JP4732523B2

JP4732523B2 - 通信装置及び電力供給方法

Info

Publication number: JP4732523B2
Application number: JP2008553928A
Authority: JP
Inventors: 聡飯野; 一聖後明; 智裕石原; 裕司橋本
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-01-18
Filing date: 2007-01-18
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2027-01-18
Also published as: US20100115308A1; EP2117196A1; WO2008087727A1; US8171313B2; JPWO2008087727A1; EP2117196A4

Description

本発明は、通信装置及び電力供給方法に関し、特にセッションを維持するために定期的にパケットを送信する通信装置及び電力供給方法に関する。

従来、ＴＣＰ(Transmission Control Protocol)／ＩＰ（Internet Protocol）等のプロトコル処理を行うソフトウェアを実装したモバイル端末装置において、ＣＰＵの消費電力を低減するものが知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１では、各プロトコルの信号を送信または受信するまでの時間を予測して、予測した時間に基づいて、ＣＰＵの動作モードを低消費電力で動作するモードと通常のモードに切り替えることにより、低消費電力を実現する。

また、通常、モバイル端末装置は、バッテリーを電源として動作するため、消費電力を極力抑える必要がある。特に、ＣＰＵの処理は消費電力に大きな影響を与えるため、ユーザがモバイル端末装置を操作しないときには、できるだけＣＰＵの処理を行わないようにする必要がある。

また、近年、モバイル端末装置は、電話機能やセキュリティ機能などに対する要求が高度になるにつれ、様々なプロトコル処理を行うソフトウェアを搭載するようになっている。例えば、モバイル端末装置は、ＰＰＰ（Point to Point Protocol）、ＩＰ（ＩＰｓｅｃ（Security Architecture for IP））、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）、ＳＩＰ(Session Initiation Protocol)、ＮＡＴ（Network Address Translator）を同時に使用する場合がある。また、モバイル端末装置が搭載するプロトコル処理を行うソフトウェアは、ユーザが何もしていない状態においても、セッションを維持するために、定期的にセッションを維持するためのパケットの送受信を行う場合が多い。例えば、セッションを維持するためのメッセージは、ＳＩＰのＲＥＧＩＳＴＥＲＲＥＱＵＥＳＴメッセージである。また、ＰＰＰやＩＰｓｅｃやＮＡＴにおいても同じようにセッションを維持するためのＫｅｅｐＡｌｉｖｅメッセージを用いることができる。

図１は、従来のセッション維持メッセージの送出タイミングを示す図である。それぞれのメッセージは、各プロトコルで独自に定期的に送信されるので、ＣＰＵは、それぞれのプロトコル間では非同期のタイミングで動作する。
特開２００４−１９２２５６号公報

しかしながら、従来の装置においては、ＣＰＵは各プロトコル間では非同期で動作するので、各プロトコルのメッセージの送出タイミングの度に電源を駆動する必要が生じるという問題がある。ＣＰＵが低消費電力モードから通常モードに遷移するタイミングは、ＣＰＵにおける処理動作開始のタイミングより前にしなければならない。そのため、ＣＰＵが低消費電力モードから通常モードに遷移する場合において、ＣＰＵに電力を供給する時間は、ＣＰＵが実際に処理を行う時間よりも長くする必要がある。そのため、特許文献１のような送信または受信するまでの時間の予測を行うことによりＣＰＵの低電力制御を行っても、セッション維持メッセージを送出するプロトコルが多くなるにつれて、ＣＰＵが低消費電力モードから通常モードに遷移する回数が多くなり、結果としてＣＰＵに電力を供給する時間が長くなり、ＣＰＵの電源制御を行っていく上で非効率になるという問題がある。

本発明の目的は、電力の供給時間を抑制することにより、低消費電力を図る際の電源制御を効率よく行うことができる通信装置及び電力供給方法を提供することである。

本発明の通信装置は、複数の異なるプロトコルの処理を実行するプロトコル処理手段と、通信相手との接続を維持するための各プロトコルのメッセージが互いに同期して送信されるように前記メッセージの送信間隔を調整するタイミング調整手段と、調整した前記送信間隔で各プロトコルの前記メッセージを送信する送信手段と、前記プロトコルの処理を実行しない時間帯で且つ前記メッセージを送信しない時間帯は電力の供給を休止する省電力制御手段と、を具備する構成を採る。

本発明の電力供給方法は、複数の異なるプロトコルの処理を実行するステップと、通信相手との接続を維持するための各プロトコルのメッセージが互いに同期して送信されるように前記メッセージの送信間隔を調整するステップと、調整した前記送信間隔で各プロトコルの前記メッセージを送信するステップと、前記プロトコルの処理を実行しない時間帯で且つ前記メッセージを送信しない時間帯は電力の供給を休止するステップと、を具備するようにした。

本発明によれば、電力の供給時間を抑制することにより、低消費電力を図る際の電源制御を効率よく行うことができる。

以下、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。

（実施の形態）
図２は、本発明の実施の形態に係る通信システム１００を示す図である。通信システム１００は、通信装置１０１と、プロトコルＡのプロトコル処理を実行可能なプロトコル終端装置１０２と、プロトコルＢのプロトコル処理を実行可能なプロトコル終端装置１０３と、プロトコルＣのプロトコル処理を実行可能なプロトコル終端装置１０４とから構成される。また、通信装置１０１は、プロトコルＡ、プロトコルＢ及びプロトコルＣの３つのプロトコル処理を実行するためのソフトウェアを搭載している。なお、プロトコル終端装置１０２〜１０４は、通信装置１０１の通信相手である。

次に、通信装置１０１の構成について、図３を用いて説明する。図３は、通信装置１０１の構成を示すブロック図である。通信装置１０１は、例えば携帯電話等の通信端末装置である。

通信装置１０１は、ＣＰＵ省電力制御部３０１、ＣＰＵ３０２及び通信デバイス３０３から主に構成される。また、ＣＰＵ３０２は、プロトコルＡ処理部３１０、プロトコルＢ
処理部３１１、プロトコルＣ処理部３１２及びセッション管理部３１３から主に構成される。また、セッション管理部３１３は、シーケンスカウンタ３２０、セッション管理テーブル３２１、情報変換部３２２及び制御部３２３から構成される。

ＣＰＵ省電力制御部３０１は、ＣＰＵ３０２への電源の供給を制御するものであり、後述する制御部３２３の制御に従って、ＣＰＵ３０２に対して電源を供給する通常モードと、ＣＰＵ３０２に対する電源の供給を休止する低消費電力モードとを所定のタイミングで切り替える。ここで、ＣＰＵ３０２は、通常モードと低消費電力モードの二つの動作モードを設定することが可能である。通常モードは、通常のプロトコル処理におけるセッション管理処理が可能なモードである。また、低消費電力モードは、プロトコル処理及びセッション管理処理は行えず、ＣＰＵ省電力制御部３０１等からの割り込みの受け付けを行うモードである。

通信デバイス３０３は、通信処理を行うデバイスであり、ＣＰＵ３０２の制御に従って、プロトコル終端装置１０２〜１０４との通信を行うための処理を実行する。具体的には、通信デバイス３０３は、プロトコルＡ処理部３１０、プロトコルＢ処理部３１１またはプロトコルＣ処理部３１２におけるプロトコル処理実行後の信号を変調する。また、通信デバイス３０３は、プロトコルＡ処理部３１０、プロトコルＢ処理部３１１またはプロトコルＣ処理部３１２から入力したプロトコル終端装置１０２〜１０４との接続を維持するためのセッション維持メッセージを変調する。そして、通信デバイス３０３は、変調後の信号をベースバンド周波数から無線周波数にアップコンバートして図示しないアンテナから送信する。また、通信デバイス３０３は、プロトコル終端装置１０２〜１０４から送出された信号をアンテナで受信し、受信した信号を無線周波数からベースバンド周波数にダウンコンバートするとともに、ダウンコンバート後の信号を復調してＣＰＵ３０２へ出力する。

プロトコルＡ処理部３１０は、任意のプロトコルであるプロトコルＡの処理を実行し、処理実行後の信号を通信デバイス３０３へ出力する。また、プロトコルＡ処理部３１０は、制御部３２３で制御されたタイミングで、プロトコル終端装置１０２との接続を維持するためのセッション維持メッセージを作成し、作成したセッション維持メッセージを通信デバイス３０３へ出力する。

プロトコルＢ処理部３１１は、プロトコルＡとは異なった任意のプロトコルであるプロトコルＢの処理を実行し、処理実行後の信号を通信デバイス３０３へ出力する。また、プロトコルＢ処理部３１１は、制御部３２３で制御されたタイミングで、プロトコル終端装置１０３との接続を維持するためのセッション維持メッセージを作成し、作成したセッション維持メッセージを通信デバイス３０３へ出力する。

プロトコルＣ処理部３１２は、プロトコルＡ及びプロトコルＢとは異なった任意のプロトコルであるプロトコルＣの処理を実行し、処理実行後の信号を通信デバイス３０３へ出力する。また、プロトコルＣ処理部３１２は、制御部３２３で制御されたタイミングで、プロトコル終端装置１０４との接続を維持するためのセッション維持メッセージを作成し、作成したセッション維持メッセージを通信デバイス３０３へ出力する。なお、プロトコルＡ、プロトコルＢ及びプロトコルＣの各々は、互いに同一の階層におけるプロトコルでも良いし、互いに異なる階層におけるプロトコルでも良い。

シーケンスカウンタ３２０は、セッション維持メッセージの定期送信を管理するためのカウンタであり、リセット後に「０」から順番にカウントを行う。

セッション管理テーブル３２１は、各プロトコルのセッション維持メッセージの間隔を
記録するテーブルである。具体的には、セッション管理テーブル３２１は、セッション維持メッセージのプロトコル毎の変換前の送信間隔を記憶しているとともに、情報変換部３２２から変換後の送信間隔が入力した場合には、入力した変換後の送信間隔を記憶する。

情報変換部３２２は、各プロトコルのセッション維持メッセージの送信間隔がプロトコル間で互いに同期するように、制御部３２３から入力したセッション維持メッセージの送信間隔を所定の規則に従って変換する。そして、情報変換部３２２は、変換後の送信間隔をセッション管理テーブル３２１へ出力する。

制御部３２３は、セッション管理情報の収集や各プロトコルのセッション維持管理を行う。具体的には、制御部３２３は、セッション管理テーブル３２１から変換前の送信間隔を取得し、取得した変換前の送信間隔を情報変換部３２２へ出力する。また、制御部３２３は、シーケンスカウンタ３２０のカウント値が、セッション管理テーブル３２１に記憶した変換後の送信間隔におけるセッション維持メッセージの送信タイミングになった際に、該当するプロトコルＡ処理部３１０、プロトコルＢ処理部３１１またはプロトコルＣ処理部３１２に対して、セッション維持メッセージを送信するように制御する。また、制御部３２３は、セッション管理テーブル３２１に記憶している変換後の送信間隔に基づいて、所定のタイミングで通常モードと低消費電力モードとを切り替えるようにＣＰＵ省電力制御部３０１を制御する。具体的には、制御部３２３は、ＣＰＵ省電力制御部３０１に対して、各プロトコルのセッション維持メッセージを送信しない時間帯は、低消費電力モードに切り替わるように制御する。

次に、通信装置１０１の動作について、図４及び図５を用いて説明する。図４は、通信装置１０１のセッション管理部３１３における動作を示すフロー図であり、図５は、通信装置１０１のＣＰＵ省電力制御部３０１における動作を示すフロー図である。

最初に、セッション管理部３１３における動作を、図４を用いて説明する。

セッション管理部３１３の制御部３２３は、シーケンスカウンタ３２０をリセットして、カウント値を「０」にする（ステップＳＴ４０１）。

次に、制御部３２３は、セッション管理テーブル３２１から各プロトコルのセッション維持メッセージの変換前の送信間隔を取得し、取得した変換前の送信間隔を情報変換部３２２へ通知する（ステップＳＴ４０２）。

次に、情報変換部３２２は、取得した変換前の送信間隔を所定の規則に従って変換し、変換した送信間隔をセッション管理テーブル３２１に書き込む（ステップＳＴ４０３）。例えば、情報変換部３２２は、取得したセッション維持メッセージの送信間隔を、所定の規則である（１）式及び（２）式により変換し、変換後のセッション維持メッセージをセッション管理テーブル３２１に書き込む。

Ｚｉ＝各プロトコルの変換前の送信間隔ｄｉｖＸ（１）
各プロトコルの変換後の送信間隔＝Ｚｉ×Ｘ（２）
ただし、Ｘは、全てのプロトコルのセッション維持メッセージの送信間隔の中の最小値
ｉは、プロトコル数
ＡｄｉｖＢはＡ／Ｂの小数点以下を切り捨てた値

図６は、セッション管理テーブル３２１の一例を示す図である。図６において、全てのプロトコルのセッション維持メッセージの送信間隔の中の最小値はプロトコルＣの送信間隔であるので、Ｘ＝３０である。従って、プロトコルＡについては、（１）式よりＺｉ＝
３６００ｄｉｖ３０＝１２０であり、（２）式より変換後の送信間隔＝１２０×３０＝３６００である。また、プロトコルＢについては、（１）式よりＺｉ＝５０ｄｉｖ３０＝１であり、（２）式より変換後の送信間隔＝１×３０＝３０である。これより、プロトコルＡの変換後の送信間隔は３６００秒であり、プロトコルＢの変換後の送信間隔は３０秒であるとともに、プロトコルＣの変換後の送信間隔は３０秒である。このようにして、セッション管理テーブル３２１は、変換前の送信間隔と変換後の送信間隔とをプロトコル毎に記憶することができる。

図４に戻って、次に、制御部３２３は、ＣＰＵ省電力制御部３０１に対して、セッション管理テーブル３２１に記憶した変換後の送信間隔の最小値をタイマ値として通知する（ステップＳＴ４０４）。

次に、制御部３２３は、シーケンスカウンタ３２０におけるカウント値及びセッション管理テーブル３２１に記憶している変換後の送信間隔に基づいて、セッション維持メッセージを送信させるプロトコルを決定する（ステップＳＴ４０５）。

次に、制御部３２３は、図６の場合には、プロトコルＡ処理部３１０に対して、３６００秒毎の送信間隔でセッション維持メッセージを送信するように通知するとともに、プロトコルＢ処理部３１１またはプロトコルＣ処理部３１２に対して、３０秒毎の送信間隔でセッション維持メッセージを送信するように通知する（ステップＳＴ４０６）。具体的には、制御部３２３は、シーケンスカウンタ３２０のカウント値が「０」の際には、プロトコルＡ処理部３１０、プロトコルＢ処理部３１１またはプロトコルＣ処理部３１２の全てのプロトコルに対して、セッション維持メッセージを送信するように通知する。そして、図６より、プロトコルＡのセッション維持メッセージの変換後の送信間隔は３６００秒であるとともに、プロトコルＢ及びプロトコルＣのセッション維持メッセージの変換後の送信間隔は３０秒であるので、各プロトコルの送信間隔は３０の倍数になっている。従って、例えば、シーケンスカウンタ３２０が毎秒「１」ずつカウント値をカウントアップする場合には、制御部３２３は、シーケンスカウンタ３２０のカウント値が３０の倍数であるときにのみ、プロトコルＡ〜プロトコルＣの該当するセッション維持メッセージを送信する。これにより、通信装置１０１は、各プロトコルのセッション維持メッセージを、プロトコル間で互いに同期して、即ち、３０秒を最小公倍数とする送信タイミングで送信することができる。

次に、制御部３２３は、シーケンスカウンタ３２０をインクリメントし（ステップＳＴ４０７）、ＣＰＵ省電力制御部３０１に対して、セッション維持終了を送信する（ステップＳＴ４０８）。

次に、制御部３２３は、ＣＰＵ省電力制御部３０１からセッション維持開始を受信したか否か判定する（ステップＳＴ４０９）。

制御部３２３がＣＰＵ省電力制御部３０１からセッション維持開始を受信した場合には、セッション管理部３１３は、ステップＳＴ４０５〜ステップＳＴ４０８の処理を行い、ＣＰＵ省電力制御部３０１からセッション維持開始を受信しない場合には、セッション管理部３１３は、制御部３２３がＣＰＵ省電力制御部３０１からセッション維持開始を受信するまでイベント待ちの状態になる（ステップＳＴ４０９）。

次に、ＣＰＵ省電力制御部３０１における動作を、図５を用いて説明する。

最初に、ＣＰＵ省電力制御部３０１は、セッション管理部３１３の制御部３２３からタイマ値を受信したか否かを判定する（ステップＳＴ５０１）。

ＣＰＵ省電力制御部３０１が制御部３２３からタイマ値を受信しない場合には、タイマ値を受信するまでイベント待ちの状態になり（ステップＳＴ５０１）、ＣＰＵ省電力制御部３０１が制御部３２３からタイマ値を受信した場合には、受信したタイマ値をＣＰＵ３０２のスリープタイマの長さとする（ステップＳＴ５０２）。ここで、スリープタイマとは、ＣＰＵ３０２に対する電源の供給を休止する時間を決めるタイマである。

次に、ＣＰＵ省電力制御部３０１は、制御部３２３に対して、セッション維持開始を送信し（ステップＳＴ５０３）、その後イベント待ちに入る。この後、ＣＰＵ省電力制御部３０１は、全てイベントを契機として動作する。

次に、ＣＰＵ省電力制御部３０１は、イベントが起きたか否か判定する（ステップＳＴ５０４）。ここで、イベントは、ＣＰＵ省電力制御部３０１が制御部３２３からセッション維持終了を受信すること及びスリープタイマの満了の二つである。

ＣＰＵ省電力制御部３０１は、スリープタイマが満了のイベントを受けると、ＣＰＵ３０２を低消費電力モードから通常モードに遷移させ（ステップＳＴ５０５）、制御部３２３にセッション維持開始を送信する（ステップＳＴ５０３）。その後、ＣＰＵ省電力制御部３０１は、再びイベント待ちに入る（ステップＳＴ５０４）。

一方、ステップＳＴ５０４において、ＣＰＵ省電力制御部３０１は、制御部３２３からセッション維持終了のイベントを受けると、スリープタイマにより、電源の供給を休止する時間帯の時間計測を開始し、ＣＰＵ３０２を通常モードから低消費電力モードに遷移させる（ステップＳＴ５０６）。その後、ＣＰＵ省電力制御部３０１は、再びイベント待ちに入る（ステップＳＴ５０４）。

図７は、本実施の形態におけるセッション維持メッセージの送出タイミングを示す図である。図１と図７より明らかなように、本実施の形態では、従来と比較して、ＣＰＵが低消費電力モードから通常モードに遷移する頻度を少なくすることができる。

このように、本実施の形態によれば、セッション維持メッセージは、一括して管理され、プロトコル間で同期して送信されるので、ＣＰＵが低消費電力モードから通常モードに遷移する頻度を少なくし、ＣＰＵを休ませる時間を従来よりも長く確保することができるとともに、ＣＰＵの消費電力を従来よりも低減することができる。この効果は、特にユーザからの操作やネットワーク側からのトラフィックの受信がない状態のときに顕著である。また、本実施の形態によれば、セッション維持メッセージの送信間隔の変換に際して、変換前の送信間隔と同一または短くするので、セッション維持管理の機能を損なうことなく、ＣＰＵの消費電力を低減することができる。

なお、上記実施の形態において、プロトコルＡ〜プロトコルＣの３つのプロトコルを処理する通信装置について説明したが、これに限らず、任意の数のプロトコルを処理する通信装置に適用することができる。また、上記実施の形態は、任意のプロトコルを実行する通信装置に適用することができる。また、上記実施の形態において、各プロトコルにおけるセッション維持メッセージを、変換後の送信間隔で送信するようにしたが、これに限らず、変換後の送信間隔よりも短ければ、任意のタイミングで各プロトコルのセッション維持メッセージを同期して送信するようにしても良い。例えば、図６の場合、１０秒毎にプロトコルＡ〜プロトコルＣの各セッション維持メッセージを送信するとともに、１０秒毎に通常モードと低消費電力モードとを切り替えるようにしても良い。

本発明にかかる通信装置及び電力供給方法は、特にセッションを維持するために定期的にパケットを送信するのに好適である。

従来のセッション維持メッセージの送出タイミングを示す図本発明の実施の形態に係る通信システムを示す図本発明の実施の形態に係る通信装置の構成を示すブロック図本発明の実施の形態に係る通信装置の動作を示すフロー図本発明の実施の形態に係る通信装置の動作を示すフロー図本発明の実施の形態に係るセッション管理テーブルを示す図本発明の実施の形態に係るセッション維持メッセージの送出タイミングを示す図

Claims

複数の異なるプロトコルの処理を実行するプロトコル処理手段と、
通信相手との接続を維持するための各プロトコルのメッセージが互いに同期して送信されるように前記メッセージの送信間隔を調整するタイミング調整手段と、
調整した前記送信間隔で各プロトコルの前記メッセージを送信する送信手段と、
前記プロトコルの処理を実行しない時間帯で且つ前記メッセージを送信しない時間帯は電力の供給を休止する省電力制御手段と、
を具備する通信装置。
前記タイミング調整手段は、各プロトコルの前記メッセージの前記送信間隔の内で最小値の倍数になるように各プロトコルの前記送信間隔を調整する請求項１記載の通信装置。
前記タイミング調整手段は、プロトコル毎に、前記調整前と同一の前記送信間隔または前記調整前よりも短い前記送信間隔になるように調整する請求項２記載の通信装置。
複数の異なるプロトコルの処理を実行するステップと、
通信相手との接続を維持するための各プロトコルのメッセージが互いに同期して送信されるように前記メッセージの送信間隔を調整するステップと、
調整した前記送信間隔で各プロトコルの前記メッセージを送信するステップと、
前記プロトコルの処理を実行しない時間帯で且つ前記メッセージを送信しない時間帯は電力の供給を休止するステップと、
を具備する電力供給方法。