JP3998649B2 - Wireless terminal, access point device, data communication system, and data communication method - Google Patents
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Description
本発明は、無線端末、アクセスポイント装置、データ通信システム及びデータ通信方法に関し、特に、電力消費量を低減させた無線端末、アクセスポイント装置、データ通信システム及びデータ通信方法に関する。 The present invention relates to a wireless terminal, an access point device, a data communication system, and a data communication method, and more particularly, to a wireless terminal, an access point device, a data communication system, and a data communication method with reduced power consumption.
IEEE802.11委員会で策定された無線LANの仕様には、端末の消費電力を抑える枠組である省電力モードが存在する。 The wireless LAN specifications established by the IEEE802.11 committee include a power saving mode that is a framework for reducing the power consumption of terminals.
省電力モードは、アクセスポイント(AP:Access Point)装置が、省電力モードで動作する端末に対し、(1)ネットワークからのデータの蓄積、(2)端末宛のデータを蓄積中であることの通知、(3)端末宛のデータの送信依頼に対する対応、を実行することにより実現される。 In the power saving mode, an access point (AP) device is (1) accumulating data from the network and (2) accumulating data addressed to the terminal for a terminal operating in the power saving mode. This is realized by executing notification and (3) response to a transmission request for data addressed to the terminal.
アクセスポイント装置から一定時間間隔毎にビーコン信号が送信され、ビーコン信号には、TIM(Traffic Indication Map)と呼ばれる、端末(クライアント装置)宛のデータを蓄積中である旨を示すビットマップが含まれる(例えば、特許文献1を参照)。また、ビーコン信号には一定回数間隔でDTIM(Delivery Traffic Indication Message)と呼ばれるTIMが含まれ、このDTIMには、ブロードキャスト宛のデータが蓄積中である旨が含まれる。通常、ビーコン信号の受信間隔は数百ミリ秒間隔である。 A beacon signal is transmitted from the access point device at regular time intervals, and the beacon signal includes a bitmap called TIM (Traffic Indication Map) indicating that data addressed to the terminal (client device) is being accumulated. (For example, see Patent Document 1). Also, the beacon signal includes a TIM called a DTIM (Delivery Traffic Indication Message) at regular intervals, and this DTIM includes that data addressed to the broadcast is being accumulated. Usually, the beacon signal reception interval is several hundred milliseconds.
クライアント装置は、ビーコン信号を受信すると、ビーコン信号内のTIMをチェックして、自装置宛のデータが存在するか否かを確認する。自装置宛のデータが存在する場合は、クライアント装置が、ポール(poll)フレームをアクセスポイント装置に送ることで、クライアント装置は、アクセスポイント装置からそのデータを受信できる。 When the client device receives the beacon signal, the client device checks the TIM in the beacon signal to confirm whether there is data addressed to the own device. When there is data addressed to itself, the client device sends a poll frame to the access point device, so that the client device can receive the data from the access point device.
以上から分かるように、省電力モードで動作中のクライアント装置は、(1)送信時、(2)ビーコン信号受信時に電力を消費する。
ところで、現在、インターネット等を介して種々のサービスが提供されており、そのうち主に提供されているものは、Webサービス、FTP(File Transfer Protocol)サービス、emailサービスといったように、クライアント装置の利用者が接続の契機を与え、(1)接続、(2)データの要求、(3)データ受信、(4)切断を要するコネクション型のプルサービスである。 By the way, various services are currently provided through the Internet and the like, and the main ones are provided by users of client devices such as Web services, FTP (File Transfer Protocol) services, and email services. Is a connection-type pull service that triggers a connection and requires (1) connection, (2) data request, (3) data reception, and (4) disconnection.
このようなプルサービスの場合、クライアント装置は、インターネット等にアクセスする場合以外は、アクセスポイント装置との間でデータ通信をする必要性は少ない。 In the case of such a pull service, the client device is less likely to perform data communication with the access point device except when accessing the Internet or the like.
しかしながら、上述した省電力モードでは、クライアント装置がインターネット等にアクセスする場合以外においても、例えばアクセスポイント装置からのビーコン信号を定期的に受信するなど、電力の使用に無駄があった。 However, in the power saving mode described above, use of power was wasted, for example, periodically receiving a beacon signal from an access point device, other than when the client device accesses the Internet or the like.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電力消費量をより低減させた無線端末、アクセスポイント装置、データ通信システム及びデータ通信方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a wireless terminal, an access point device, a data communication system, and a data communication method that further reduce power consumption.
本発明のデータ通信システムは、第1レイヤのデータを生成する第1の第1レイヤ部と、前記第1レイヤのデータを用いて前記第1レイヤよりも下位の第2レイヤのデータを生成する第1の第2レイヤ部とを含む送信装置と、所定の通信回線を介して前記第1の第2レイヤ部から前記第2レイヤのデータを受け取り、受け取った前記第2のレイヤのデータから前記第1レイヤのデータを抽出すると共に前記第2のレイヤのデータを受け取ったことを示す第1確認応答メッセージを生成して前記第1の第2レイヤ部に送出する第2の第2レイヤ部と、抽出された前記第1レイヤのデータを受け取り、前記第1レイヤのデータを受け取ったことを示す前記第1の第1レイヤ部宛ての第2確認応答メッセージを生成して、前記第2の第2レイヤ部に前記第2確認応答メッセージの送出を依頼する第2の第1レイヤ部と、を含む受信装置と、を備え、前記第1の第2レイヤ部は、前記第1の第1レイヤ部から受け取った前記第1レイヤのデータを記憶し、前記第2の第2レイヤ部から前記第1確認応答メッセージを受け取ったら、記憶した前記第1レイヤのデータを用いて前記第2確認応答メッセージを生成して、前記第1の第1レイヤ部へ送出し、前記第2の第2レイヤ部は、前記第2の第1レイヤ部から受け取った前記第2確認応答メッセージの送出依頼を実行しない、ことを特徴とする。 The data communication system according to the present invention generates data of a second layer lower than the first layer by using a first first layer unit that generates first layer data and the data of the first layer. A transmission device including a first second layer unit; and receiving the second layer data from the first second layer unit via a predetermined communication line; and receiving the second layer data from the received second layer data. A second second layer unit that extracts first layer data and generates a first acknowledgment message indicating that the second layer data has been received and sends the first acknowledgment message to the first second layer unit; Receiving the extracted first layer data, generating a second confirmation response message addressed to the first first layer unit indicating that the first layer data has been received, and generating the second second response message. 2 layers Including a second first layer unit that requests transmission of the second confirmation response message, wherein the first second layer unit is received from the first first layer unit. The first layer data is stored, and when the first confirmation response message is received from the second second layer unit, the second confirmation response message is generated using the stored first layer data. The second second layer unit does not execute the transmission request for the second confirmation response message received from the second first layer unit. And
本発明のデータ通信方法は、第1レイヤのデータを生成する第1の第1レイヤ部と、前記第1レイヤのデータを用いて前記第1レイヤよりも下位の第2レイヤのデータを生成する第1の第2レイヤ部とを含む送信装置と、所定の通信回線を介して前記第1の第2レイヤ部から前記第2レイヤのデータを受け取り、受け取った前記第2のレイヤのデータから前記第1レイヤのデータを抽出すると共に前記第2のレイヤのデータを受け取ったことを示す第1確認応答メッセージを前記第1の第2レイヤ部に送出する第2の第2レイヤ部と、抽出された前記第1レイヤのデータを受け取り、前記第1レイヤのデータを受け取ったことを示す前記第1の第1レイヤ部宛ての第2確認応答メッセージを生成して、前記第2の第2レイヤ部に前記第2確認応答メッセージの送出を依頼する第2の第1レイヤ部と、を含む受信装置と、の間でデータ通信を行うデータ通信方法であって、前記第1の第2レイヤ部は、前記第1の第1レイヤ部から受け取った前記第1レイヤのデータを記憶し、前記第2の第2レイヤ部から前記第1確認応答メッセージを受け取ったら、記憶した前記第1レイヤのデータを用いて前記第2確認応答メッセージを生成して、前記第1の第1レイヤ部へ送出し、前記第2の第2レイヤ部は、前記第2の第1レイヤ部から受け取った前記第2確認応答メッセージの送出依頼を実行しない、ことを特徴とする。 The data communication method of the present invention uses a first first layer unit that generates first layer data and second layer data lower than the first layer using the first layer data. A transmission device including a first second layer unit; and receiving the second layer data from the first second layer unit via a predetermined communication line; and receiving the second layer data from the received second layer data. A second second layer part that extracts first layer data and sends a first acknowledgment message indicating that the second layer data has been received to the first second layer part; Receiving the first layer data, generating a second confirmation response message addressed to the first first layer unit indicating that the first layer data has been received, and generating the second second layer unit. On the second confirmation A data communication method for performing data communication with a receiving device including a second first layer unit that requests transmission of an answer message, wherein the first second layer unit includes the first layer unit The first layer data received from the first layer unit is stored, and when the first confirmation response message is received from the second second layer unit, the second layer data is stored using the stored first layer data. An acknowledgment message is generated and sent to the first first layer unit, and the second second layer unit sends the second acknowledgment message received from the second first layer unit. Is not executed.
本発明により無線データ通信に伴う電力消費量を低減させることができる。 According to the present invention, power consumption associated with wireless data communication can be reduced.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に従ったデータ通信システムの構成を概略的に示す図である。 FIG. 1 schematically shows a configuration of a data communication system according to an embodiment of the present invention.
クライアント装置1及びアクセスポイント装置2は、例えば無線LANを構成する。クライアント装置1は、インターネット3上に配置されたコンテンツサーバ装置4に対して、アクセスポイント装置2を介してアクセス可能である。コンテンツサーバ装置4は、何らかのサービスを提供する装置であり、提供するサービスが、WebサービスならWebサーバ、FTPサービスならFTPサーバ、emailサービスならメールサーバに当たる。本実施の形態では、特にサービスを限定するものではないが、コンテンツサーバ装置4が提供するサービスは、ユーザが接続の契機を与えるコネクション型のプルサービスであるとする。
The
図2は、クライアント装置1の機能ブロック図である。
FIG. 2 is a functional block diagram of the
クライアント装置1は、TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)クライアントアプリ機能部11と、ACK変換機能部12と、無線LAN通信機能部13とを備える。
The
TCP/IPクライアントアプリ機能部11は、グラフィック表示やマイク、スピーカ、文字入出力といったユーザインタフェース/サービスに対応したプロトコルを実装し、例えば、Webブラウザクライアント、メールクライアントとして機能する。 The TCP / IP client application function unit 11 implements a protocol corresponding to a user interface / service such as graphic display, microphone, speaker, and character input / output, and functions as, for example, a Web browser client or a mail client.
ACK変換機能部12は、アクセスポイント装置2における無線LAN-AP通信機能部21(図3参照)から送られてくるIEEE802.11規定のackメッセージ(確認応答メッセージ)の受信を契機に、TCPによるackメッセージ(確認応答メッセージ)を生成する(後に詳述)。
The ACK
無線LAN通信機能部13は、省電力制御の機能及びMAC(Media Access Control)層プロトコル処理の機能を実行する。
The wireless LAN
ここで、省電力制御の機能とは、背景技術の欄で説明したIEEE802.11の仕様で策定された手順を実現するステーション側の機能である。MAC層プロトコル処理の機能とは、IEEE802.11の仕様で策定されたリンクの制御及び維持を行なうステーション側の機能である。 Here, the power saving control function is a function on the station side that realizes the procedure established in the IEEE802.11 specification described in the Background Art section. The MAC layer protocol processing function is a function on the station side that controls and maintains the link defined in the IEEE802.11 specification.
図3は、アクセスポイント装置2の機能ブロック図である。
FIG. 3 is a functional block diagram of the
アクセスポイント装置2は、無線LAN-AP通信機能部21と、AP-ACK変換機能部22と、TCP/IPコンテンツバッファ機能部23とを備える。
The
無線LAN-AP通信機能部21は、アクセスポイント装置2側のMAC層プロトコル処理の機能と、アクセスポイント装置2側の省電力制御の機能とを実行する。アクセスポイント装置2側のMAC層プロトコル処理の機能とは、IEEE802.11の仕様で策定されたリンクの制御及び維持を行なうアクセスポイント装置2側の機能である。アクセスポイント装置2側の省電力制御の機能とは、背景技術の欄で説明したIEEE802.11の仕様で策定された手順を実現するアクセスポイント装置2側の機能である。
The wireless LAN-AP
AP-ACK変換機能部22は、クライアント装置1における無線LAN通信機能部13から送られてきたIEEE802.11規定のackメッセージの受信を契機に、TCPによるackメッセージを生成する(後に詳述)。
The AP-ACK
TCP/IPコンテンツバッファ機能部23は、クライアント装置1とコンテンツサーバ装置4との通信を仲介する機能と、コンテンツサーバ装置4からクライアント装置1に送られてくるデータを代理受信及び蓄積し、全て揃のデータが揃ったら、クライアント装置1へ転送するバッファ機能とを実現する。例えば、TCP/IPコンテンツバッファ機能部23は、http(Hyper Text Transport Protocol)に関する代理転送に特化したものならばウェブプロキシ(Web Proxy)装置である。ここでは、TCPセッションの仲介を行なうもの全般を想定している。TCP/IPコンテンツバッファ機能部23は、ポートフォワーディングと呼ばれる機能にデータの一時蓄積機能が追加されたものと位置づけられる。
The TCP / IP content
図4は、図1のシステムによる全体シーケンスを概略的に示す図である。 FIG. 4 is a diagram schematically showing an entire sequence by the system of FIG.
まず、クライアント装置1は、アクセスポイント装置2との間でリンク確立手順に従ってリンクを確立する。リンクが確立すると、クライアント装置1は電力停止モード、アクセスポイント装置2は無転送モードに入る。
First, the
通常、IEEE802.11の省電力モードでは、クライアント装置は、アクセスポイント装置から定期的に送信されるビーコン信号を受信し、自装置宛のデータがアクセスポイント装置に到着していないかどうかを確認する動作を行なうが、この電力停止モードでは、クライアント装置は、ビーコン信号の受信も行なわない。即ち、クライアント装置1における無線LAN通信機能部13には電源が供給されず、無線LAN通信機能部13は、送受信動作を行なわない状態である。
Normally, in the IEEE802.11 power saving mode, the client device receives a beacon signal periodically transmitted from the access point device, and checks whether data addressed to itself has arrived at the access point device. In this power stop mode, the client device does not receive a beacon signal. That is, power is not supplied to the wireless LAN
同様に、無転送モードに入ったアクセスポイント装置2は、クライアント装置1宛のデータが存在することを示すビーコン信号の送信を行なわない。即ち、アクセスポイント装置2は、クライアント装置1に関してビーコン信号におけるTIMの制御を行なわない。
Similarly, the
クライアント装置1は、ユーザの契機により通信を開始する場合、アクセスポイント装置2との間でセッション確立手順を実行する。これと並行して、アクセスポイント装置2は、コンテンツサーバ装置4との間で代理セッション確立手順を実行する。
The
セッション確立手順及び代理セッション確立手順の実行が完了すると、クライアント装置1は省電力モードへ、アクセスポイント装置2は省電力転送モードへ移行する。つまり、いずれの装置も、通常のIEEE802.11で規定された省電力モードに移行する。但し、上述のセッション確立手順及び代理セッション確立手順の実行時は、クライアント装置1及びアクセスポイント装置2は、いずれも通常モードにあるとする。即ち、クライアント装置1及びアクセスポイント装置2における無線LAN通信機能部13及び無線LAN-AP通信機能部21は、常時電源が供給された状態にある。
When the execution of the session establishment procedure and the proxy session establishment procedure is completed, the
アクセスポイント装置2は、コンテンツサーバ装置4との間で上述の代理セッション確立手順に従って代理セッションを確立すると、代理転送手順に従ってコンテンツサーバ装置4からデータを受信し、蓄積する。アクセスポイント装置2は、全てのデータを蓄積するまで、クライアント装置1宛のビーコン信号を送出しない。
When the
ここで、クライアント装置1は、アクセスポイント装置2による代理転送手順が完了するまでの間、ビーコン信号の受信間隔を大きくとることが可能である。その様子を図5に示す。
Here, the
図5に示すように、クライアント装置1は、通常数百ミリ秒間隔であるビーコン信号の受信間隔を、代理転送手順に要する時間より大きくしている。本例では、受信間隔を1secにしている。これにより、代理転送手順の実行時にビーコン信号を無駄に受信することを防いでいる。図中、クライアント装置1の時間軸上における太線部分は、クライアント装置1が活動中であることを示す。
As shown in FIG. 5, the
図4に戻って、アクセスポイント装置2は、代理転送手順に従って全てのデータを蓄積したら、次に、後に詳述する軽量転送手順に従ってクライアント装置1にデータ転送を開始する。
Returning to FIG. 4, after accumulating all data according to the proxy transfer procedure, the
即ち、アクセスポイント装置2は、クライアント装置1宛のデータが存在することをクライアント装置1にビーコン信号で知らせ、クライアント装置1からポール信号を受け取ったら、保持しているクライアント装置1宛のデータを全て、クライアント装置1に低消費電力及び短時間で送信する。
That is, the
軽量転送手順の後、クライアント装置1及びアクセスポイント装置2は、セッション終了手順に従ってセッションを終了し、クライアント装置1は電力停止モード、アクセスポイント装置2は無転送モードに再び移行する。
After the lightweight transfer procedure, the
以下、上述した各々の手順についてさらに詳しく説明する。 Hereinafter, each procedure described above will be described in more detail.
図6は、リンク確立手順のステップを詳細に示す図である。 FIG. 6 shows in detail the steps of the link establishment procedure.
アクセスポイント装置2における無線LAN-AP通信機能部21は、アクセスポイント装置2側のMAC層の制御機能として、自装置の存在及びサポート機能をクライアント装置1に知らせるためにビーコン信号を送信する。
The wireless LAN-AP
ビーコン信号には、アクセスポイント装置2によりクライアント装置1に通知する情報がIE(Information Element)として含まれる。
The beacon signal includes information notified to the
図7は、アクセスポイント装置2が上述の軽量転送手順をサポートしていることを示すIE(軽量転送手順IE)の例を示す。
FIG. 7 shows an example of IE (Lightweight Transfer Procedure IE) indicating that the
アクセスポイント装置2は、ビーコン信号にこの軽量転送手順IEを含めることで、アクセスポイント装置2側で軽量転送手順をサポートしていること(ACK変換機能の保有)をクライアント装置1に伝えることができる。
By including this lightweight transfer procedure IE in the beacon signal, the
クライアント装置1における無線LAN通信機能部13は、クライアント装置1側のMAC層の制御機能として、IEEE802.11の通常の手順に従って、アクセスポイント装置2との間で、probe req.及びprobe resp.、auth req.及びauth resp.、assoc req.及びassoc resp.の送受信を行なう。
The wireless LAN
クライアント装置1は、アクセスポイント装置2から受信したビーコン信号に軽量転送手順IEが含まれている場合は、上述のassoc req.に軽量転送手順IEを含めることができる。これにより、クライアント装置2は、自装置が軽量転送手順を保有していること(ACK変換機能を保有していること)をアクセスポイント装置2に伝えることができる。
When the beacon signal received from the
アクセスポイント装置2が、assoc req.に対する応答であるassoc resp.に軽量転送手順IEを含めることにより、クライアント装置1及びアクセスポイント装置2間で軽量転送手順を採用すること(ACK変換機能を使用すること)ことが確定される。
The
なお、クライアント装置1及びアクセスポイント装置2間での軽量転送手順の採用に関しては、上述のような軽量転送手順IEの送受信によらず、両装置の管理者が事前に設定することによっても構わない。
The adoption of the lightweight transfer procedure between the
以上のようにして各フレーム(probe req.、probe resp.・・・)をやり取りした後、さらに、必要に応じて、図6に示すように、クライアント装置1及びアクセスポイント装置2間で高度な認証手順を実行する。以上により、クライアント装置1とアクセスポイント装置2との間でリンクが確立される。
After exchanging each frame (probe req., Probe resp....) As described above, as shown in FIG. 6, if necessary, advanced communication between the
リンクの確立後、クライアント装置1は、アクセスポイント装置2に対して、自装置が電力停止モードへ移行することを通知する(休眠開始通知)。即ち、クライアント装置1は、自装置内の無線LAN通信機能部13への電源の供給が停止され、一切のデータ通信が不能になることをアクセスポイント装置2に通知する。なお、上述のリンク確立手順の実行時においては、クライアント装置1及びアクセスポイント装置2のいずれも通常モード状態にある。
After the link is established, the
図8は、セッション確立手順(図4参照)のステップを詳細に示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing in detail the steps of the session establishment procedure (see FIG. 4).
本セッション確立手順は、クライアント装置1におけるACK変換機能部12及びアクセスポイント装置2におけるAP-ACK変換機能部22を用いて従来よりも少ないデータ通信量及び消費電力量で行なわれるが、まずは、従来のセッション確立手順を理解するため、ACK変換機能部12及びAP-ACK変換機能部22を用いないでセッション確立手順を行なう例を説明する。
This session establishment procedure is performed with a smaller amount of data communication and power consumption than before using the ACK
図9は、ACK変換機能部12及びAP-ACK変換機能部22を用いないでセッション確立手順を実行する場合のステップを示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating steps when the session establishment procedure is executed without using the ACK
図9に示すように、クライアント装置1のTCP/IPクライアントアプリ機能部11は、ユーザから与えられた契機で、無線LAN通信機能部13に休眠終了要求を行なう。休眠終了要求を受けた無線LAN通信機能部13は無線LAN-AP通信機能部21に対して休眠終了通知を送る。これによりクライアント装置1及びアクセスポイント装置2は共に通常モードに移行する。
As shown in FIG. 9, the TCP / IP client application function unit 11 of the
次に、TCP/IPクライアントアプリ機能部11は、アクセスポイント装置2のTCP/IPコンテンツバッファ機能部23との間でTCPに従ってコネクションを設定する(TCP接続する)。即ち、TCP/IPクライアントアプリ機能部11は、TCP/IPコンテンツバッファ機能部23との間で、無線LAN通信機能部13及び無線LAN-AP通信機能21を介して、TCP-syn 、TCP-syn-ack、TCP-ackをやりとりする(3ウェイ・ハンドシェーク)。
Next, the TCP / IP client application function unit 11 establishes a connection with the TCP / IP content
この際、無線LAN通信機能部13及び無線LAN-AP通信機能部21間ではIEEE802.11の仕様に従って802.11ack(確認応答メッセージ)がやり取りされる。例えば、TCP-synをTCP/IPコンテンツバッファ機能部23に送信する場合、無線LAN通信機能部13は、TCP/IPクライアントアプリ機能部11から受け取ったTCP-synをカプセル化してTCP-synフレームとし、無線LAN-AP通信機能部21に送信する。無線LAN-AP機能部21は、受信したTCP-synフレームに対する確認応答として無線LAN通信機能部13に802.11ackを送信し、一方、受け取ったTCP-synフレームからTCP-synを抽出して、TCP/IPコンテンツバッファ機能部23に渡す。
At this time, 802.11ack (acknowledgment response message) is exchanged between the wireless LAN
クライアント装置1は、確立されたTCPコネクションを用いて、図9に示すように、アクセスポイント装置2に向けてコンテンツ取得要求を送信する。コンテンツ取得要求の内容は、使用するサービスに依存し、例えばWebサービスの場合は、HTTP GET 要求に該当する。HTTP GET 要求の一例を図10に示す。
The
コンテンツ取得要求を受信したTCP/IPコンテンツバッファ機能部23は、TCPに従って、TCP-ack(確認応答メッセージ)を返す。
The TCP / IP content
以上によりクライアント装置1とアクセスポイント装置2との間でセッションが確立される。
As described above, a session is established between the
セッションが確立されると、クライアント装置1のTCP/IPクライアントアプリ機能部11は、省電力移行要求を生成して無線LAN通信機能部13に送出する。省電力移行要求を受け取った無線LAN通信機能部13は、アクセスポイント装置2の無線LAN-AP通信機能部21へ省電力移行通知を送出する。これによりクライアント装置1及びアクセスポイント装置2は、共に省電力モードに移行する。
When the session is established, the TCP / IP client application function unit 11 of the
次に、ACK変換機能部12及びAP-ACK変換機能部22を用いた場合のセッション確立手順について説明する。
Next, a session establishment procedure when using the ACK
図8に示すように、アクセスポイント装置2におけるAP-ACK変換機能部22が、802.11ackフレームの受信を契機に、TCP-ackを生成して、TCP/IPコンテンツバッファ機能部23に渡す。一方、クライアント装置1により生成及び送出されたTCP-ackは、ACK変換機能部12によって破棄され、このため、このTCP-ackは、無線LAN通信機能部13及び無線LAN-AP通信機能部21間の無線通信区間を伝送されない。
As shown in FIG. 8, the AP-ACK
同様に、ACK変換機能部12が、コンテンツ取得要求に関連する802.11ackを無線LAN通信機能部13から受信した場合も、これを契機にTCP-ackを生成して、TCP/IPクライアントアプリ機能部23に渡す。一方、TCP/IPコンテンツバッファ機能部23により生成されたTCP-ackはAP-ACK変換機能部22によって破棄され、無線通信区間を伝送されない。
Similarly, when the ACK
これらについてもう少し詳しく説明すると以下の通りである。 These are explained in more detail below.
無線LAN通信機能部13は、無線LAN-AP通信機能部23からフレーム(例えばTCP-syn-ackフレーム) を受信した場合、上述したように、このフレームを受信した旨を示す802.11ackフレームを無線LAN-AP通信機能部22に即座に返すことがIEEE802.11の仕様で決められている。
When the wireless LAN
TCPでも同様に、TCPデータの正常な受信(例えばTCP/IPクライアントアプリ機能部11によるTCP-syn-ackの受信)を示すTCP-ackを送信元に返すことが決められている。 Similarly, in TCP, TCP-ack indicating normal reception of TCP data (for example, reception of TCP-syn-ack by the TCP / IP client application function unit 11) is determined to be returned to the transmission source.
本実施の形態では、これらの仕様に基づき、無線LAN通信機能部13によってフレーム(ここでは例えばTCP-syn-ackフレームとする)が正常に受信されたことをAP-ACK変換機能部22が認識した時点で(無線LAN通信機能部21から802.11ackフレームを受け取った時点で)、このTCP-syn-ackがTCP/IPクライアントアプリ機能部11に正常に受信されたとみなし、AP-ACK変換機能部22はこのTCP-syn-ackに対応するTCP-ackを生成して、TCP/IPコンテンツバッファ機能部23に渡す。TCPに従ってTCP/IPクライアントアプリ機能部11によって生成されるTCP-ackは、上述のように、ACK変換機能部12において破棄される。従って、無線LAN通信機能部13は、このTCP-ackを無線通信区間で伝送することはなく、これによりクライアント装置1は低消費電力化される。
In this embodiment, based on these specifications, the AP-ACK
同様に、クライアント装置1からアクセスポイント装置2に向けて送出されたコンテンツ取得要求も、無線LAN-AP通信機能部21によって受信されたことをACK変換機能部12が認識した時点で(無線LAN変換通信機能部13から802.11ackを受け取った時点で)、このコンテンツ取得要求はTCP/IPコンテンツバッファ機能部23に正常に受信されたとみなし、ACK変換機能部12はこのコンテンツ取得要求に対応するTCP-ackを生成して、TCP/IPクライアントアプリ機能部11に渡す。TCPに従ってTCP/IPコンテンツバッファ機能部23によって生成されたTCP-ackは、上述したように、AP-ACK変換機能部22において破棄される。従って、無線LAN通信機能部13は、このTCP-ackを無線区間で伝送することはなく、これによりクライアント装置1は低消費電力化される。
Similarly, when the ACK
クライアント装置1とアクセスポイント装置2との間でセッションが確立されたら、アクセスポイント装置2は、上述したように、図4に示すように、コンテンツサーバ装置4との間で代理セッションを確立して、クライアント装置1から受け取ったコンテンツ取得要求をコンテンツサーバ装置4に送出する。そして、アクセスポイント装置2におけるTCP/IPコンテンツバッファ機能部23は、代理転送手順に従ってコンテンツサーバ装置4からデータを受信する。そして、TCP/IPコンテンツバッファ機能部23は、以下に説明する軽量転送手順に従って、受信したデータをクライアント装置に送信する。
When the session is established between the
図11は、軽量転送手順のステップを詳細に示す図である。 FIG. 11 shows in detail the steps of the lightweight transfer procedure.
TCP/IPコンテンツバッファ機能部23は、上述の代理転送手順によって蓄積したデータ(TCP-data)をTCP/IPクライアントアプリ機能部11に送出する。TCPによれば、TCP/IPクライアントアプリ機能部11は、このTCP-dataを受信した時点で、確認応答としてTCP-ackを生成して、TCP/IPコンテンツバッファ機能部23に返す必要がある。この様子を、図12に、ACK変換機能部12及びAP-ACK変換機能部22を用いない場合の転送手順として示す。
The TCP / IP content
これに対し、図11に示す軽量転送手順では、TCP-dataが無線LAN通信機能部13に受信されたことをAP-ACK変換機能部22が認識した時点(無線LAN通信機能部21から802.11ackを受け取った時点)で、AP-ACK変換機能部22がTCP-ackを生成して、TCP/IPコンテンツバッファ機能部23に渡す。一方、TCPに従ってTCP/IPクライアントアプリ機能部11によって生成されたTCP-ackはACK変換機能部12において破棄される。従って、無線LAN通信機能部13は、このTCP-ackを無線通信区間で伝送することはなく、これによりクライアント装置1は低消費電力化される。
In contrast, in the lightweight transfer procedure shown in FIG. 11, when the AP-ACK
図13は、上述の軽量転送手順に従ってTCP-dataフレームを何度か再送した結果、送信に失敗した場合に実行する再送手順のステップの一例を示す。 FIG. 13 shows an example of the steps of the retransmission procedure executed when transmission fails as a result of retransmitting the TCP-data frame several times according to the above-described lightweight transfer procedure.
無線LAN-AP通信機能部21が、IEEE802.11の仕様に従って再送を繰り返した結果、送信に失敗した場合、即ち、無線LAN通信機能部13から802.11ackを受信できなかった場合、無線LAN-AP通信機能部21はAP-ACK変換機能部22に対し送信が失敗したことを示す802.11tx failメッセージを送出する。この802.11tx failメッセージを受信したAP-ACK変換機能部22は、TCPを利用して、重複TCP-ack(duplicate TCP-ack)を生成して、TCP/IPコンテンツバッファ機能部23へ渡す。duplicate TCP-ackを受信したTCP/IPコンテンツバッファ機能部23は、高速リカバリ(fast recovery)と称されるTCPの再送を行なって、送信に失敗したTCP-dataの再送を速やかに行なう。
When the wireless LAN-AP
以上のようにして軽量転送手順(図11参照)が完了すると、図4に示すように、次に、セッション終了手順が実行される。 When the lightweight transfer procedure (see FIG. 11) is completed as described above, a session end procedure is executed next as shown in FIG.
図14は、セッション終了手順のステップを詳細に示す図である。 FIG. 14 shows in detail the steps of the session termination procedure.
まず、TCP/IPクライアントアプリ機能部11は省電力終了要求を生成して無線LAN通信機能部13に送出し、省電力終了要求を受け取った無線LAN通信機能部13は省電力終了通知を無線LAN-AP通信機能部21に送出する。これにより、クライアント装置1及びアクセスポイント装置2は、共に通常モードに移行する。
First, the TCP / IP client application function unit 11 generates a power saving end request and sends it to the wireless LAN
次に、クライアント装置1及びアクセスポイント装置2は、TCPに従ってセッションを閉じる。この際、上述した軽量転送手順と同様にして、TCP/IPクライアントアプリ機能部11から送出されたTCP-finに対するTCP-ack、TCP/IPコンテンツバッファ機能部23から送出されたTCP-finに対するTCP-ackのいずれも無線通信区間での伝送は省略される。
Next, the
セッションが閉じた後、図14に示すように、TCP/IPクライアントアプリ機能部11は休眠開始要求を生成して無線LAN通信機能部13に送出し、休眠開始要求を受け取った無線LAN通信機能部13は、休眠開始通知を無線LAN-AP通信機能部21に送出する。これにより、クライアント装置1は電力停止モード、アクセスポイント装置2は無転送モードに戻る。
After the session is closed, as shown in FIG. 14, the TCP / IP client application function unit 11 generates a sleep start request, sends it to the wireless LAN
ここで、AP-ACK変換機能部22及びACK変換機能部12によるTCP-ackの生成方法について詳しく説明する。
Here, the TCP-ack generation method by the AP-ACK
図15は、AP-ACK変換機能部22及びACK変換機能部12によるTCP-ackの生成方法を説明する図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating a TCP-ack generation method by the AP-ACK
ここでは説明の簡単化のため、AP-ACK変換機能部22によるTCP-ackの生成を例にして説明する。
Here, for simplification of description, generation of TCP-ack by the AP-ACK
AP-ACK変換機能部22は、例えば、図8に示すように、TCP/IPクライアントアプリ機能部11からTCP-data(TCP-syn)を受信したら、図15に示すように、このTCP-data(TCP-syn)から受信TCP/IPヘッダ情報を抽出して、TCP/IPコンテンツバッファ機能部23に渡す。
When the AP-ACK
次いで、AP-ACK変換機能部22は、図8に示すように、TCP/IPコンテンツバッファ機能部23からTCP-data(TCP-syn-ack)を受け取ったら、図15に示すように、受け取ったTCP-data(TCP-syn-ack)を送信キューに貯める。AP-ACK変換機能部22は、送信キューの先頭データ(TCP-syn-ack)から、送信TCP/IPヘッダ情報を抽出した後、このTCP-syn-ackを、TCP/IPクライアントアプリ機能部11に送出する。
Next, the AP-ACK
この後、AP-ACK変換機能部22は、無線LAN-AP通信機能部21から802.11ackを受け取ったら、先に抽出した受信TCP/IPヘッダ情報及び送信TCP/IPヘッダ情報を用いて、図15に示すようにTCP-ackを生成して、そのTCP-ackをTCP/IPコンテンツバッファ機能部23に渡すと共に、そのTCP/IPをlast TCP-ackとして記憶しておく。
After that, when receiving the 802.11ack from the wireless LAN-AP
AP-ACK変換機能部22は、図15に示すように802.11tx failを受信した場合、例えば、図8において、TCP-syn-ackフレームに対する確認応答(802.11ack)を受け取ることができなかった場合は、上述のlast TCP-ackを規定個数分(重複TCP-ack)、TCP/IPコンテンツバッファ機能部23に渡す。
When the AP-ACK
図16は、送信TCP/IPヘッダ情報及び受信TCP/IPヘッダ情報と、生成されるTCP-ackとの関係の一例を示す図である。 FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a relationship between transmission TCP / IP header information and reception TCP / IP header information and generated TCP-ack.
TCP-ackの各々のフィールドについて説明すると以下のようになる。 Each field of TCP-ack is explained as follows.
Ver(バージョン): 4で固定
hlen : IPヘッダ長
TOS (サービスタイプ): 固定値(0)
len : IPデータ長
id (識別子): 受信TCP/IPヘッダ情報のidをcur idとして記憶し、TCP-ackを生成するたびに1を加える
off(オフセット): 固定値(0)
ttl(生存期間): 固定値(255)
proto (プロトコル): 6で固定
sum : IPチェックサム
src(送信元IPアドレス): 送信TCP/IPヘッダ情報のdst又は受信TCP/IPヘッダ情報のsrc
dst(宛先IPアドレス): 送信TCP/IPヘッダ情報のsrc又は受信TCP/IPヘッダ情報のdst
sport(送信元ポート番号): 送信TCP/IPヘッダ情報のdport又は受信TCP/IPヘッダ情報のsport
dport(宛先ボート番号): 送信TCP/IPヘッダ情報のsport又は受信TCP/IPヘッダ情報のdport
seq(シーケンス番号) : 受信TCP/IPのseq+β(上記例の場合TCPに従いβ=1)
ack(確認応答番号): 送信TCP/IPのseq+α(上記例の場合TCPに従いα=1)
flags(各種フラグ): ackビットが1の固定値
win(ウィンドウサイズ): 受信TCP/IPヘッダ情報のwin
sum : TCPチェックサム
urgp(緊急ポインタ) : 固定値(0)
括弧内に示した固定値は、管理者、または、システム及びネットワークの構成に従い、適正な値に設定できる。
Ver (version): Fixed at 4
hlen: IP header length
TOS (Service Type): Fixed value (0)
len: IP data length
id (identifier): Stores the id of the received TCP / IP header information as cur id, and adds 1 each time a TCP-ack is generated
off (offset): Fixed value (0)
ttl (lifetime): fixed value (255)
proto (protocol): fixed at 6
sum: IP checksum
src (source IP address): dst of sent TCP / IP header information or src of received TCP / IP header information
dst (destination IP address): src of sent TCP / IP header information or dst of received TCP / IP header information
sport (source port number): dport of sending TCP / IP header information or sport of receiving TCP / IP header information
dport (destination port number): Sport of sent TCP / IP header information or dport of received TCP / IP header information
seq (sequence number): seq + β of received TCP / IP (β = 1 in accordance with TCP in the above example)
ack (acknowledgment response number): seq + α of sending TCP / IP (α = 1 according to TCP in the above example)
flags (various flags): Fixed value with ack bit set to 1
win (window size): Receive TCP / IP header information win
sum: TCP checksum
urgp (urgent pointer): Fixed value (0)
The fixed values shown in parentheses can be set to appropriate values according to the administrator or the system and network configuration.
また、上述では、送信TCP/IPヘッダ情報及び受信TCP/IPヘッダ情報を用いてTCP-ackを生成したが、必要に応じて、TCPのデータ部分を用いてもよい。 In the above description, the TCP-ack is generated using the transmission TCP / IP header information and the reception TCP / IP header information. However, the TCP data portion may be used as necessary.
ところで、セッション終了手順(図14参照)の冒頭で行なった省電力終了要求及び省電力終了通知、即ち、通常モードへの移行は、軽量転送手順(図11参照)の冒頭で行なうことも可能である。この場合のシーケンスの概要を図17に、詳細なシーケンスを図18に示す。 By the way, the power saving termination request and the power saving termination notification performed at the beginning of the session termination procedure (see FIG. 14), that is, the transition to the normal mode can be performed at the beginning of the lightweight transfer procedure (see FIG. 11). is there. FIG. 17 shows an outline of the sequence in this case, and FIG. 18 shows a detailed sequence.
図18に示すように、ビーコン信号及びポール信号によりコンテンツの転送開始直前に省電力モードから通常モードに復帰し、通常モードでのコンテンツ受信を行なうこともできる。なお、省電力モードから通常モードへの移行は、コンテンツの受信開始時に限られない。 As shown in FIG. 18, it is possible to return to the normal mode from the power saving mode immediately before the start of content transfer by the beacon signal and the poll signal, and to receive the content in the normal mode. Note that the transition from the power saving mode to the normal mode is not limited to when content reception is started.
以上のように、本実施の形態によれば、通常モードと、省電力モードと、電力停止モードとを選択的に実行可能にし、インターネット等にアクセスする必要がないときは、電力停止モードを選択するようにしたので、クライアント装置の消費電力を低減できる。 As described above, according to the present embodiment, the normal mode, the power saving mode, and the power stop mode can be selectively executed, and the power stop mode is selected when it is not necessary to access the Internet or the like. As a result, the power consumption of the client device can be reduced.
また、本実施の形態によれば、TCP/IPコンテンツバッファ機能部は、全てのデータを蓄積してから、クライアント装置宛のビーコン信号を送出するようにしたので、クライアント装置は一度のポール信号で全てのデータを受信できる。 Also, according to the present embodiment, the TCP / IP content buffer function unit stores all data and then sends out a beacon signal addressed to the client device. All data can be received.
また、本実施の形態によれば、802.11-ackの受信を契機にTCP-ackを生成してTCPスタックに渡すようにしたので、TCP-ackを無線通信区間で伝送する必要はなく、これによりクライアント装置等の消費電力を低減できる。 In addition, according to the present embodiment, TCP-ack is generated upon receipt of 802.11-ack and passed to the TCP stack, so there is no need to transmit TCP-ack in the wireless communication section. The power consumption of the client device can be reduced.
1:クライアント装置
2:アクセスポイント装置
3:インターネット
4:コンテンツサーバ装置
11:TCP/IPクライアントアプリ機能部
12:ACK変換機能部
13:無線LAN通信機能部
21:無線LAN-AP通信機能部
22:AP-ACK変換機能部
23:TCP/IPコンテンツバッファ機能部
1: Client device 2: Access point device 3: Internet 4: Content server device 11: TCP / IP client application function unit 12: ACK conversion function unit 13: Wireless LAN communication function unit 21: Wireless LAN-AP communication function unit 22: AP-ACK conversion function unit 23: TCP / IP content buffer function unit
Claims (4)
所定の通信回線を介して前記第1の第2レイヤ部から前記第2レイヤのデータを受け取り、受け取った前記第2のレイヤのデータから前記第1レイヤのデータを抽出すると共に前記第2のレイヤのデータを受け取ったことを示す第1確認応答メッセージを生成して前記第1の第2レイヤ部に送出する第2の第2レイヤ部と、抽出された前記第1レイヤのデータを受け取り、前記第1レイヤのデータを受け取ったことを示す前記第1の第1レイヤ部宛ての第2確認応答メッセージを生成して、前記第2の第2レイヤ部に前記第2確認応答メッセージの送出を依頼する第2の第1レイヤ部と、を含む受信装置と、
を備え、
前記第1の第2レイヤ部は、前記第1の第1レイヤ部から受け取った前記第1レイヤのデータを記憶し、前記第2の第2レイヤ部から前記第1確認応答メッセージを受け取ったら、記憶した前記第1レイヤのデータを用いて前記第2確認応答メッセージを生成して、前記第1の第1レイヤ部へ送出し、
前記第2の第2レイヤ部は、前記第2の第1レイヤ部から受け取った前記第2確認応答メッセージの送出依頼を実行しない、
ことを特徴とするデータ通信システム。 A first first layer unit that generates data of a first layer; a first second layer unit that generates data of a second layer lower than the first layer using the data of the first layer; A transmission device including:
The second layer data is received from the first second layer unit via a predetermined communication line, the first layer data is extracted from the received second layer data, and the second layer is extracted. Generating a first confirmation response message indicating that the data has been received and transmitting the first second layer unit to the first second layer unit; receiving the extracted first layer data; Generate a second confirmation response message addressed to the first first layer part indicating that the first layer data has been received, and request the second second layer part to send the second confirmation response message A second first layer unit that includes: a receiving device;
With
The first second layer unit stores the first layer data received from the first first layer unit, and receives the first confirmation response message from the second second layer unit, Generating the second confirmation response message using the stored first layer data, and sending it to the first first layer unit;
The second second layer unit does not execute a transmission request for the second confirmation response message received from the second first layer unit;
A data communication system.
前記第1の第1レイヤ部は、前記第1レイヤのデータを再送することを特徴とする請求項1に記載のデータ通信システム。 If the first second layer unit does not receive the first acknowledgment message from the second second layer unit, the first layer data is transmitted to the first layer unit. Is sent to the effect that it did not reach the second first layer part,
The data communication system according to claim 1, wherein the first first layer unit retransmits the data of the first layer.
所定の通信回線を介して前記第1の第2レイヤ部から前記第2レイヤのデータを受け取り、受け取った前記第2のレイヤのデータから前記第1レイヤのデータを抽出すると共に前記第2のレイヤのデータを受け取ったことを示す第1確認応答メッセージを前記第1の第2レイヤ部に送出する第2の第2レイヤ部と、抽出された前記第1レイヤのデータを受け取り、前記第1レイヤのデータを受け取ったことを示す前記第1の第1レイヤ部宛ての第2確認応答メッセージを生成して、前記第2の第2レイヤ部に前記第2確認応答メッセージの送出を依頼する第2の第1レイヤ部と、を含む受信装置と、
の間でデータ通信を行うデータ通信方法であって、
前記第1の第2レイヤ部は、前記第1の第1レイヤ部から受け取った前記第1レイヤのデータを記憶し、前記第2の第2レイヤ部から前記第1確認応答メッセージを受け取ったら、記憶した前記第1レイヤのデータを用いて前記第2確認応答メッセージを生成して、前記第1の第1レイヤ部へ送出し、
前記第2の第2レイヤ部は、前記第2の第1レイヤ部から受け取った前記第2確認応答メッセージの送出依頼を実行しない、
ことを特徴とするデータ通信方法。 A first first layer unit that generates data of a first layer; a first second layer unit that generates data of a second layer lower than the first layer using the data of the first layer; A transmission device including:
The second layer data is received from the first second layer unit via a predetermined communication line, the first layer data is extracted from the received second layer data, and the second layer is extracted. A first confirmation response message indicating that the first data has been received is sent to the first second layer, and the extracted first layer data is received, and the first layer is received. Generating a second confirmation response message addressed to the first first layer unit indicating that the data has been received, and requesting the second second layer unit to transmit the second confirmation response message A first layer unit, and a receiving device including:
A data communication method for performing data communication between
The first second layer unit stores the first layer data received from the first first layer unit, and receives the first confirmation response message from the second second layer unit, Generating the second confirmation response message using the stored first layer data, and sending it to the first first layer unit;
The second second layer unit does not execute a transmission request for the second confirmation response message received from the second first layer unit;
A data communication method characterized by the above.
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