JP4207059B2 - 無線端末装置および無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、無線端末装置、およびこれを含む無線通信システム、特に伝送媒体に無線を利用して無線端末装置に接続される無線基地局がＬＡＮ（Local Area Network）回線またはＷＡＮ（Wide Area Network）回線に接続された無線通信システムに関する。

従来の伝送媒体に無線を利用した無線ＬＡＮシステムにおいて、無線端末装置の省電力動作は無線基地局からのビーコンを間欠受信することにより利用され、また同報パケット（マルチキャストおよびブロードキャスト）を受信するために少なくともＤＴＩＭ付きビーコンを受信する必要があった。

すなわち、無線端末装置はパワーセーブモードを設定すると、無線基地局から送信されるビーコンを取得して各情報要素を展開し、ビーコンに含まれるビーコン間隔および配送トラフィック表示マップ（Delivery Traffic Indication Map、以下「ＤＴＩＭ」と記す）付きビーコン間隔を基準に間欠受信を行う。

パワーセーブモードで動作する無線端末装置は、その動作を無線基地局へフレーム制御フィールドを用いて通知し、無線基地局はパワーセーブモードで動作する無線端末装置宛のパケットは無線基地局内のメモリにバッファし、ビーコン内のトラフィック表示マップ（Traffic Indication Map、以下「ＴＩＭ」と記す）にてパケットがバッファされている旨を無線端末装置へ通知する。

このように、パワーセーブモードで動作する無線端末装置は、無線基地局からのビーコンを間欠受信しており、受信したビーコンを受信後、情報要素を展開し、ＴＩＭにて自宛のパケットがバッファされていることを認識すると、無線基地局に対して、無線基地局に対して配送を促す制御パケット（以下「ＰＳ−Ｐｏｌｌ」と記す）を送信し、無線基地局にバッファされている自宛のパケットを受信する。

また、無線端末装置への同報パケット（マルチキャストおよびブロードキャスト）は、ＤＴＩＭ付きビーコンの後に続けて送信され、無線端末装置は同報パケットを受信するために少なくともＤＴＩＭを含むビーコンを受信する。

しかし、無線端末装置の省電力はトラフィックが無い場合、無線基地局からのビーコンを受信する間隔を長くすることにより達成されるが、受信間隔を長くすると、自宛のパケットが発生した場合にＴＩＭの取得が遅くなり、自宛のパケットの受信に遅延が発生する問題がある。

また、無線基地局はパワーセーブモードで動作する無線端末装置宛のパケットをメモリにバッファするため、パワーセーブモードで動作する無線端末装置の受信間隔を長くすると、無線端末装置宛のパケットの配送が遅れ、長い時間、無線基地局のメモリに保持させておく必要があった。

さらに、音声や動画などのリアルタイム通信においてパワーセーブモードの無線端末装置が送受信を繰り返す場合に、長い受信間隔で動作すると、無線端末装置宛のパケットは一度無線基地局にバッファされ、次の受信周期で配送されるため、パケットに遅延が発生する問題がある。特に、音声や動画なのでリアルタイムの配送を行う通信において、受信するパケットに遅延が発生し、データの再現性に問題が生じることがあった。

パワーセーブモードで動作する無線端末装置は、無線基地局が送信するＤＴＩＭ付きビーコンの送信タイミングに合わせて間欠受信するため、無線端末装置側で間欠受信タイミングを決定できないという問題がある。

また、一つの無線基地局に対して複数の無線端末装置が接続し、各無線端末装置がパワーセーブモードで動作する場合、各無線端末装置はそれぞれ同じ間欠受信タイミングすなわちＤＴＩＭ付きビーコンの送信タイミングでしか間欠受信動作できないという問題もある。

さらに、同報パケットはＤＴＩＭ付きビーコンの後に送信されるため、ＤＴＩＭ付きビーコンを無視した長い受信間隔のパワーセーブモードで動作する無線端末装置では、同報パケットを受信できないことで起こる、例えば、パワーセーブモードで動作中の無線端末装置の物理アドレスを問い合わせるための物理アドレス解決プロトコルメッセージ（ＡＲＰ）がネットワーク内に生起した場合、パワーセーブモードで動作する無線端末装置への配信に遅延が発生し、再送による帯域圧迫の問題があった。

また、無線ＬＡＮによる通信において、データの送信時に衝突を回避するためにＣＳＭＡ／ＣＡ（carrier sense multiple access protocol with collision avoidance）手順が実行されるが、通信しているアプリケーションによらず、パワーセーブモードで動作中に無線基地局にバッファされているパケットを受信するために、無線基地局に対してパケットの送信要求を出すＰＳ−Ｐｏｌｌはすべて同じＤＩＦＳ（Distributed Interframe space）が用いられているため、例えば、音声通信などのリアルタイム性が要求される通信において、遅延をできるだけ抑え、優先的に送信権を与えるといったことは出来ないという問題もある。

さらには、送信時に、送信権が与えられた後に実際に送信できるまでにあるランダム時間だけ待ってから送信するバックオフアルゴリズムが用いられているため、送信データの内容によらずランダム時間だけ待つことになり、音声通信などのリアルタイム性が要求される通信において、遅延をなるべく抑えようと思っても出来ないという問題もある。

これらの問題を解決するために、本発明者らは、次のような無線端末装置及びそれを用いた無線通信システムを先に提案し、特許出願（特願２００２−２９１０６３）をしている。この無線通信システムは、無線端末装置と、ＬＡＮ回線またはＷＡＮ回線に接続された無線基地局と、同じくＬＡＮ回線またはＷＡＮ回線に接続された端末装置とから構成されており、その動作の概略を図１４のタイムチャートにて説明する。

同図において、無線端末装置６１０、６２０、６３０は無線基地局６００に帰属しており、無線基地局６００は間欠受信動作を行っている無線端末装置に対してのパケットを一旦バッファし、無線端末装置からのＰＳ−Ｐｏｌｌ（無線基地局に対して配送を促す制御パケット）を受け取ると、その無線端末装置に対するパケットを送信する動作を行う。

無線端末装置６１０、６２０、６３０のそれぞれは、無線基地局６００が一定間隔で定期的に送信しているビーコンの倍数に同期してそれぞれ異なる間隔で間欠受信動作を行う。無線端末装置６１０、６２０、６３０の間欠受信間隔は、各無線端末装置上で動作している通信アプリケーションの動作モードにより間欠受信間隔が設定される。動作している通信アプリケーションは、例えば無線端末装置６１０がＷＥＢプラウザ、無線端末装置６２０がチャット、無線端末装置６３０がＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）とする。間欠受信間隔は、ビーコン間隔からＤＴＩＭ（Delivery Traffic Indication Map）付きビーコン間隔の間でＤＴＩＭ付きビーコン間隔の公約数の中から選択される。つまり、最も短くてビーコン間隔となり、最も長くてＤＴＩＭ付きビーコン間隔となる。これにより、通信アプリケーションの動作モードと連携して無線端末装置の間欠受信間隔を変更できるため、無線端末装置の省電力制御を細かく行うことができる。

また、無線端末装置６１０、６２０、６３０は、無線基地局６００に対して送信するＰＳ−Ｐｏｌｌの優先度を保持することができる。この優先度は、無線端末装置上で動作している通信アプリケーションの動作モードにより設定される。これにより、音声などのリアルタイム通信のパケットを優先して送信することができるため、遅延を削減することで音声品質の向上を図ることができる。
特開平９−１６２７９８号公報（図１４、図２０）

しかし、この先行技術では、ビーコンの受信をキーとしてＰＳ−Ｐｏｌｌを無線基地局に対して送信し、自無線端末装置宛のパケットを受信するため、一つの無線基地局に複数の無線端末装置が接続されており、かつ、リアルタイム性の要求されるＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）などの通信アプリケーションが複数の無線端末装置で動作している場合、ビーコン毎に複数の無線端末装置からＰＳ−Ｐｏｌｌが送信されることになり、送信権が得られ実際に送信するまでに待つ時間が増加する可能性が高くなってしまう。その結果、遅延が大きくなってしまい、音声品質に影響を及ぼすという問題は避けられない。

本発明は、特に伝送媒体に無線を利用して無線端末装置に接続される無線基地局がＬＡＮ（Local Area Network）回線またはＷＡＮ（Wide Area Network）回線に接続された無線通信システムにおいて、無線端末装置の省電力化や、音声通信などのリアルタイム性が要求される通信アプリケーションの通信品質の向上、および複数の無線端末装置が存在する場合に起こりやすい送信待機時間の低減をともに図ることができるようにした、無線端末装置および無線通信システムを提供することである。

本発明は、パワーセーブモードで動作して、無線基地局に対して配送を促す制御パケットを送信することにより、該無線基地局にバッファされているパケットを受信する無線端末装置において、当該無線端末装置において動作する通信アプリケーションの動作モードを決定する通信アプリケーション動作モード決定手段と、その決定された動作モードに応じて制御パケットの送信タイミングをビーコン間隔とは関係なく可変することができる制御パケット可変手段と、通信アプリケーションからのデータ送信後に制御パケット可変手段による送信タイミングにて制御パケットを送信する通信制御部とを備えたことを特徴とする。

好ましくは次のような形態とする。
通信制御部は、通信アプリケーション動作モード決定手段で決定された動作モードに応じて制御パケットを送信するか否かを選択できる

通信制御部は、制御パケットを送信する場合、電源制御部に電源投入要求を行う。

通信制御部は、制御パケットによるデータ受信後に電源制御部に電源切断要求を行う。

本発明による無線ネットワークシステムは、上記のような無線端末装置と無線基地局にて構成する。

第一の効果は、通信アプリケーションが通信中であっても最大限、消費電力を抑えることができることにある。このため、無線端末装置の利用時間を延ばすことが可能となる。
その理由は、制御パケットの送信タイミングを、ビーコン間隔とは関係なく、無線端末装置側で通信アプリケーション動作モードに応じて可変できるためである。

第二の効果は、一つの無線基地局にリアルタイム性の要求されるＶｏＩＰのような通信アプリケーションが動作している無線端末装置が複数ある場合に起こりやすいビーコン直後に送信データが集中することを低減することができることにある。このため、リアルタイム性が必要な音声通話などでの音声品質の悪化を防ぐことができる。
その理由は、無線基地局に自宛のパケットがバッファしたことを知らせるためにビーコンをキーとした方法では、無線基地局に複数の無線端末装置が接続されている場合に、ビーコン直後に集中してＰＳ−Ｐｏｌｌを出そうとすることによって、衝突が起こりやすくなってしまうが、本発明では、無線端末装置での送信データの発生タイミングによるため衝突の起きる可能性を低減することができるので、データ送信時の待ち時間を減らすことができるからである。

第三の効果は、一つの無線基地局に接続している無線端末装置が複数ある場合、各無線端末装置はそれぞれ異なる間欠動作を行うことができる。このため、同じ無線基地局に接続している他の無線端末装置の影響を受けずに、間欠動作間隔を変更することができる。
その理由は、本発明の間欠動作で動作中の間欠動作間隔を無線端末装置側の設定のみで無線基地局によらず自由に変更できるためである。

第四の効果は、特別の無線基地局が不要であるということである。このため、現在多く普及している無線基地局をそのまま使用することができる。
その理由は、本発明の間欠動作で動作中の間欠動作間隔を無線端末装置側の設定のみで無線基地局によらず自由に変更できるためである。

第五の効果は、通常のＤＴＩＭ付きビーコンに同期した間欠受信モードで動作するよりも、本発明の間欠動作で動作することで、通信中のパケット遅延を抑えることができることにある。このため、リアルタイム性が必要な音声通話などでの音声品質の悪化を防ぐことができる。
その理由は、ビーコンをキーにして無線基地局に対してＰＳ−Ｐｏｌｌを送信する前に、多くの場合、無線端末装置側からＰＳ−Ｐｏｌｌを送信するために、早く自宛のパケットを受信することができるためである。

図１を参照して本発明を概説すると、無線基地局１００は、該無線基地局１００に帰属していて間欠受信動作を行っている無線端末装置１１０、１２０に対してのパケットを一旦バッファし、無線端末装置１１０、１２０からの送信要求を受け取ると、その無線端末装置に対するパケットを送信する動作を行う。

無線端末装置１１０、１２０は、各無線端末装置上で動作している通信アプリケーションの動作モードに応じて、制御パケットをビーコン間隔とは関係なく送信するか否か判断し、送信する場合は、その送信データのタイミングに同期して送受信可能状態となり、各無線端末装置で発生した送信データを送信後、無線基地局１００にバッファされているパケットを要求するための制御パケット（以下、「ＰＳ−Ｐｏｌｌ」と記す）を続けて送信する動作を行う。この時、無線基地局１００に自無線端末装置宛のパケットがバッファされている場合は、バッファされているデータを受信する。データを受信後、電源切断する。ここで、各無線端末装置上で動作している通信アプリケーションにおいて発生する送信データのタイミングは、ＶｏＩＰのようにリアルタイム性の要求される通信を行う場合、ビーコン間隔とは関係ないタイマ値にしたがった間隔でパケットが生成されるため、例えば２０ｍ秒間隔でパケットが生成されると、２０ｍ秒間隔でＰＳ−Ｐｏｌｌを送信することになる。

よって、無線基地局１００が定期的に送信するビーコンに同期した間欠受信による方法では、ビーコン間隔を２０ｍ秒などのように細かく設定する必要があったり、ビーコン間隔２００ｍ秒のように間隔が大きくなることで受信における遅延が発生する可能性が高くなるが、本発明によればそれらの影響を最大限なくすことが可能となる。また、ビーコン受信に同期してＰＳ−Ｐｏｌｌを送信する方法では、ビーコン直後受信に複数の無線端末装置から配送を促すＰＳ−Ｐｏｌｌが同時に発生するために、送信待ちの可能性が高くなるが、自無線端末装置における送信データと同時にＰＳ−Ｐｏｌｌを送信することで、送信待ちの可能性は低減される。これにより、遅延を削減することで音声などのリアルタイム通信における音声品質の向上を図ることができる。

次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の実施例１の送受信のタイミングチャート、図２はネットワークシステム構成図、図３は無線端末装置の機能から見た構成図、図４は動作のフローチャートである。

図２は、無線端末装置とＬＡＮ回線またはＷＡＮ回線に接続された無線基地局を配置し、音声や動画などの通信を提供するネットワークシステムを示す。このネットワークシステムは、無線基地局１００と、本発明による無線端末装置１１０、１２０と、ＬＡＮ回線またはＷＡＮ回線に接続された端末装置１３０とを含む。

無線基地局１００は、無線端末装置１１０および１２０がパワーセーブモードへ遷移したことを制御パケットの受信をもって認識し、以後、無線端末装置１１０および１２０宛のパケットは無線基地局１００内のメモリへバッファし、ビーコンのＴＩＭにて通知する動作を行う。

無線端末装置１１０、１２０は、無線基地局１００を介してＬＡＮ回線またはＷＡＮ回線に接続された端末装置１３０とインターネットプロトコル（ＩＰ）を用いて通信が可能である。無線端末装置１１０および１２０は、無線基地局１００と無線物理層を用いて接続ネゴシエーションを行い、本ネットワークの一端末として動作する。そして、ネゴシエーション完了後、無線基地局１００からのビーコンを受信し、さらに各情報要素を展開しビーコン間隔を取得後、ＤＴＩＭ付きビーコン間隔にて間欠受信の動作モードで動作する。

図３に、本発明による無線端末装置１１０、１２０の構成例を示す。各無線端末装置は、通信アプリケーション部３００と、動作モード決定部３１０と、ＰＳ−Ｐｏｌｌ送信タイミング記憶部３２０と、タイマ制御部３３０と、電源制御部３４０と、通信制御部３５０と、無線通信インタフェース部３６０とを含む。

通信アプリケーション部３００は、当該無線端末装置上で動作中の通信アプリケーションを示している。すなわち、通信アプリケーション部３００は、通信アプリケーション３０１から３０ｎまでのｎ個（ｎは２以上の整数）のアプリケーションが起動していることを表しており、または、一つも動作中のアプリケーションがない場合もある。通信アプリケーション部３００は、起動されると動作モード決定部３１０に当該通信アプリケーションについて必要なパラメータを設定する。通信アプリケーション部３００は、動作モード決定部３１０に通信の開始・切断およびアプリケーションの終了を伝える。通信アプリケーション部３００が送信するデータは、通信制御部３５０へ渡され、受信データは通信制御部３５０より受け取る。

動作モード決定部３１０は、起動した通信アプリケーションおよびそれに対するパラメータを記憶しており、それらの値は通信アプリケーション部３００より設定される。動作モード決定部３１０は、設定される値から通信中のアプリケーションをキーとして適切な値をＰＳ−Ｐｏｌｌ送信タイミング記憶部３２０およびタイマ制御部３３０へ設定する。

ＰＳ−Ｐｏｌｌ送信タイミング記憶部３２０は、現在動作中の通信アプリケーションに対応するＰＳ−Ｐｏｌｌの送信タイミングを記憶しており、通信制御部３５０により用いられる。ＰＳ−Ｐｏｌｌ送信タイミング記憶部３２０の値は、動作モード決定部３１０により決められ設定される。

タイマ制御部３３０は、通信アプリケーションからのリアルタイム要求がない場合に動作し、動作モード決定部３１０より与えられる間欠受信間隔を取得し、与えられた間隔で電源制御部３４０にタイマ値を与え続ける。また、通信制御部３５０からのビーコン受信タイミングにより、タイマ値を補正する機能を持つ。通信アプリケーションからのリアルタイム要求の有り／無しの変更、つまり、タイマとして動作するタイミングの変更は通信制御部３５０より行われる。

電源制御部３４０は、通信制御部３５０からの投入・切断要求にしたがって、無線通信インタフェース部３６０の電源を投入・切断することを繰り返す。また、電源制御部３４０は、タイマ制御部３３０からのタイマ値にしたがって、無線通信インタフェース部３６０の電源を投入し、通信制御部３５０からの切断要求にしたがって、無線通信インタフェース部３６０の電源を切断することを繰り返す。

通信制御部３５０は、通信アプリケーション部３００からのデータを無線通信インタフェース部３６０より送信するための制御を、また、無線通信インタフェース部３６０で受信したデータを通信アプリケーション部３００に渡す制御を行う。また、無線基地局１００とのネゴシエーション処理も行う。さらに、通信制御部３５０は、通信アプリケーション部３００から送信データを受け取ると、無線通信インタフェース部３６０の電源投入要求を電源制御部３４０へ通知する。また、通信制御部３５０は、通信アプリケーション部３００から受け取ったデータを全て送信後、ＰＳ−Ｐｏｌｌ送信タイミング記憶部３２０の情報を元にＰＳ−Ｐｏｌｌを送信するかどうかを判断し、送信しない場合は無線通信インタフェース部３６０の電源切断要求を電源制御部３４０へ通知する。送信する場合は、無線通信インターフェース部３６０よりＰＳ−Ｐｏｌｌを送信し、ＰＳ−Ｐｏｌｌに対応するパケットを全て受信後、無線通信インタフェース部３６０の電源切断要求を電源制御部３４０へ通知する。さらに、通信制御部３５０は、ＰＳ−Ｐｏｌｌ送信タイミング記憶部３２０からリアルタイム要求の有り／無しを判断し、有りから無しへ変更になった時点でタイマ制御部３３０に対してタイマの開始を要求し、無しから有りへ変更になった時点でタイマの停止を要求する。

無線通信インタフェース部３６０は、通信制御部３５０より受け取ったデータを無線で送信する処理を行う。また、受信したデータを通信制御部３５０へ渡す処理を行う。無線通信インタフェース部３６０は、電源制御部３４０により電源の投入・切断が行われる。

次に、図１、図２、図３及び図４を参照して実施例１の動作について詳細に説明する。
無線端末装置１１０、１２０は、起動後、無線基地局１００とネゴシエーションを行い、ネゴシエーション完了後は何も通信アプリケーションが動作していない状態となる。このとき、ＰＳ−Ｐｏｌｌ送信タイミング記憶部３２０はデフォルト値として“リアルタイム要求無し”が設定されているので、通常のパワーセーブ動作、すなわち、ＤＴＩＭ間隔にて間欠受信動作を行う。

通信アプリケーション部３００は、ある通信アプリケーションが動作すると、当該通信アプリケーションに付与された固有の番号であるＡＰ−ＩＤおよびリアルタイム要求の有り／無しをパラメータとして動作モード決定部３１０に通知する。ここでＡＰ−ＩＤは各通信アプリケーションに対して一意に付与される。

次に、通信アプリケーション部３００において、実際に通信が開始されると、動作モード決定部３１０に対して、当該通信アプリケーションの通信が開始したことを通知する。動作モード決定部３１０は、通信アプリケーション部３００から通信の変化の旨通知を受けると、現在動作中の通信アプリケーションに対する全てのリアルタイム要求の有り／無しを検索し取得する。

次に、動作モード決定部３１０は、取得したリアルタイム要求から一つでもリアルタイム要求有りがある場合は、無線端末装置１１０、１２０はリアルタイム要求有りと決定し、ＰＳ−Ｐｏｌｌ送信タイミング記憶部３２０へ記憶する。逆に、一つもリアルタイム要求がない場合は、無線端末装置１１０、１２０はリアルタイム要求無しと決定し、ＰＳ−Ｐｏｌｌ送信タイミング記憶部３２０へ記憶する。

タイマ制御部３３０は、通信制御部３５０よりリアルタイム要求無しに切り替わった時点でタイマの開始を指示され、リアルタイム要求有りに切り替わるとタイマの停止を指示される。リアルタイム要求無しとなりタイマ制御開始を指示されると、動作モード決定部３１０から指示される値を基準として電源制御部３４０にタイマ値を与える。このため、通信アプリケーションの通信の開始によりリアルタイム要求有りから無しに変更となると、無線端末装置１１０、１２０のリアルタイム要求無しの時の間欠受信間隔がそれに連携して変更されることになる。

また、これまで接続していた通信アプリケーションの通信が切断されると、動作モード決定部３１０に対して、当該通信アプリケーションの通信が切断したことを通知する。動作モード決定部３１０は、通信アプリケーション部３００から通信が切断した旨通知を受けると、通信が切断したことを判断し、渡されたＡＰ−ＩＤを通信中アプリケーションから削除する。動作モード決定部３１０は、その削除をした後、現在通信中のアプリケーションに対する全てのリアルタイム要求の有り／無しを再び検索し取得する。

この後の処理は前記と同様であり、動作モード決定部３１０は、取得したリアルタイム要求から一つでもリアルタイム要求有りがある場合は、無線端末装置１１０、１２０はリアルタイム要求有りと決定し、ＰＳ−Ｐｏｌｌ送信タイミング記憶部３２０へ記憶する。逆に、一つもリアルタイム要求がない場合は、無線端末装置１１０、１２０はリアルタイム要求無しと決定し、ＰＳ−Ｐｏｌｌ送信タイミング記憶部３２０へ記憶する。

動作モード決定部３１０は、通信アプリケーション部３００から通信が切断した旨通知を受けた時点において、通信アプリケーション記憶部３１０に通信中のアプリケーションが全て削除された場合、初期値として与えられているＡＰ−ＩＤが“０”の値のみ残ることになるため、リアルタイム要求無しとなり、前記ネゴシエーション完了後の動作と同様に、無線端末装置１１０、１２０は通常のパワーセーブモードでの動作、すなわち、ＤＴＩＭ間隔で間欠受信動作を行う。

図４は、本発明による無線端末装置１１０、１２０から、ＬＡＮ回線またはＷＡＮ回線に接続された他端末装置１３０宛のデータを送信するときの流れを示すフローチャートである。

通信制御部３５０は、通信アプリケーション部３００から他端末装置１３０宛の送信データを受け取ると、無線通信インタフェース部３６０の電源投入要求を電源制御部３４０に通知する（ステップＢ１）。電源制御部３４０は、通信制御部３５０から無線通信インタフェース部３６０の電源投入要求を通知されると、無線通信インターフェース部３６０の電源を投入する（ステップＢ２）。無線通信インタフェース部３６０は、電源制御部３４０より電源投入されるとデータの送受信が可能な状態となる。通信制御部３５０は、データの送受信可能状態となるとデータを送信し、データの到着確認パケットである応答信号（ＡＣＫ）を無線基地局１００より受信することでデータの送信を完了する（ステップＢ３）。

次に、通信制御部３５０は、ＰＳ−Ｐｏｌｌ送信タイミング記憶部３２０から記憶されているリアルタイム要求の有り／無しの情報を取得する（ステップＢ４）。ここで、リアルタイム要求無しの場合は、ステップＢ８へ進み、通信制御部３５０は無線通信インタフェース部３６０の電源切断要求を電源制御部３４０へ通知し、無線通信インタフェース部３６０の電源を切断する（ステップＢ８）。

ステップＢ４において、リアルタイム要求有りの場合、通信制御部３５０は、ＰＳ−Ｐｏｌｌを送信する（ステップＢ５）。送信したＰＳ−Ｐｏｌｌに対して無線基地局１００からの応答信号（ＡＣＫ）を受信し、無線基地局１００に自無線端末装置宛のパケットがバッファされている場合は、バッファされているデータを引き続き受信する（ステップＢ６）。無線基地局１００に自無線端末装置宛のパケットがバッファされていない場合は、ＮＵＬＬデータを引き続き受信する（ステップＢ６）。自無線端末装置宛のパケットを受信した場合、受信したデータには、まだ無線基地局１００に自無線端末装置宛のパケットがバッファされているかどうかの情報が記述されているため、その値からバッファされているかどうかを判断し、バッファされている場合はさらにＰＳ−Ｐｏｌｌを送信する（再びステップＢ７からＢ５へ）。無線基地局１００にバッファされているデータがなくなった時点およびＮＵＬＬデータを受信した時点で、通信制御部３５０は、無線通信インターフェース部３６０の電源切断要求を電源制御部３４０へ通知し、無線通信インタフェース部３６０の電源を切断する（ステップＢ８）。

さらに、無線端末装置１１０、１２０の具体的な動作例について、図１のシーケンス図を参照して詳細に説明する。
図１は、無線基地局１００と、“ＶｏＩＰ”アプリケーションが動作中の無線端末装置１１０と、同じく“ＶｏＩＰ”アプリケーションが動作中の無線端末装置１２０とのタイムチャートである。各無線端末装置１１０、１２０は、無線基地局１００とネゴシエーションが完了しており、無線基地局１００に対しては、パワーセーブモードで動作している旨通知済みである。

無線基地局１００は、一定間隔でビーコンを発信し、またあるビーコン間隔でＤＴＩＭ付きのビーコンを発信している。ネゴシエーション完了後のパワーセーブにて動作している無線端末装置１１０、１２０のパケットは、一旦無線基地局１００のメモリにバッファして、無線端末装置１１０、１２０からの配送を促す送信要求（ＰＳ−Ｐｏｌｌ）を受け取ると、一旦バッファしたパケットを送信する。

無線端末装置１１０、１２０は、それぞれリアルタイム要求有りの通信アプリケーションが動作している様子を表している。
無線端末装置１１０は、リアルタイム要求有りの“ＶｏＩＰ”が動作しており、通信中であるとする。この無線端末装置１１０において、通信アプリケーション部３００からＰＳ−Ｐｏｌｌ送信タイミング記憶部３２０に対して、ＡＰ−ＩＤが“１”、リアルタイム要求有りと設定されたとすると、動作モード決定部３１０により、リアルタイム要求有りと設定される。

この無線端末装置１１０において、送信データが発生すると無線通信インタフェース部３６０の電源が投入され、データ送受信可能な状態となり、送信データＳ１を送信する。送信後、この無線端末装置１１０は前記よりリアルタイム要求有りの状態であるため、送信データＳ１に引き続きＰＳ−Ｐｏｌｌ（ＰＳ１）を送信する。このとき、無線基地局１００には、当該無線端末装置１１０宛のパケットが到着しており、バッファしている状態であるので、無線端末装置１１０からのＰＳ−Ｐｏｌｌ（ＰＳ１）を受信すると、バッファしているパケットＰ１を送信し、無線端末装置１１０はパケットＰ１を受信する。無線基地局１００にバッファされているパケットがなくなると、無線通信インタフェース部３６０の電源を切断し、データ送受信不可能な状態となる。

引き続き、無線端末装置１１０において送信データが発生すると、前記と同様、無線通信インタフェース部３６０の電源を投入してそのデータＳ３を送信する。ここで、リアルタイム要求有りの状態であるため、データＳ３を送信後ＰＳ−Ｐｏｌｌ（ＰＳ３）を送信し、無線基地局１００にバッファされているパケットＰ３を受信する。無線基地局１００にバッファされているパケットをすべて受信した後は、前記と同様、無線通信インタフェース部３６０の電源を切断する。

無線端末装置１１０で発生する送信データの発生間隔は、例えば、動作している通信アプリケーションがＶｏＩＰで、パケット化するサンプリング間隔が２０ｍ秒だとすると、２０ｍ秒毎に送信データが発生し、２０ｍ秒毎に間欠的に起き上がる動作（ＰＳ−Ｐｏｌｌを送信してパケットを受信）を行う。このようにして、ビーコンの周期に依存しない間欠動作が可能となり、かつデータ受信時の遅延の影響を少なくすることが可能となる。

無線端末装置１１０において、リアルタイム要求無しと設定されている場合は、データ送信後にＰＳ−Ｐｏｌｌを送信することなく、データ送信後はそのまま無線通信インタフェース部３６０の電源を切断し、ＤＴＩＭ付きビーコンに同期した間欠受信動作を行う。

他の無線端末装置１２０においても、無線端末装置１１０と同様の動作を行っている様子を表している。無線端末装置１１０と１２０における送信データの発生間隔が同じとすると、それぞれの送信データ（Ｓ１とＳ２）の発生のタイミングに依存関係はないため、図に示すように重ならない可能性が高くなる。

よって、従来の方法のようにビーコン受信に同期した方法では、ビーコン受信直後にＰＳ−Ｐｏｌｌの送信が集中することで発生していた送信時の衝突の割合を低減することが可能となり、それだけ遅延が減少することになる。また、送信データの発生間隔が異なる場合においても、同様に送信時の衝突の割合を低減することが可能となり、遅延の影響を少なくすることができる。

本実施例１では、無線端末装置１１０、１２０上で１つの通信アプリケーションが通信しているが、このような動作は、無線端末装置１１０、１２０上で複数の通信アプリケーションが動作している場合でも、動作モード決定部３１０により当該無線端末装置での動作モードが決定され、通信アプリケーションの動作モードに連携した動作（パケット配送要求）を行う。さらに、複数の無線通信端末装置が同じ無線基地局１００に接続されている場合でも、各無線端末装置上で動作している通信アプリケーションの通信にしたがって、それぞれ異なった間欠動作を行うことが可能である。

次に、本発明の実施例２について図面を参照して詳細に説明する。
図３を参照すると、本実施例２は、図３に示された実施例１における通信アプリケーション部３００と、通信制御部３４０の動作が実施例１とは一部異なる。

通信アプリケーション部３００は、実施例１での動作と異なり、通信アプリケーションの動作後、送信データが発生した時点で通信制御部３５０にデータを渡すが、同時にリアルタイム要求の有り／無しを送信データに対する付加情報として渡す。このとき、リアルタイム要求の有り／無しは通信アプリケーション部３００により決定される。例えば、ＶｏＩＰなどのようにリアルタイム性の必要となる通信アプリケーションの場合は、リアルタイム要求有りが発生した送信データと一緒に通信制御部３５０に渡され、ＷＥＢプラウザなどのようにリアルタイム性の必要とならない通信アプリケーションの場合は、リアルタイム要求無しが送信データと一緒に通信制御部３５０に渡される。

通信制御部３５０は、実施例１とは一部動作が異なる。すなわち、実施例１では、通信アプリケーション部３００から受け取った送信データを送信後、ＰＳ−Ｐｏｌｌ送信タイミング記憶部３２０の情報を見てＰＳ−Ｐｏｌｌを送信するかしないかを決定していたが、実施例２では、通信アプリケーション部３００から受け取った送信データと同時にＰＳ−Ｐｏｌｌを送信するかどうかの情報を受け取り、受け取った情報を元にして受け取ったデータを送信後にＰＳ−Ｐｏｌｌを送信するかどうかを決定する。

本実施例２の動作を図面を参照して詳細に説明する。
図５は、本実施例２における通信制御部３５０の動作の一部を示したフローチャートである。

通信アプリケーション部３００は、送信データが発生すると通信制御部３５０に対してリアルタイム要求の有り／無しの情報を加えて送信データと共に渡す（ステップＦ１）。通信制御部３５０は、通信アプリケーション部３００から他端末装置宛の送信データを受け取ると、無線通信インタフェース部３６０の電源投入要求を電源制御部３４０に通知する。電源制御部３４０は、通信制御部３５０から無線通信インタフェース部３６０の電源投入を要求されると、無線通信インタフェース部３６０の電源を投入する（ステップＦ２）。無線通信インタフェース部３６０は、電源制御部３４０より電源投入されるとデータの送受信が可能な状態となる。通信制御部３５０は、データの送受信可能状態となるとデータを送信し、データの到着確認パケットである応答信号（ＡＣＫ）を無線基地局１００より受信することでデータの送信を完了する（ステップＦ３）。

次に、通信制御部３５０は、送信データと共に通信アプリケーション部３００より受け取ったリアルタイム要求の有り／無しの情報からリアルタイム要求の有り／無しを判断し、次の処理を行う（ステップＦ４）。

リアルタイム要求無しの場合、通信制御部３５０は無線通信インタフェース部３６０の電源切断要求を電源制御部３４０へ通知し、無線通信インタフェース部３６０の電源を切断する（ステップＦ８）。

リアルタイム要求有りの場合、通信制御部３５０は、ＰＳ−Ｐｏｌｌを無線基地局に対して送信する（ステップＦ５）。送信したＰＳ−Ｐｏｌｌに対して無線基地局１００から応答信号（ＡＣＫ）を受信し、無線基地局１００に自無線端末装置宛のパケットがバッファされている場合はバッファされているデータを引き続き受信する（ステップＦ６）。無線基地局１００に自無線端末装置宛のパケットがバッファされていない場合は無線基地局１００からのＮＵＬＬデータを引き続き受信する。自無線端末装置宛のパケットを受信した場合、受信したデータには、まだ無線基地局１００に自無線端末装置宛のパケットがバッファされているかどうかの情報が記述されているため、その値からバッファされているかどうかを判断し（ステップＦ７）、バッファされている場合はさらにＰＳ−Ｐｏｌｌを送信する（ステップＦ５へ戻る）。無線基地局１００にバッファされているデータがなくなった時点およびＮＵＬＬデータを受信した時点で、通信制御部３５０は無線通信インタフェース部３６０の電源切断要求を電源制御部３４０へ通知し、無線通信インタフェース部３６０の電源を切断する（ステップＦ８）。

本実施例２では、通信アプリケーション部３００において送信データを通信制御部３５０に渡すと同時にデータに対応するリアルタイム要求の有り／無しの情報も渡す点で、実施例１とは異なる。このため、無線端末装置１１０、１２０においてリアルタイム性の要求されないＷＥＢブラウザと、リアルタイム性の要求されるＶｏＩＰなどのようにリアルタイム要求の異なる通信アプリケーションが同時に動作している場合、実施例１では、どちらの通信アプリケーションからのデータなのかを判断せずにリアルタイム要求有りのときはデータ送信後にＰＳ−Ｐｏｌｌを送信していたが、本実施例２では、リアルタイム要求有りの通信アプリケーションからの送信データの後にのみＰＳ−Ｐｏｌｌを送信するため、無駄にＰＳ−Ｐｏｌｌを送信することがないため動作時間を一層減らすことができ、その結果、少しでも長く使用することが可能となる。

次に、本発明の実施例３について説明する。
図３を参照すると、本実施例３は、図３に示された実施例１における動作モード決定部３１０と、通信制御部３４０の動作が実施例１とは一部異なる。

動作モード決定部３１０は、実施例１での機能に加えて、通信アプリケーション部３００より通信中のアプリケーションの切替を通知されると、通信制御部３５０に対して通信中のアプリケーションの切替があったことを通知する点で異なる。また、動作モード決定部３１０は、リアルタイム要求時の間欠動作間隔を保持している。この間欠動作間隔はタイマ制御部３３０により用いられる。

通信制御部３５０は、通信アプリケーション部３００からのデータを無線通信インタフェース部３６０より送信するための制御を、また、無線通信インタフェース部３６０で受信したデータを通信アプリケーション部３００に渡す制御を行う。通信制御部３５０は、通信アプリケーション部３００から送信データを受け取ると、無線通信インタフェース部３６０の電源投入要求を電源制御部３４０へ要求する。通信制御部３５０は、通信アプリケーション部３００から受け取ったデータを全て送信する。ここまでの動作は、実施例１と同様である。

本実施例３では、データを全て送信後、無線通信インタフェース部３６０の電源切断要求を電源制御部３６０へ要求する。通信制御部３５０は、動作モード決定部３１０より、通信中のアプリケーションの切替があったことを通知されると、ＰＳ−Ｐｏｌｌ送信タイミング決定部３２０よりリアルタイム要求の有り／無しを取得し、取得した値によって次のような動作を行う。

リアルタイム要求有りから再び有り、または、リアルタイム要求無しから再び無しと、変化がない場合は何も行わない。リアルタイム要求無しから有りへ切り替わった場合、タイマ制御部３３０に対して、動作モード決定部３１０からの値をもとにビーコン間隔とは関係なく通信制御部３５０に対してタイマ値を与えるように要求する。リアルタイム要求有りから無しへ切り替わった場合、タイマ制御部３３０に対して、動作モード決定部３１０からの値をもとにビーコン間隔に同期したタイマ値を電源制御部３４０に対して与えるように要求する点で実施例１とは異なる。

本実施例３の動作を図面を参照して詳細に説明する。
図６は、本実施例３における通信制御部３５０の動作の一部を示したフローチャートである。

動作モード決定部３１０は、通信アプリケーション部３００より通信の開始、切断を通知されると、通信制御部３５０に対して通信中のアプリケーションの切替があったことを通知する（ステップＤ１）。

通信制御部３５０は、動作モード決定部３１０より通信中のアプリケーションの切替があったことを通知されると、ＰＳ−Ｐｏｌｌ送信タイミング記憶部３２０よりリアルタイム要求の有り／無しを取得し、取得した値により異なる動作を行う（ステップＤ２）。

ステップＤ３において、リアルタイム要求有りから再び有り、または、リアルタイム要求無しから再び無しと、変化がない場合は現状の動作を継続する（ステップＤ９）。

ステップＤ４において、リアルタイム要求無しから有りへ切り替わった場合、動作モード決定部３１０からの値をもとにビーコン間隔とは関係なく通信制御部３５０に対してタイマ値を与えるように要求し（ステップＤ５）、以後、通信制御部３５０は、タイマ制御部３３０からのタイマ値に同期して電源制御部３４０に対して無線通信インタフェース部３６０の電源投入要求を行うことで電源投入を行いデータ送受信可能状態とし、ＰＳ−Ｐｏｌｌを送信する動作を繰り返す。このときの動作の詳細は下記に示す。

ステップＤ４において、リアルタイム要求有りから無しへ切り替わった場合、動作モード決定部３１０よりＤＴＩＭ付きのビーコン間隔に同期したタイマ値を通信制御部３５０に対して与えるように要求し（ステップＤ７）、以後、通信制御部３５０は、タイマ制御部３３０からのタイマ値に同期して電源制御部３４０へ無線通信インタフェース部３６０の電源投入要求を行うことで電源投入してデータ送受信可能状態とし、ＤＴＩＭ付きビーコンを受信することによって間欠受信を行う動作を繰り返す（ステップＤ８）。

図７は、前記リアルタイム要求有り時の通信制御部３５０の動作の詳細を示すフローチャートである。

通信制御部３５０は、リアルタイム要求有り時、タイマ制御部３３０からのタイマ値に従い無線通信インタフェース部３６０の電源の投入を電源制御部３４０に要求し、データの送受信可能状態とする（ステップＣ１）。次に、通信制御部３５０は、ＰＳ−Ｐｏｌｌを送信する（ステップＣ２）。送信したＰＳ−Ｐｏｌｌに対して無線基地局１００から応答信号（ＡＣＫ）を受信し、無線基地局１００に自無線端末装置宛のパケットがバッファされている場合はバッファされているデータを引き続き受信する（ステップＣ３）。無線基地局１００に自無線端末装置宛のパケットがバッファされていない場合でも、ＮＵＬＬデータを引き続き受信する（ステップＣ３）。

自無線端末装置宛のパケットを受信した場合、受信したデータには、まだ無線基地局１００に自無線端末装置宛のパケットがバッファされているかどうかの情報が記述されているため、その値からバッファされているかどうかを判断し、バッファされている場合はさらにＰＳ−Ｐｏｌｌを送信する（再びステップＣ４からＣ２へ）。無線基地局１００にバッファされているデータがなくなった時点およびＮＵＬＬデータを受信した時点で、通信制御部３５０は無線通信インターフェース部３６０の電源切断要求を電源制御部３４０へ通知し、無線通信インタフェース部３６０の電源を切断する（ステップＣ５）。

通信制御部３５０は、リアルタイム要求無し時の動作は、実施例１と同様に、ＤＴＩＭ付きビーコンに同期した間欠受信動作を行う。

本実施例３では、通信制御部３５０において、リアルタイム要求時のＰＳ−Ｐｏｌｌを送信するタイミングを実施例１とは異なり、送信データともビーコンとも同期せずに、通信アプリケーションに連携した間隔で自発的にＰＳ−Ｐｏｌｌを送信する動作を行う。このため、上下対称の通信ではない場合のリアルタイム性の必要な通信においても、ビーコンに同期した場合に起こる可能性が高いビーコン後のＰＳ−Ｐｏｌｌの集中により引き起こる衝突の可能性の減少による、受信パケットの遅延の減少、また、通信品質の向上効果が得られる。本実施例３では、リアルタイム要求時の間欠動作間隔をあらかじめ動作モード決定部３１０が保持しているが、通信アプリケーション部３００から動作モード決定部３１０に渡すようにしてもよい。。また、本実施例３は実施例１および実施例２と組み合わせて利用することが可能である。

次に、本発明の実施例４について説明する。
図８を参照すると、本実施例４は、図３に示された実施例１における動作モード決定部３１０の構成例が、通信中アプリケーション記憶部３１１と、パラメータ記憶部３１２と、タイマ値記憶部３１３と、アプリケーション通信管理制御部３１７と、パラメータ決定部３１８とで構成されている点が実施例１とは異なる。本実施例４は、実施例１における動作モード決定部３１０の構成を詳細な機能構成にした場合である。

通信アプリケーション部３００は、起動されるとパラメータ記憶部３１２に必要なパラメータを設定する。また、終了時には、起動時に設定したパラメータをパラメータ記憶部３１２から削除する。通信アプリケーション部３００は、アプリケーション通信管理制御部３１７に通信の開始・切断を伝える点で、実施例１とは異なる。

通信中アプリケーション記憶部３１１は、現在通信中のアプリケーションを記憶しており、アプリケーション通信管理制御部３１７より設定される。例えば、通信中アプリケーション記憶部３１１は、図９を参照すると、ＡＰ−ＩＤが“０”の場合を、通信アプリケーションが一つも実行されていない状態での値、つまり初期値としてあらかじめ記憶している（４１０）。通信中アプリケーション記憶部３１１は、実行中の通信アプリケーションに対応する一意に定められる値として保持している。すなわち、ＡＰ−ＩＤが“１”、およびＡＰ−ＩＤが“３”にあたる通信アプリケーションが現在通信していることを記憶している。

パラメータ記憶部３１２は、現在動作中の通信アプリケーションに対応するリアルタイム要求の有り／無しの情報を記憶しており、通信アプリケーション部３００により設定される。例えば、パラメータ記憶部３１２は、図９を参照すると、ＡＰ−ＩＤが“０”の場合は、“リアルタイム要求無し”としてあらかじめ記憶している（４１１）。

また、パラメータ記憶部３１２は、現在動作中の通信アプリケーションに対応する省電力の割合を記憶しており、通信アプリケーション部３００により設定される。例えば、パラメータ記憶部３１２は、図９を参照すると、ＡＰ−ＩＤが“０”の場合は省電力の割合が１００％とあらかじめ記憶しており（４１１）、すなわち、通信アプリケーションが一つも起動していない場合、無線端末装置１１０、１２０はＤＴＩＭ付きビーコン間隔で間欠受信動作を行っている。

さらに、パラメータ記憶部３１２は、現在動作中の通信アプリケーションに対応する優先度も記憶しており、通信アプリケーション部３００により設定される。例えば、パラメータ記憶部３１２は、図９を参照すると、ＡＰ−ＩＤが“０”の場合は優先度が“低”としてあらかじめ記憶しており（４１１）、すなわち、通信アプリケーションが一つも起動していない場合、無線端末装置１１０、１２０は優先度が“低”で動作を行っている。

タイマ値記憶部３１３の記憶内容は、Ｗａｋｅ−Ｕｐタイマ値３１４、ＩＦＳ（Interframe space：無通信監視期間）タイマ値３１５およびランダムバックオフタイム範囲３１６で構成される。Ｗａｋｅ−Ｕｐタイマ値３１４、ＩＦＳタイマ値３１５およびランダムバックオフタイム範囲３１６はパラメータ決定部３１８によって決められ、パラメータ決定部３１８により値が設定される。Ｗａｋｅ−Ｕｐタイマ値３１４は無線基地局１００とのネゴシエーション完了後、ビーコンを取得することで得られるＤＴＩＭ間隔がパラメータ決定部３１８によりあらかじめ設定される。また、タイマ値記憶部３１３は、無線端末装置１１０、１２０が無線基地局１００にＰＳ−Ｐｏｌｌを送信する時に用いる、もしくはデータを送信する時に用いるＤＩＦＳ（Distributed Interframe space）値およびランダムバックオフタイムの範囲を記憶している。

アプリケーション通信管理制御部３１７は、通信アプリケーション部３００より与えられたＡＰ−ＩＤと通信の開始・切断を通知され、通信アプリケーション記憶部３１１に通信の開始により通信中のアプリケーションのＡＰ−ＩＤの追加をまたは通信の切断によりＡＰ−ＩＤの削除を行う。また、パラメータ決定部３１８に通信中のアプリケーションの切り替えを通知する。

パラメータ決定部３１８は、アプリケーション通信管理制御部３１７より通信中のアプリケーションの切替を通知されると、通信中のアプリケーション記憶部３１１より現在通信中のアプリケーションのＡＰ−ＩＤを取得し、通信中のアプリケーションを認識する。パラメータ決定部３１８は、パラメータ記憶部３１２より、通信中のアプリケーションについてリアルタイム要求が有るか無いかを取得し、一つでもリアルタイム要求がある場合は“リアルタイム要求有り”を、リアルタイム要求がない場合は“リアルタイム要求無し”を、ＰＳ−Ｐｏｌｌ送信タイミング記憶部３２０に設定する。

また、パラメータ決定部３１８は、パラメータ記憶部３１２より通信中のアプリケーションの省電力の割合を取得し、その中から最小の省電力の割合を求める。求めた割合から、通信制御部３５０より与えられるＤＴＩＭ間隔およびＴＩＭ間隔を用いて実際に無線端末装置１１０、１２０の間欠受信間隔を求め、タイマ値記憶部３１３のＷａｋｅ−Ｕｐタイマ値３１４を設定する。同時に、パラメータ決定部３１８は、パラメータ記憶部３１２より、通信中のアプリケーションの優先度を取得し、その中から最も優先度の高いものを求める。求めた優先度から、実際に無線端末装置１１０、１２０がデータを送信する時もしくはＰＳ−Ｐｏｌｌを送信する時のＤＩＦＳのタイマ値およびランダムバックオフタイムの範囲を求め、タイマ値記憶部３１３にＩＦＳタイマ値３１５およびランダムバックオフタイム範囲３１６を設定する。

ＰＳ−Ｐｏｌｌ送信タイミング記憶部３２０は、現在動作中の通信アプリケーションに対応するＰＳ−Ｐｏｌｌの送信タイミングを記憶しており、通信制御部３５０により用いられる。ＰＳ−Ｐｏｌｌ送信タイミング記憶部３２０の値は、パラメータ決定部３１８により決められ設定される。

タイマ制御部３３０は、通信アプリケーション部３００からのリアルタイム要求がない場合に動作し、Ｗａｋｅ−Ｕｐタイマ値３１４から間欠受信間隔を取得し、Ｗａｋｅ−Ｕｐタイマ値３１４の個数分のＴＩＭ間隔で電源制御部３４０にタイマ値を与え続ける。また、タイマ制御部３３０は、ＤＴＩＭ付きビーコンの受信を基準としてタイマ値を与え始める。さらに、通信制御部３５０からのビーコン受信タイミングにより、タイマ値の補正を行う。通信アプリケーション部３００からのリアルタイム要求の有り／無しの変更は通信制御部３５０より行われる。

次に、図８、図９及び図１０を参照して本実施例４の動作について詳細に説明する。
無線端末装置１１０、１２０は、起動後、無線基地局１００とネゴシエーションを行い、ネゴシエーション完了後は何も通信アプリケーションが動作していない状態となる。このとき、ＰＳ−Ｐｏｌｌ送信タイミング記憶部３２０は“リアルタイム要求無し”が設定されているので、通常のパワーセーブ動作、すなわち、ＤＴＩＭ間隔にて間欠受信動作を行う。

図１０は、無線端末装置１１０、１２０上で動作する通信アプリケーションから、リアルタイム要求の有り／無しを決定するまでの流れを示すフローチャートである。

通信アプリケーション部３００は動作すると、当該通信アプリケーションに対応するＡＰ−ＩＤおよびリアルタイム要求の有り／無し情報をパラメータ記憶部３１２に記憶する。ここでＡＰ−ＩＤは通信アプリケーションに対して一意に付与される。例えば、動作した通信アプリケーションにＡＰ−ＩＤ“１”が付与され、リアルタイム要求有りと記憶される（４１１）。同時に、省電力の割合および通信の優先度をパラメータ記憶部３１２に記憶する。例えば、省電力の割合が“１０％”と、優先度が“低”と記憶される（４１１）。次に、通信アプリケーション部３００において、実際に通信が開始されると、アプリケーション通信管理制御部３１７に対して、通信アプリケーションの通信が開始したことを通知する。例えば、ＡＰ−ＩＤ“１”の通信が開始されたことを通知する。

アプリケーション通信管理制御部３１７は、通信アプリケーション部３００から通信が開始された旨通知を受けると、通信が開始されたことを判断し（ステップＡ１）、渡されたＡＰ−ＩＤを通信中アプリケーション記憶部３１１に追加する（ステップＡ２）（４０２）。アプリケーション通信管理制御部３１７は、ＡＰ−ＩＤを追加した後、パラメータ決定部３１８に対して、通信の切替があった旨を通知する。

パラメータ決定部３１８は、アプリケーション通信管理制御部３１７から通信の変化の旨通知を受けると、通信中アプリケーション記憶部３１１から現在通信中のアプリケーションを検索し取得する（ステップＡ３）。次に、取得した通信中アプリケーションのＡＰ−ＩＤに対する全てのリアルタイム要求の有り／無しを検索し取得する（ステップＡ４）。例えば、図９に示す例では、通信中アプリケーションのＡＰ−ＩＤが“０”、“１”、“３”を取得したとすると、それぞれのリアルタイム要求は“無し”、“有り”、“無し”となる。

次に、パラメータ決定部３１８は、取得したリアルタイム要求から一つでもリアルタイム要求有りがある場合は、無線端末装置１１０、１２０はリアルタイム要求有りと決定し、ＰＳ−Ｐｏｌｌ送信タイミング記憶部３２０へ記憶する（ステップＡ５、６）。例えば前記の例の場合、それぞれのリアルタイム要求は“無し”、“有り”、“無し”となっているため、“有り”と決定され設定されることになる。

パラメータ決定部３１８は同時に、アプリケーション通信管理制御部３１７から通信の変化の旨通知を受けると、通信中アプリケーション記憶部３１１から現在通信中のアプリケーションを検索し取得した後、取得した通信中アプリケーションのＡＰ−ＩＤに対する全ての省電力の割合を検索し取得する。例えば、図９に示すように、通信中アプリケーションのＡＰ−ＩＤが“０”、“１”、“３”を取得したとすると、それぞれの省電力の割合はＡＰ−ＩＤ“０”が“１００％”、ＡＰ−ＩＤ“１”が“１０％”、ＡＰ−ＩＤ“３”が“１００％”

次に、パラメータ決定部３１８は、取得した省電力の割合から最小値の割合を決定し、その割合から間欠受信間隔を求める。この間欠受信間隔を求める例として、次のような方法を用いる。パラメータ決定部３１８は、ＤＴＩＭ間隔から公約数を求め、公約数の個数で割合を等間隔で分割し、省電力の割合と一致する区間の間欠受信間隔を用いる。例えば、ＤＴＩＭ間隔が“８”だとすると、公約数は、“１”、“２”、“４”、“８”の４つとなり、その個数で割合を等間隔で分割すると、０％から２５％までが“１”、２６％から５０％までが“２”、５１％から７５％までが“４”、７６％から１００％までが“８”となる。前記の省電力の割合が１０％とすると、間欠受信間隔は“１”と決定される。このようにして決定した間欠受信間隔をＷａｋｅ−Ｕｐタイマ値として記憶する。

タイマ制御部３３０は、通信制御部３５０よりリアルタイム要求無しに切り替わった時点でタイマの開始を指示され、リアルタイム要求有りに切り替わるとタイマの停止を指示される。リアルタイム要求無しとなり、タイマ制御開始を指示されると、常にタイマ値記憶部３１３のＷａｋｅ−Ｕｐタイマ値３１４の値を基準としてＴＩＭの間隔と乗算し、乗算した値を基準として電源制御部３４０にタイマ値を与えるため、アプリケーションの通信の開始によりＷａｋｅ−Ｕｐタイマ値３１４が変更すると、無線端末装置１１０、１２０のリアルタイム要求無しの時の間欠受信間隔がそれに連携して変更されることになる。

また、パラメータ決定部３１８は、アプリケーション通信管理制御部３１７から通信の変化の旨通知を受けると、通信中アプリケーション記憶部３１１から現在通信中のアプリケーションを検索し取得取得した後、取得した通信中アプリケーションのＡＰ−ＩＤに対する全ての優先度を検索し取得する。例えば、図９に示すように、通信中アプリケーションのＡＰ−ＩＤが“０”、“１”、“３”を取得したとすると、それぞれの優先度はＡＰ−ＩＤが“０”の場合が“低”、ＡＰ−ＩＤ“１”の場合が“高”、ＡＰ−ＩＤが“３”の場合が“中”となる。次に、パラメータ決定部３１８は、取得した優先度から最も高い優先度を決定し、その優先度からＤＩＦＳ値、及びランダムバックオフ時間の範囲を求める。このＤＩＦＳ値およびランダムバックオフ時間の範囲を求める例として、次のような方法を用いる。

パラメータ決定部３１８は、ＤＩＦＳを用いてＩＦＳタイマ値を、優先度が“高”のときはＤＩＦＳ−２ｔ、“中”のときはＤＩＦＳ−ｔ、“低”のときはＤＩＦＳとする。ここでｔの値は任意であるものとする。また、ランダムバックオフ時間の範囲を通常のランダムバックオフ時間の最大値をＲとすると、優先度が“高”のときは０〜０．５Ｒ、“中”のときは０〜０．７５Ｒ、“低”のときは０〜Ｒとする。前記の優先度が“高”とすると、ＩＦＳタイマ値はＤＩＦＳ−２ｔとなり、ランダムバックオフ時間の範囲は最も狭い０〜０．５Ｒと決定される。このようにして決定したＩＦＳタイマ値およびランダムバックオフ時間をタイマ値記憶部３３０に記憶する。

タイマ制御部３３０は、通信制御部３５０よりＤＩＦＳのタイマ値およびランダムバックオフ範囲を要求されると、常にタイマ値記憶部３１３のＩＦＳタイマ値３３２及びランダムバックオフ範囲３３３の値を基準として電源制御部３８０にタイマ値を与えているため、通信アプリケーションの通信の開始によりＩＦＳタイマ値３１５およびランダムバックオフ範囲３１６が変更すると、無線端末装置１１０、１２０においてデータを送信するときのＤＩＦＳのタイマ値およびＰＳ−Ｐｏｌｌ時のＤＩＦＳのタイマ値およびランダムバックオフの範囲がそれに連携して変更されることになる。

また、ステップＡ１において、これまで接続していた通信アプリケーションの通信が切断されると、アプリケーション通信管理制御部３１７に対して、通信アプリケーションの通信が切断したことを通知する。アプリケーション通信管理制御部３１７は、通信アプリケーション部３００から通信が切断した旨通知を受けると、通信が切断したことを判断し（ステップＡ１）、渡されたＡＰ−ＩＤを通信中アプリケーション記憶部３１１から対応するＡＰ−ＩＤの記憶を削除する（ステップＡ７）。アプリケーション通信管理制御部３１７は、削除した後、パラメータ決定部３１８に対して、通信の切り替えがあった旨を通知する。この後の処理は、前記と同様であり、ステップＡ３の処理へ進む。

ステップＡ７において、通信アプリケーション記憶部３１１に通信中のアプリケーションが全て削除された場合、初期値として与えられているＡＰ−ＩＤが“０”の値のみ残ることになるため、リアルタイム要求無しとなり、通信中のアプリケーションが存在しない場合は、無線端末装置１１０、１２０は通常のパワーセーブモードでの動作であるＤＴＩＭ間隔で間欠受信動作を行い、通常のＤＩＦＳ値およびランダムバックオフ範囲で通信制御部３６０は送信処理を行う。

本実施例４での無線端末装置１１０、１２０から他端末装置１３０宛のデータを送信するときの流れは実施例１と同様である。
本実施例４では、タイマ値記憶部３１３にデータ送信時に用いるまたはＰＳ−Ｐｏｌｌ時に用いるＩＦＳタイマ値３１５およびランダムバックオフ範囲３１６を持たせた。このため、通信中のアプリケーションにより優先度を設定することが出来、音声通話などのリアルタイム性が要求される通信において、遅延の影響を削減することができるという効果が得られる。

次に、本発明の実施例５について図面を参照して詳細に説明する。
図８を参照すると、本実施例５は、図８に示された実施例４における機能構成と同様であるが、実施例１と実施例３の動作の違いと同様の違いが、実施例４との動作の異なる点である。すなわち、図８を参照すると、本実施例５は、図８に示された実施例４におけるパラメータ決定部３１８、タイマ制御部３３０および通信制御部３５０の動作が実施例４とは一部異なる。

パラメータ決定部３１８は、実施例４での機能に加えて、アプリケーション通信管理制御部３１７より通信中のアプリケーションの切替を通知されると、通信制御部３５０に対して通信中のアプリケーションの切替があったことを通知する点で異なる。

タイマ制御部３３０は、Ｗａｋｅ−Ｕｐタイマ値３１４をもとにビーコン間隔に同期したタイマ値を電源制御部３５０に与えるか、Ｗａｋｅ−Ｕｐタイマ値をもとにビーコン間隔とは関係なく通信制御部３５０に対してタイマ値を与えるかを、通信制御部３５０からの要求により変更する点で実施例４とは異なる。

通信制御部３５０は、通信アプリケーション部３００からのデータを無線通信インタフェース部３６０より送信するための制御を、また、無線通信インタフェース部３６０で受信したデータを通信アプリケーション部３００に渡す制御を行う。さらに、無線基地局１００とのネゴシエーション処理も行う。通信制御部３５０は、通信アプリケーション部３００から送信データを受け取ると、無線通信インタフェース部３６０の電源投入要求を電源制御部３４０へ要求する。通信制御部３５０は、通信アプリケーション３００から受け取ったデータを全て送信する。

ここまでの動作は、実施例４と同様である。本実施例５では、データを全て送信後、無線通信インタフェース部３６０の電源切断要求を電源制御部３５０へ要求する。通信制御部３５０は、パラーメータ決定部３１８より、通信中のアプリケーションの切替があったことを通知されると、ＰＳ−Ｐｏｌｌ送信タイミング記憶部３２０よりリアルタイム要求の有り／無しを取得し、無しから有りへ切り替わったときは、タイマ制御部３３０に対して、Ｗａｋｅ−Ｕｐタイマ値をもとにビーコン間隔とは関係なく通信制御部３５０に対してタイマ値を与えるように要求し、有りから無しへ切り替わったときは、タイマ制御部３３０に対して、Ｗａｋｅ−Ｕｐタイマ値をもとにビーコン間隔に同期したタイマ値を電源制御部３４０に対して与えるように要求する点で実施例４とは異なる。すなわち、通信制御部３５０は実施例３での動作と同様である。

本実施例５の動作を説明する。
図８、図９および図１０を参照すると、実施例４と異なるのは、パラメータ決定部３１８、タイマ制御部３３０および通信制御部３５０での処理のみが異なる。

通信アプリケーション３００に対する、ＰＳ−Ｐｏｌｌ送信タイミング記憶部３２０およびタイマ値記憶部３１３の決定手段は実施例４と同様である。また、本実施例５における通信制御部３５０の動作は、実施例３と同様である。

本実施例５では、実施例４と同様、タイマ値記憶部３１３にデータ送信時に用いるまたはＰＳ−Ｐｏｌｌ時に用いるＩＦＳタイマ値３１５およびランダムバックオフ範囲３１６を持たせた。このため、通信中のアプリケーション部３００により優先度を設定することが出来、音声通話などのリアルタイム性が要求される通信において、遅延の影響を削減することができるという効果が得られる。

本実施例５では、通信制御部３５０において、リアルタイム要求時のＰＳ−Ｐｏｌｌを送信するタイミングを実施例４とは異なり、送信データともビーコンとも同期せずに、通信アプリケーションに連携した間隔で自発的にＰＳ−Ｐｏｌｌを送信する動作を行う。このため、上下対称の通信ではない場合のリアルタイム性の必要な通信においても、ビーコンに同期した場合に起こる可能性が高いビーコン後のＰＳ−Ｐｏｌｌの集中により引き起こる衝突の可能性の減少による、受信パケットの遅延の減少、また、通信品質の向上効果が得られる。また、本実施例は実施例１または実施例２および実施例４と組み合わせて利用することが可能である。

次に、本発明の実施例６について説明する。
図１１を参照すると、本実施例６は、さらにバッテリ残量検出部５００およびパラメータ制限値記憶部５１０を有する点で、図８に示した実施例４とは異なる。また、本実施例６では、図３に示された実施例１、実施例２および実施例３の動作モード決定部３１０の決定手段および図８に示された実施例４および実施例５のパラメータ決定部３１８の決定手段と図１１に示されたパラメータ決定部３１８の決定手段が異なる。

バッテリ残量検出部５００は、パラメータ決定部３１８よりバッテリ残量の検出要求を受けるとバッテリ残量を測定し、パラメータ決定部３１８に通

パラメータ制限値記憶部５１０には、図１２に詳細を示すように、バッテリ残量の割合５２０および５３０により、省電力の割合の制限値５２１および５３１、および通信時の優先度の割合５２２および５３２が定められている。なお、これらの値はあらかじめ記憶されている。パラメータ制限値記憶部５１０の値は、パラメータ決定部３１８より読み出される。

パラメータ決定部３１８は、タイマ値記憶部３１３の各値を決定する際に、バッテリ残量によって各値の制限値を設けるところが、実施例１〜５の動作モード決定部もしくはパラメータ決定部と異なる。

本実施例６の動作を図面を参照して詳細に説明する。
図１２および１３を参照すると、前述の実施例と異なるのは、パラメータ決定部３１８での処理のみが異なるので、パラメータ決定部３１８の処理部分についてのみ説明する。

図１３のフローチャートにおいて、ステップＥ５４、Ｅ５５、Ｅ５６、Ｅ５７、Ｅ５８およびＥ６１のステップが追加されている。実施例４および実施例５で決定するタイマ値記憶部３１３の各値を決める段階までがステップＥ５３となる。本実施例６では、次に、バッテリ残量検出部５００よりバッテリ残量の割合を取得し（ステップＥ５４）、パラメータ制限値記憶部５１０より、取得したバッテリ残量の割合より現在のタイマ値記憶部３１３に設定する各値の制限値を取得する（ステップＥ５５）。ステップＥ５３で決定した各値とステップＥ５５で取得した制限値の比較を行う（ステップＥ５６）。

次に、比較した結果により、ステップＥ５３で決定した値を用いるか、ステップＥ５５で取得した値を用いるかを決定する。比較結果による分岐はタイマ値記憶部３１３の各値により異なる。例えば、省電力の割合を決定する場合、ステップＥ５３で決定した割合が制限値よりも大きいかまた同じ場合はステップＥ５３で決定した割合を使用し（ステップＥ５８）、小さい場合は制限値を用いる（ステップＥ６１）。一方、優先度の割合を決定する場合、ステップＥ５３で決定した優先度が制限値よりも同じか高い場合はステップＥ５３で決定した優先度を使用し（ステップＥ５８）、低い場合は制限値を用いる（ステップＥ６１）。

これにより、パラメータ制限値記憶部５１０に設定されているようにバッテリ残量がある値より少なくなると、制限値で定めた間欠受信間隔より短い間隔での間欠受信動作は行わないように制限することが可能となり、また、優先度を上げることである通信アプリケーションの終了処理などを正常に行わせたりすることが可能となる。

本実施例６では、バッテリ残量検出部５００およびパラメータ制限値記憶部５１０を設けた。これにより、バッテリ残量が少なくなってきた場合に、少しでも長く使えるように調整することが可能となる効果が得られ、また、アプリケーションの通信中に不意に切断されてしまう前に正常に通信が終了することを促進する効果が得られる。

また、バッテリ残量検出部５１０は、パラメータ制限値記憶部５００からバッテリ残量の割合の範囲が変わった時点でパラメータ決定部３１８に通知する機能を持っていてもよい。その場合、パラメータ決定部３１８は通知された時点で新たにタイマ値記憶部３１３に記憶されている各値を更新することで、通信中にバッテリ残量に変化が起きたときに対応することができる。

また、本実施例６は実施例３、実施例４または実施例５と組み合わせて利用することが可能である。

なお、上述した例では、ＬＡＮ回線またはＷＡＮ回線に接続された端末装置１３０との通信の場合について説明したが、同じ無線基地局１００に接続している他の無線端末装置とも同様に動作する。

リアルタイム要求有りの時の動作として、本発明による間欠動作に加えて、ＤＴＩＭ付きビーコンを受信する動作を行っても良い。このような方法により、ブロードキャストパケットの取りこぼしを防ぐことができる。

また、上述した例では、本発明による無線端末装置上で“ＶｏＩＰ”アプリケーションが動作している様子について説明したが、これ以外にもテレビ電話やチャット、ＷＥＢブラウザおよびインスタントメッセージなどの他のすべての通信アプリケーションでも同様に動作する。

さらに、上述した例では、通信アプリケーションから動作モード決定部にパラメータを設定したが、動作モード決定部で予めパラメータを保持するようにしても良いし、また、データの通信内容を判別して、自動的に変更するようにしても良い。

本発明の実施例１の送受信のタイミングチャートである。 実施例１の無線ネットワークシステム構成図である。 実施例１の無線端末装置の機能から見た構成図である。 その動作のフローチャートである。 本発明の実施例２における通信制御部の動作の一部を示したフローチャートである。 本発明の本実施例３における通信制御部の動作の一部を示したフローチャートである。 実施例３において、リアルタイム要求有り時の通信制御部の動作の詳細を示すフローチャートである。 本発明の実施例４の無線端末装置の機能から見た構成図である。 図８中の通信中アプリケーション記憶部およびパラメータ記憶部の記憶形態を示す図である。 実施例４において、通信アプリケーションから、リアルタイム要求の有り／無しを決定するまでの流れを示すフローチャートである。 本発明の実施例６の無線端末装置の機能から見た構成図である。 図１１中のパラメータ制限値記憶部の記憶形態を示す図である。 実施例６の動作の一部を示したフローチャートである。 先行技術における送受信のタイミングチャートである。

符号の説明

１００ 無線基地局
１１０、１２０ 無線端末装置
１３０ 端末装置
３００ 通信アプリケーション部
３１０ 動作モード決定部
３２０ ＰＳ−Ｐｏｌｌ送信タイミング記憶部
３３０ タイマ制御部
３４０ 電源制御部
３５０ 通信制御部
３６０ 無線通信インタフェース部
３１１ 通信中アプリケーション記憶部
３１２ パラメータ記憶部
３１３ タイマ値記憶部
３１４ Ｗａｋｅ−Ｕｐタイマ値
３１５ ＩＦＳタイマ値
３１６ ランダムバックオフ範囲
３１７ アプリケーション通信管理制御部
３１８ パラメータ決定部
５００ バッテリ残量検出部
５１０ パラメータ制限値記憶部
５２０・５３０ バッテリ残量の割合
５２１・５３１ 省電力の割合の制限値

Claims (5)

1. パワーセーブモードで動作して、無線基地局に対して配送を促す制御パケットを送信することにより、該無線基地局にバッファされているパケットを受信する無線端末装置において、当該無線端末装置において動作する通信アプリケーションの動作モードを決定する通信アプリケーション動作モード決定手段と、その決定された動作モードに応じて前記制御パケットの送信タイミングをビーコン間隔とは関係なく可変することができる制御パケット可変手段と、通信アプリケーションからのデータ送信後に前記制御パケット可変手段による送信タイミングにて制御パケットを送信する通信制御部とを備えたことを特徴とする無線端末装置。
2. 通信制御部は、通信アプリケーション動作モード決定手段で決定された動作モードに応じて制御パケットを送信するか否かを選択できることを特徴とする請求項１記載の無線端末装置。
3. 通信制御部は、制御パケットを送信する場合、電源制御部に電源投入要求を行うことを特徴とする請求項２記載の無線端末装置。
4. 通信制御部は、制御パケットによるデータ受信後に電源制御部に電源切断要求を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の無線端末装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の無線端末装置と無線基地局にて構成された無線ネットワークシステム。

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