）はその送信シーケンスに対応する端末Ｃの送受信動作を示す。
【００７９】
まず、アクセスポイントＡが端末Ｃに対してデータフレーム１１を送信すると、端末Ｃはそのデータフレーム１１の受信動作３１を行う。このデータフレーム１１においては、その宛先が端末Ｃ自身であるので、端末Ｃはデータフレーム１１全てを受信する。端末Ｃはこのデータフレーム１１を受信すると、受領を確認するＡＣＫフレーム３２をアクセスポイントＡに送信する。
【００８０】
次に、アクセスポイントＡは端末Ｂに対してデータフレーム１３を送信する。この場合、端末Ｃは受信動作３３１に入り、ＰＬＣＰフレーム８３０の受信を始めるが、ＭＡＣヘッダ８２１を受信した段階で宛先を判断し、その宛先が端末Ｂであることからスリープ動作３３２に移行する。このデータフレーム１３に対しては、端末ＢがＡＣＫフレーム２４をアクセスポイントＡに送信する。
【００８１】
続いて、端末ＢがアクセスポイントＡにデータフレーム２５を送信した場合にも、端末Ｃは受信動作３５１に入るが、やはりＭＡＣヘッダ８２１を受信した段階でその宛先がアクセスポイントＡであることを判断すると、スリープ動作３５２に移行する。
【００８２】
この図１２の例では、ボディ長をスリープ長として使用しており、ＭＡＣヘッダ８２１を受信し終えた直後からＦＣＳ８２９の送信完了タイミングまでの間、スリープモードによる動作を行うものとしている。しかし、このスリープ動作の終了タイミングは必ずしもこれに限られず、より長い時間をスリープ長として使用することも可能である。
【００８３】
図１３は、スリープ動作の終了タイミングの一例を示す図である。ＩＥＥＥ８０２．１１規格では、アクセスしようとする媒体がアイドル状態か否かを判断するために、フレーム間隔（ＩＦＳ）を規定しており、規定された時間以上にわたり媒体において信号が検出されない場合にアイドル状態であると判断される。このフレーム間隔として複数のフレーム間隔が定義されており、データフレームを正常に受信した装置がＡＣＫフレームを送信するタイミングとして最短フレーム間隔（ＳＩＦＳ）が定義され、また、ＡＣＫフレーム送信後に何れかの端末がデータフレームを送信するタイミングとして最大フレーム間隔（ＤＩＦＳ）が定義されている。
【００８４】
この図１３の例では、アクセスポイントＡが端末Ｂに対してデータフレーム１６を送信している。端末Ｃは受信動作３６１に入った後、ＭＡＣヘッダ８２１を受信するとスリープ動作３６２に移行する。この例では、スリープ長としてボディ長に最短フレーム間隔およびＡＣＫパケット長を加えたものとなっている。このようにスリープ長を設定した場合であっても、この図１３のように、次のデータフレーム４８が規則通りに送信されれば、端末Ｃは再度受信動作３８１に入った上でスリープ動作に移行できるので、問題は生じない。しかし、端末Ｂがデータフレーム１６を正常に受信できなかった場合には、端末ＢはＡＣＫフレーム２７を送信しないため、次のように不都合が生じる。
【００８５】
図１４は、図１３の例においてデータフレームを正常に受信できなくなるタイミングを示す図である。本来であれば、アクセスポイントＡが送信したデータフレーム１６を端末Ｂが正常に受信して、これに対して端末ＢがＡＣＫフレーム２７をアクセスポイントＡに送信する。これによって、このＡＣＫフレーム２７に重なるタイミングで、端末Ｂ以外の端末はデータフレームを送信することができなくなる。
【００８６】
しかし、端末Ｂがデータフレーム１６を正常に受信できなかった場合には、端末ＢはＡＣＫフレーム２７を送信しないため、データフレーム１６から最大フレーム間隔を経過したタイミングで、端末Ｂ以外の端末がデータフレームを送信することができてしまう。例えば、図１４の例では、端末Ｄがデータフレーム４８を送信している。すると、端末Ｃは本来のＡＣＫフレーム２７の終了タイミングまでスリープ状態にあるために、端末Ｄから送信されたデータフレーム４８を受信できず、未受信期間３７が生じてしまう。従って、その後の受信動作３８１によってデータフレーム４８を受信しようとしても正常に受信することはできなくなってしまう。
【００８７】
図１５は、スリープ動作の終了タイミングの他の例を示す図である。この例では、アクセスポイントＡがデータフレーム１６を送信した際のスリープ動作３６２のスリープ長は、ボディ長に最大フレーム間隔を加えたものとなっている。このタイミングであれば、端末Ｂがデータフレーム１６を正常に受信できずにＡＣＫフレーム２７を送信しなかった場合であっても、データフレーム１６の送信完了から最大フレーム間隔を経過した後に端末Ｄからデータフレーム４８が送信されても、端末Ｃはこのデータフレーム４８の受信動作３８１に入ることができる。
【００８８】
従って、スリープ長としては、ボディ長をそのまま使用してもよいが、それよりも長く、ボディ長に最大フレーム間隔を加えた期間とすることがより望ましい。また、このスリープ長としてボディ長に最短フレーム間隔およびＡＣＫパケット長を加えたものとすることも可能ではあるが、タイミングによっては未受信期間３７を生じるおそれがある。もっとも、このような未受信期間３７を生じた場合であっても、もし自端末宛のフレームを受信できなかった場合には当該フレームが再送されるため、効率は落ちるものの処理内容に矛盾を生じるようなことはない。
【００８９】
次に本発明の実施の形態における無線端末１００の動作について図面を参照して説明する。
【００９０】
図１６は、本発明の実施の形態における無線端末１００の処理手順を示す図である。無線端末１００は、ＰＬＣＰフレーム８３０（８４０）の受信を開始すると（ステップＳ９０１）、プリアンブル検査部１３２によってプリアンブル８３１（８４１）の誤り検出を行う。そして、ある閾値以上のデータ誤りが検出されたとプリアンブル判断部４４１によって判断すると（ステップＳ９０２）、伝送路の品質が悪化している可能性があるため、電源供給部１８０に対してスリープを抑止して通常の受信動作を行う（ステップＳ９１０）。
【００９１】
ステップＳ９０２において閾値以上のデータ誤りが検出されなかったと判断されると、次にＰＬＣＰヘッダ処理部１３３によってＰＬＣＰヘッダ８３２（８４２）の誤り検出を行う。そして、所定の誤りが検出されたとＰＬＣＰ判断部４４２が判断すると（ステップＳ９０３）、ＰＬＣＰヘッダ８３２（８４２）の情報に誤りがある可能性があるため、電源供給部１８０に対してスリープを抑止して通常の受信動作を行う（ステップＳ９１０）。
【００９２】
ステップＳ９０３において所定の誤りが検出されたと判断されなければ、さらにＰＬＣＰ判断部４４２によってＰＬＣＰヘッダ８４２（８３２）における長さ８４６（８３８）が規定の値であるか否かの判断がされる。すなわち、ＭＡＣフレーム８２０の長さは最大で２３４６バイトであることから、長さ８４６がそれを超える場合にはその情報自体が誤っていることになる。従って、そのような規定外の値を含むものとＰＬＣＰ判断部４４２が判断すると（ステップＳ９０４）、ＰＬＣＰヘッダ８４２（８３２）の情報に誤りがある可能性があるため、電源供給部１８０に対してスリープを抑止して通常の受信動作を行う（ステップＳ９１０）。
【００９３】
ステップＳ９０４において長さ８４６（８３８）が規定外の値を含むものと判断されなければ、さらにＰＬＣＰ判断部４４２によってＰＬＣＰヘッダ８３２（８４２）における伝送速度、すなわちシグナル８３６（データレート８４４）が規定の定義された値であるか否かの判断がされる。そして、未定義の値を含むものとＰＬＣＰ判断部４４２が判断すると（ステップＳ９０５）、ＰＬＣＰヘッダ８３２（８４２）の情報に誤りがある可能性があるため、電源供給部１８０に対してスリープを抑止して通常の受信動作を行う（ステップＳ９１０）。
【００９４】
ステップＳ９０５において伝送速度が未定義の値を含むものと判断されなければ、スリープ長計算部４１０によりスリープ長の計算が行われる（ステップＳ９０６）。そのスリープ長はタイマ４３０に設定される。
【００９５】
そして、ステップＳ９０６において計算されたスリープ長は、立上り時間判断部４４３によって無線端末１００内の各部の立上り時間と比較される。これら立上り時間よりもスリープ長が長いと判断されない場合には（ステップＳ９０７）、スリープによる効果が得られないため、電源供給部１８０に対してスリープを抑止して通常の受信動作を行う（ステップＳ９１０）。
【００９６】
ステップＳ９０７において立上り時間よりもスリープ長が長いと判断された場合には、アドレス検出部４２０により宛先アドレスが調べられる。そして、宛先アドレスが自端末のアドレスでないと判断すると（ステップＳ９０８）、それ以上受信する必要がないため、電源供給部１８０に対してスリープの開始を指示してスリープ動作に移行する（ステップＳ９０９）。このとき、タイマ４３０に対してもスリープ長の計時を開始させる。これにより、タイマ４３０は、スリープ長を経過すると電源供給部１８０に対してスリープの停止を指示する。一方、宛先アドレスが自端末のアドレスであれば（ステップＳ９０８）、通常の受信動作を行う（ステップＳ９１０）。
【００９７】
次に本発明の実施の形態による具体的な改善例について説明する。
【００９８】
本発明の実施の形態では、ＰＬＣＰフレーム８３０（８４０）の先頭のプリアンブル８３１（８４１）からＭＡＣヘッダ８２１までを受信したところでスリープすべきか否かを判断する。従って、ＭＡＣヘッダ８２１の受信を完了するまでは、通常動作による受信状態となる。
【００９９】
一例としてＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格のショートフォーマットでは、上述のようにプリアンブル８３１およびＰＬＣＰヘッダ８３２を受信するのに９６マイクロ秒を要する。また、伝送速度として１１Ｍビット／秒とすると、ＭＡＣヘッダ８２１を受信するには
（３０×８ビット）／（１１×１０６ビット／秒）≒２２マイクロ秒
を要する。従って、ショートフォーマットにおいては、スリープまでに
９６＋２２＝１１８マイクロ秒
の受信動作を行うことになる。
【０１００】
一方、同じ伝送速度でスリープ長を２３１６バイトと仮定すると、
（２３１６×８ビット）／（１１×１０６ビット／秒）
≒１６８４マイクロ秒
のスリープ動作を行うことになる。もっとも、このスリープ長はフレームボディ８１０の長さに依存するものであり、また、上述のように最大フレーム間隔をさらに加えることもできる。
【０１０１】
受信状態における消費電力は多くの場合、５００ｍＷから１Ｗ程度であると想定される。また、スリープ状態における消費電力は、１０ｍＷから３００ｍＷ程度であると想定される。ここで、典型例として、受信状態で８００ｍＷ、スリープ状態で５０ｍＷであると仮定すると、上述のショートフォーマットの例における消費電力の改善率は以下のようになる。
【０１０２】
（118×800＋1684×50）／（（118＋1684）×800）≒０.１２４
すなわち、８割以上の消費電力低減を実現できることがわかる。
【０１０３】
このように、本発明の実施の形態によれば、電源制御部４００のスリープ長計算部４１０においてＰＬＣＰヘッダ８３２（８４２）の内容に基づいてスリープ長を計算し、アドレス検出部４２０においてＭＡＣヘッダ８２１の内容から宛先アドレスを検出することにより、他端末宛のフレームについては受信を中断してスリープ状態に移行することができる。特に、ＰＬＣＰヘッダ８３２（８４２）は、既存の規格においてＣＲＣ８３９（パリティ８４７）を含んでおり、スリープ長の計算を安全に行うことができる。
【０１０４】
また、ＰＬＣＰヘッダ８３２（８４２）やＭＡＣヘッダ８２１の内容が信頼できない場合や、各部の立上り時間の関係でスリープすべきでない場合には、スリープ抑止判断部４４０がスリープ状態への移行を抑止する。これにより、より安全にスリープ動作を行うことができる。
【０１０５】
なお、本発明の実施の形態は本発明を具現化するための一例を示したものであり、以下に示すように特許請求の範囲における発明特定事項とそれぞれ対応関係を有するが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形を施すことができる。
【０１０６】
すなわち、請求項１において、上位層フレームは例えばＭＡＣフレーム８２０に対応し、物理層フレームは例えばＰＬＣＰフレーム８３０または８４０に対応し、第１の装置は例えばアクセスポイント２００に対応し、第２の装置は例えば無線端末１００に対応する。また、省電力動作時間計算手段は例えばスリープ長計算部４１０に対応し、アドレス検出手段は例えばアドレス検出部４２０に対応し、省電力モードの解除を指示する手段は例えばタイマ４３０に対応し、抑止手段は例えばスリープ抑止判断部４４０に対応する。
【０１０７】
また、請求項２において、端末は例えば無線端末１００に対応し、上位層フレームは例えばＭＡＣフレーム８２０に対応し、物理層フレームは例えばＰＬＣＰフレーム８３０または８４０に対応し、省電力動作時間計算手段は例えばスリープ長計算部４１０に対応し、アドレス検出手段は例えばアドレス検出部４２０に対応し、省電力モードの解除を指示する手段は例えばタイマ４３０に対応し、抑止手段は例えばスリープ抑止判断部４４０に対応する。
【０１１０】
また、請求項３において、物理層フレームにおけるプリアンブルに所定の誤りが検出された場合には省電力モードへの移行を抑止する手段は、例えばプリアンブル判断部４４１に対応する。
【０１１１】
また、請求項４において、物理層フレームのヘッダに所定の誤りが検出された場合に省電力モードへの移行を抑止する手段は、例えばＰＬＣＰ判断部４４２に対応する。
【０１１２】
また、請求項５において、物理層フレームのヘッダが所定の範囲外の値を含むことを検出した場合には省電力モードへの移行を抑止する手段は、例えばＰＬＣＰ判断部４４２に対応する。
【０１１３】
また、請求項６において、省電力動作時間計算手段により計算された省電力動作時間が所定時間よりも短い場合には省電力モードへの移行を抑止する手段は、例えば立上り時間判断部４４３に対応する。
【０１１４】
また、請求項７乃至９において、端末は例えば無線端末１００に対応し、上位層フレームは例えばＭＡＣフレーム８２０に対応し、物理層フレームは例えばＰＬＣＰフレーム８３０または８４０に対応し、物理層より上位層の上位層フレームを含んだ物理層フレームの受信を開始する手順は例えばステップＳ９０１に対応し、物理層フレームのヘッダから抽出された上位層フレームの長さに基づいて省電力動作時間を計算する手順は例えばステップＳ９０６に対応し、上位層フレームのヘッダを受信した時点で宛先アドレスを検出して自端末が宛先でないと判断すると上位層フレームのボディの先頭から省電力モードへの移行を指示する手順は例えばステップＳ９０８に対応し、省電力モードへの移行の指示から省電力動作時間を計時して省電力動作時間を経過すると省電力モードの解除を指示する手順は例えばステップＳ９０９に対応し、物理層フレームに基づく情報が所定条件を満たさない場合には上記指示にかかわらず省電力モードへの移行を抑止する手順は、例えばステップＳ９０２、Ｓ９０３、Ｓ９０４、Ｓ９０５およびＳ９０７に対応する。
【０１１６】
なお、本発明の実施の形態では電源制御部４００内のスリープ長計算部４１０によりスリープ長を計算しているが、このスリープ長の計算をプロセッサ１４０により実行するようにしても構わない。
【０１１７】
また、本発明の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。
【０１１８】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によると、無線通信システムにおいて、既存の規格に変更を加えることなく必要な情報を取得した上で低消費電力状態へ移行することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における無線通信システムの全体構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における無線端末１００の構成例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における電源制御部４００の構成例を示す図である。
【図４】ＩＥＥＥ８０２．１１規格におけるＭＡＣフレーム８２０の構成を示す図である。
【図５】ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格におけるＰＬＣＰフレーム８３０の構成を示す図である。
【図６】ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格におけるシグナル８３６の値と伝送速度８３６１との関係を示す図である。
【図７】ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格におけるサービス８３７の値の内容を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態におけるスリープ長計算部４１０のＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格への適用例を示す図である。
【図９】ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格におけるＰＬＣＰフレーム８４０の構成を示す図である。
【図１０】ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格におけるデータレート８４４の値の内容を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態におけるスリープ長計算部４１０のＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格への適用例を示す図である。
【図１２】無線通信システムにおける送信シーケンスと無線端末における送受信動作との関係を示す図である。
【図１３】スリープ動作の終了タイミングの一例を示す図である。
【図１４】図１３の例においてデータフレームを正常に受信できなくなるタイミングを示す図である。
【図１５】スリープ動作の終了タイミングの他の例を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態における無線端末１００の処理手順を示す図である。
【符号の説明】
１００ 無線端末
１０５ アンテナ
１１０ 無線通信部
１１１ 受信部
１１２ 送信部
１１３ 周波数シンセサイザ
１１４ アンテナ切替器
１２０ 変復調部
１２１ 復調部
１２２ 変調部
１３０ ＭＡＣ処理部
１３１ ＭＡＣ制御部
１３２ プリアンブル検査部
１３３ ＰＬＣＰヘッダ処理部
１３４ ＭＡＣヘッダ処理部
１３７ 受信データバッファ
１３８ 送信データバッファ
１４０ プロセッサ
１５０ メモリ
１６０ インターフェース部
１８０ 電源供給部
１９０ バス
２００ アクセスポイント
３００ ネットワーク
４００ 電源制御部
４１０ スリープ長計算部
４１１ フレーム長計算部
４１２、４１５ 減算器
４１３、４１６ 除算器
４２０ アドレス検出部
４３０ タイマ
４４０ スリープ抑止判断部
４４１ プリアンブル判断部
４４２ ＰＬＣＰ判断部
４４３ 立上り時間判断部
８１０ フレームボディ
８２０ ＭＡＣフレーム
８２１ ＭＡＣヘッダ
８３０、８４０ ＰＬＣＰフレーム
８３１、８４１ プリアンブル
８３２、８４２ ＰＬＣＰヘッダ
Claims (9)
- 複数の装置により構成される無線通信システムであって、
物理層より上位層の上位層フレームを含んだ物理層フレームを送信する際に、前記上位層フレームの長さを前記物理層フレームのヘッダに示し、前記上位層フレームの宛先を前記上位層フレームのヘッダに示す第１の装置と、
前記上位層フレームのヘッダを受信した時点で自装置が宛先でないと判断すると前記物理層フレームのヘッダから抽出された前記上位層フレームの長さに基づいて通常動作に比べて省電力動作を行う省電力モードに移行する第２の装置とを具備し、
前記第２の装置は、
前記物理層フレームのヘッダから抽出された前記上位層フレームの長さに基づいて省電力動作時間を計算する省電力動作時間計算手段と、
前記上位層フレームのヘッダを受信した時点で宛先アドレスを検出して自装置が宛先でないと判断すると前記上位層フレームのボディの先頭から前記省電力モードへの移行を指示するアドレス検出手段と、
前記省電力モードへの移行の指示から前記省電力動作時間を計時して前記省電力動作時間を経過すると前記省電力モードの解除を指示する手段と、
前記物理層フレームに基づく情報が所定条件を満たさない場合には前記アドレス検出手段による指示にかかわらず前記省電力モードへの移行を抑止する抑止手段とを備える
ことを特徴とする無線通信システム。 - 物理層より上位層の上位層フレームを含んだ物理層フレームを受信する端末であって通常動作に比べて省電力動作を行う省電力モードを有する端末において、
前記物理層フレームのヘッダから抽出された前記上位層フレームの長さに基づいて省電力動作時間を計算する省電力動作時間計算手段と、
前記上位層フレームのヘッダを受信した時点で宛先アドレスを検出して自端末が宛先でないと判断すると前記上位層フレームのボディの先頭から前記省電力モードへの移行を指示するアドレス検出手段と、
前記省電力モードへの移行の指示から前記省電力動作時間を計時して前記省電力動作時間を経過すると前記省電力モードの解除を指示する手段と、
前記物理層フレームに基づく情報が所定条件を満たさない場合には前記アドレス検出手段による指示にかかわらず前記省電力モードへの移行を抑止する抑止手段と
を具備することを特徴とする端末。 - 前記抑止手段は、前記物理層フレームにおけるプリアンブルに所定の誤りが検出された場合には前記省電力モードへの移行を抑止する手段を含むことを特徴とする請求項２記載の端末。
- 前記抑止手段は、前記物理層フレームのヘッダに所定の誤りが検出された場合に前記省電力モードへの移行を抑止する手段を含むことを特徴とする請求項２記載の端末。
- 前記抑止手段は、前記物理層フレームのヘッダが所定の範囲外の値を含むことを検出した場合には前記省電力モードへの移行を抑止する手段を含むことを特徴とする請求項２記載の端末。
- 前記抑止手段は、前記省電力動作時間計算手段により計算された前記省電力動作時間が所定時間よりも短い場合には前記省電力モードへの移行を抑止する手段を含むことを特徴とする請求項２記載の端末。
- 通常動作に比べて省電力動作を行う省電力モードを有する端末における処理方法であって、
物理層より上位層の上位層フレームを含んだ物理層フレームの受信を開始する手順と、
前記物理層フレームのヘッダから抽出された前記上位層フレームの長さに基づいて省電力動作時間を計算する手順と、
前記上位層フレームのヘッダを受信した時点で宛先アドレスを検出して自端末が宛先でないと判断すると前記上位層フレームのボディの先頭から前記省電力モードへの移行を指示する手順と、
前記省電力モードへの移行の指示から前記省電力動作時間を計時して前記省電力動作時間を経過すると前記省電力モードの解除を指示する手順と、
前記物理層フレームに基づく情報が所定条件を満たさない場合には前記指示にかかわらず前記省電力モードへの移行を抑止する手順と
を具備することを特徴とする処理方法。 - 通常動作に比べて省電力動作を行う省電力モードを有する端末に、
物理層より上位層の上位層フレームを含んだ物理層フレームの受信を開始する手順と、
前記物理層フレームのヘッダから抽出された前記上位層フレームの長さに基づいて省電力動作時間を計算する手順と、
前記上位層フレームのヘッダを受信した時点で宛先アドレスを検出して自端末が宛先でないと判断すると前記上位層フレームのボディの先頭から前記省電力モードへの移行を指示する手順と、
前記省電力モードへの移行の指示から前記省電力動作時間を計時して前記省電力動作時間を経過すると前記省電力モードの解除を指示する手順と、
前記物理層フレームに基づく情報が所定条件を満たさない場合には前記指示にかかわらず前記省電力モードへの移行を抑止する手順と
を実行させることを特徴とするプログラム。 - 通常動作に比べて省電力動作を行う省電力モードを有する端末に、
物理層より上位層の上位層フレームを含んだ物理層フレームを受信の受信を開始する手順と、
前記物理層フレームのヘッダを受信した時点で抽出された前記上位層フレームの長さに基づいて省電力動作時間を計算する手順と、
前記上位層フレームのヘッダから宛先アドレスを検出して自端末が宛先でないと判断すると前記上位層フレームのボディの先頭から前記省電力モードへの移行を指示する手順と、
前記省電力モードへの移行の指示から前記省電力動作時間を計時して前記省電力動作時間を経過すると前記省電力モードの解除を指示する手順と、
前記物理層フレームに基づく情報が所定条件を満たさない場合には前記指示にかかわらず前記省電力モードへの移行を抑止する手順と
を実行させるためのプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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