JP5366061B2 - TERMINAL DEVICE, WIRELESS BASE STATION FOR WIRELESS COMMUNICATION WITH THE SAME AND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM USING THE SAME - Google Patents
TERMINAL DEVICE, WIRELESS BASE STATION FOR WIRELESS COMMUNICATION WITH THE SAME AND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM USING THE SAME Download PDFInfo
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Description
この発明は、端末装置、それと無線通信を行う無線基地局およびそれらを用いた無線通信システムに関するものである。 The present invention relates to a terminal device, a radio base station that performs radio communication with the terminal device, and a radio communication system using them.
無線LAN(Local Area Network)は、家庭やオフィスなどで広く使われている。無線LANが普及するとともに、多くのアクセスポイント(AP)が設置されるが、これらのAPは、たとえ、通信データが発生しなくても、通常、電源がオンされたままで使用される。 Wireless LAN (Local Area Network) is widely used in homes and offices. Along with the widespread use of wireless LANs, many access points (APs) are installed, but these APs are normally used with the power turned on even if no communication data is generated.
このような、“つけっぱなし”になっているAPが過半数の時間で使用されていないため、電力は、無駄に消費される。 Since such an “already-on” AP has not been used for a majority of the time, power is wasted.
センサーネットワークでは、ウェイクアップ受信機を用いて通信が必要となっているときだけ、データの送信先をウェイクアップする手法が検討されている。 In the sensor network, a method of waking up a data transmission destination only when communication using a wake-up receiver is necessary is being studied.
非特許文献1では、無線LANカードよりも低い電力を消費する802.15.4sensor motesを用いて同じ周波数である無線LANチャネルを観測し、送信元からの電波を検知すると、自端末の無線LANカードをウェイクアップする手法が提案されている。
In
また、特許文献1〜3および非特許文献2では、より低い電力を消費するウェイクアップ受信機を用いてデータ通信用無線インターフェースをウェイクアップする手法が提案されている。
更に、特許文献1,2および非特許文献2では、ウェイクアップ信号の周波数が無線LANの周波数と異なるので、2つのアンテナが必要である。
Further, in
しかし、従来技術においては、アクセスポイントを識別する識別IDとしては、ESSIDが用いられることが想定される。ESSIDは、最大で32バイトの長さを有するが、ウェイクアップを試みる端末装置の周囲に存在するアクセスポイントの数を考えると、32バイトのウェイクアップIDは、冗長である。ウェイクアップ信号のデータ転送速度は、低速であるため、長いウェイクアップIDは、帯域占有時間の増大に繋がるという問題がある。 However, in the prior art, it is assumed that ESSID is used as an identification ID for identifying an access point. The ESSID has a length of 32 bytes at the maximum, but the 32-byte wakeup ID is redundant in consideration of the number of access points existing around the terminal device attempting to wake up. Since the data transfer rate of the wakeup signal is low, there is a problem that a long wakeup ID leads to an increase in band occupation time.
また、ウェイクアップID中のビットに誤りが発生すると、ウェイクアップさせたいアクセスポイントをウェイクアップさせることができないという問題がある。この問題を解決するために、受信機において誤り訂正処理を行うことが想定されるが、ウェイクアップIDの受信機の省電力化のために受信機において誤り訂正処理を行うことはできない。 In addition, when an error occurs in a bit in the wakeup ID, there is a problem that an access point to be woken up cannot be woken up. In order to solve this problem, it is assumed that an error correction process is performed in the receiver, but the error correction process cannot be performed in the receiver in order to save power in the receiver of the wakeup ID.
更に、アクセスポイント自身のIDと異なるIDを含むウェイクアップ信号が送信された場合にビット誤りが発生すると、誤って、ウェイクアップさせたくないアクセスポイントをウェイクアップさせてしまうという問題が発生する。 Furthermore, if a bit error occurs when a wakeup signal including an ID different from the ID of the access point itself is transmitted, there arises a problem that an access point that is not intended to be woken up is erroneously woken up.
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、ウェイクアップ信号の帯域占有時間の減少が可能であり、無線基地局を正確に起動可能な端末装置を提供することである。 Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a terminal device that can reduce the band occupation time of a wake-up signal and can accurately start a radio base station. It is to be.
また、この発明の別の目的は、ウェイクアップIDが一定値以下のビット誤りを有する場合でも起動可能な無線基地局を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a radio base station that can be activated even when the wakeup ID has a bit error of a certain value or less.
更に、この発明の別の目的は、ウェイクアップ信号の帯域占有時間の減少が可能であり、無線基地局を正確に起動可能な端末装置を備える無線通信システムを提供することである。 Furthermore, another object of the present invention is to provide a radio communication system including a terminal device that can reduce the band occupation time of a wake-up signal and can accurately activate a radio base station.
この発明の実施の形態によれば、端末装置は、ビット数低減手段と、符号化手段と、送信手段とを備える。ビット数低減手段は、スリープ状態から起動状態へ移行させたい無線基地局の識別情報のビット数を低減する。符号化手段は、スリープ状態から起動状態へ移行させる無線基地局を示すウェイクアップIDと無線基地局と異なる他の無線基地局のIDとの間のハミング距離が一定値以上になるように、ビット数低減手段によって低減された無線基地局の識別情報を符号化する。送信手段は、符号化手段によって符号化された無線基地局の識別情報をウェイクアップIDとして無線基地局へ送信する。スリープ状態は、無線基地局が当該端末装置と無線通信を行うことができない状態である。起動状態は、無線基地局が当該端末装置と無線通信を行う状態である。 According to the embodiment of the present invention, the terminal device includes a bit number reduction unit, an encoding unit, and a transmission unit. The bit number reduction means reduces the number of bits of identification information of the radio base station to be shifted from the sleep state to the activated state. The encoding means includes a bit so that a hamming distance between a wake-up ID indicating a radio base station to be shifted from a sleep state to an activated state and an ID of another radio base station different from the radio base station is a certain value or more. The identification information of the radio base station reduced by the number reduction means is encoded. The transmission means transmits the identification information of the radio base station encoded by the encoding means to the radio base station as a wake-up ID. The sleep state is a state in which the radio base station cannot perform radio communication with the terminal device. The activated state is a state in which the wireless base station performs wireless communication with the terminal device.
また、この発明の実施の形態によれば、無線基地局は、メイン装置と、受信手段と、ビット判定手段と、起動手段とを備える。メイン装置は、端末装置を管理するための管理フレームを定期的に送信するとともに、端末装置と無線通信を行う起動状態と、端末装置と無線通信を行うことができないスリープ状態とを有し、一定の期間、端末装置と無線通信を行わなかったとき、または当該無線基地局に帰属する端末装置が存在しないとき、起動状態からスリープ状態へ移行する。受信手段は、請求項1または請求項2に記載の端末装置から送信された電波を受信する。ビット判定手段は、受信手段によって受信された電波に基づいてビット判定し、受信ビット列を得る。起動手段は、ビット判定手段によってビット判定された受信ビット列と当該無線基地局のIDとの間のハミング距離が閾値以下であるとき、メイン装置をスリープ状態から起動状態へ移行させるための起動信号を生成してメイン装置へ出力する。そして、メイン装置は、起動信号に応じて、スリープ状態から起動状態へ移行する。
According to the embodiment of the present invention, the radio base station includes a main device, a reception unit, a bit determination unit, and an activation unit. The main device periodically transmits a management frame for managing the terminal device, and has a startup state in which wireless communication with the terminal device is performed and a sleep state in which wireless communication with the terminal device cannot be performed, and is constant. When wireless communication with the terminal device is not performed during this period, or when there is no terminal device belonging to the wireless base station, the state shifts from the activated state to the sleep state. The receiving unit receives the radio wave transmitted from the terminal device according to
更に、この発明の実施の形態によれば、無線通信システムは、端末装置と、無線基地局とを備える。無線基地局は、端末装置と無線通信を行う。そして、端末装置は、請求項1または請求項2に記載の端末装置からなり、無線基地局は、請求項3に記載の無線基地局からなる。
Further, according to the embodiment of the present invention, the radio communication system includes a terminal device and a radio base station. The radio base station performs radio communication with the terminal device. And a terminal device consists of a terminal device of
この発明の実施の形態による端末装置は、スリープ状態から起動状態へ移行させたい無線基地局の識別情報のビット数を低減し、スリープ状態から起動状態へ移行させる無線基地局を示すウェイクアップIDと他の無線基地局のIDとの間のハミング距離が一定値以上になるように、ビット数が低減された無線基地局の識別情報を符号化する。そして、端末装置は、その符号化した識別情報をウェイクアップIDとして無線基地局へ送信する。 A terminal apparatus according to an embodiment of the present invention reduces the number of bits of identification information of a radio base station that is to be shifted from a sleep state to an active state, and a wakeup ID that indicates a radio base station that is to be shifted from the sleep state to the active state; The identification information of the radio base station with a reduced number of bits is encoded so that the Hamming distance between the IDs of the other radio base stations is a certain value or more. Then, the terminal device transmits the encoded identification information as a wakeup ID to the radio base station.
従って、ウェイクアップ信号の帯域占有時間を減少でき、無線基地局を正確に起動できる。 Therefore, the bandwidth occupation time of the wake-up signal can be reduced, and the radio base station can be activated accurately.
また、この発明の実施の形態による無線基地局は、ウェイクアップIDと無線基地局のIDとの間のハミング距離が閾値以下であるとき、メイン装置を起動する。即ち、無線基地局は、ウェイクアップIDのビット誤りを許容してメイン装置を起動する。 Also, the radio base station according to the embodiment of the present invention activates the main device when the hamming distance between the wakeup ID and the radio base station ID is equal to or less than a threshold value. That is, the radio base station allows the bit error of the wakeup ID and activates the main device.
従って、ウェイクアップIDが一定値以下のビット誤りを有する場合でも無線基地局を起動できる。そして、ウェイクアップさせたい無線基地局と異なる他の無線基地局のIDとの間のハミング距離が一定値以上になるようにウェイクアップIDを符号化しているため、誤ってウェイクアップさせたくない無線基地局をウェイクアップさせる確率を低減できる。また、ウェイクアップIDと無線基地局のIDとの間のハミング距離を計算し、閾値の判定を行なうといった単純な処理のみでこれを実現するため、誤り訂正を行う場合のような処理負荷を必要とせず、処理の負荷を低減できる。 Therefore, the radio base station can be activated even when the wakeup ID has a bit error below a certain value. And since the wake-up ID is encoded so that the hamming distance between the radio base station to be woken up and the ID of another radio base station different from the radio base station is not less than a certain value, the radio that you do not want to wake up accidentally The probability of wakeup of the base station can be reduced. In addition, this processing is realized only by a simple process of calculating the hamming distance between the wakeup ID and the ID of the radio base station and determining the threshold value, so that a processing load as in the case of error correction is required. The processing load can be reduced.
更に、この発明の実施の形態による無線通信システムは、上述した端末装置と無線基地局とを備える。 Furthermore, a radio communication system according to an embodiment of the present invention includes the above-described terminal device and a radio base station.
従って、ウェイクアップ信号の帯域占有時間を減少でき、無線基地局を正確に起動できる。また、ウェイクアップIDが一定値以下のビット誤りを有する場合でも無線基地局を起動できる。 Therefore, the bandwidth occupation time of the wake-up signal can be reduced, and the radio base station can be activated accurately. In addition, the radio base station can be activated even when the wake-up ID has a bit error below a certain value.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図1は、この発明の実施の形態による無線通信システムの概略図である。図1を参照して、この発明の実施の形態による無線通信システム10は、無線基地局1と、端末装置2とを備える。
FIG. 1 is a schematic diagram of a radio communication system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a
無線基地局1は、通信範囲REGを有する。また、無線基地局1は、有線ケーブル20を介してネットワーク30に接続される。
The
無線基地局1は、端末装置2を管理するためのビーコンフレームBeacon(=管理フレーム)を定期的に送信するとともに、端末装置2と無線通信を行う起動状態と、端末装置2と無線通信(=データの送受信)を行うことができないスリープ状態とを有する。
The
無線基地局1は、一定の期間、端末装置2と無線通信を行わなかったとき、または自己に帰属する端末装置が存在しないとき(即ち、通信範囲REG内に端末装置が存在しないとき)、起動状態からスリープ状態へ移行する。
The
また、無線基地局1は、スリープ状態において、端末装置2から自己を起動させるためのウェイクアップ信号を受信すると、スリープ状態から起動状態へ移行する。そして、無線基地局1は、端末装置2と無線通信を行うとともに、有線ケーブル20およびネットワーク30を介して他の通信装置と通信を行う。この場合、無線基地局1は、例えば、2.45GHz帯で端末装置2と無線通信を行う。
In addition, when the
端末装置2は、無線基地局1の通信範囲REG内に存在する。そして、端末装置2は、無線基地局1からビーコンフレームBeaconを受信しないとき、無線基地局1がスリープ状態であると判定する。そして、端末装置2は、無線基地局1がスリープ状態にあるときに無線基地局1との間で無線通信を開始するとき、無線基地局1を起動させるためのウェイクアップ信号を生成し、その生成したウェイクアップ信号を2.45GHz帯で無線通信によって無線基地局1へ送信する。即ち、端末装置2は、無線基地局1との無線通信に用いる周波数帯と同じ周波数帯を用いてウェイクアップ信号を無線基地局1へ送信する。
The
また、端末装置2は、無線基地局1が起動状態であるとき、通常の無線通信を2.45GHz帯で無線基地局1と行う。
Further, the
図2は、図1に示す無線基地局1の構成図である。図2を参照して、無線基地局1は、アンテナ11と、切替器12と、ウェイクアップ信号受信機13と、メイン装置14と、電源15とを含む。
FIG. 2 is a configuration diagram of the
アンテナ11は、切替器12を介してウェイクアップ信号受信機13またはメイン装置14に接続される。
The
切替器12は、アンテナ11と、ウェイクアップ信号受信機13およびメイン装置14との間に接続される。
The
アンテナ11は、無線通信によって端末装置2から無線フレームを受信し、その受信した無線フレームを切替器12を介してウェイクアップ信号受信機13またはメイン装置14へ出力する。また、アンテナ11は、メイン装置14から受けた無線フレームを無線通信によって端末装置2へ送信する。
The
切替器12は、メイン装置14からの制御信号CTLに応じて、アンテナ11をウェイクアップ信号受信機13またはメイン装置14に接続する。
The
ウェイクアップ信号受信機13は、例えば、100μWの電力を電源15から受け、その受けた電力によって駆動される。また、ウェイクアップ信号受信機13は、メイン装置14がスリープ状態にあるとき、切替器12を介してアンテナ11に接続される。そして、ウェイクアップ信号受信機13は、アンテナ11を介して端末装置2から無線フレームを受信すると、その受信した無線フレームを用いてビット判定を行い、受信ビット列と無線基地局1のIDとの間のハミング距離が閾値以下であるか否かを判定する。ウェイクアップ信号受信機13は、ウェイクアップIDと無線基地局1のIDとの間のハミング距離が閾値以下であると判定したとき、起動信号を生成し、その生成した起動信号をメイン装置14へ出力する。
The wake-
一方、ウェイクアップ信号受信機13は、ウェイクアップIDと無線基地局1のIDとの間のハミング距離が閾値以下でないとき、ウェイクアップIDを破棄する。そして、ウェイクアップ信号受信機13は、無線フレームの受信を待つ状態になる。
On the other hand, the
なお、ウェイクアップ信号受信機13は、無線基地局1をウェイクアップさせるための無線フレームを受信する機能のみを有し、無線フレームを送信する機能を有しない。
Note that the wake-
メイン装置14は、例えば、7Wの電力を電源15から受け、その受けた電力によって駆動される。
The
メイン装置14は、起動状態であるとき、アンテナ11を介して端末装置2と無線通信を行い、有線ケーブル20を介して他の通信装置と通信を行う。
When the
また、メイン装置14は、一定の期間T1、端末装置2と無線通信を行わなかったとき、または無線基地局1に帰属する端末装置が存在しないとき、起動状態からスリープ状態へ移行する。なお、一定の期間T1は、例えば、数十秒に設定される。
The
更に、メイン装置14は、スリープ状態にあるときに、ウェイクアップ信号受信機13から起動信号を受けると、スリープ状態から起動状態へ移行する。
Further, when the
電源15は、100μWの電力をウェイクアップ信号受信機13へ供給し、7Wの電力をメイン装置14へ供給する。
The
切替器12は、スイッチ121と、端子122,123とを含む。メイン装置14は、無線通信モジュール141と、有線通信モジュール142と、ホストシステム143とを含む。
The
スイッチ121は、アンテナ11に接続される。端子122は、ウェイクアップ信号受信機13に接続される。端子123は、無線通信モジュール141に接続される。
The
スイッチ121は、メイン装置14のホストシステム143から制御信号CTLを受ける。そして、スイッチ121は、その制御信号CTLによってアンテナ11を端子122または端子123に接続する。
The
この場合、制御信号CTLは、L(論理ロー)レベルの信号、またはH(論理ハイ)レベルの信号からなる。そして、スイッチ121は、制御信号CTLがLレベルの信号からなる場合、アンテナ11を端子122に接続し、制御信号CTLがHレベルの信号からなる場合、アンテナ11を端子123に接続する。
In this case, the control signal CTL is an L (logic low) level signal or an H (logic high) level signal. The
無線通信モジュール141は、ホストシステム143からコマンド信号COM1を受けると、起動状態からスリープ状態へ移行し、ホストシステム143からコマンド信号COM2を受けると、スリープ状態から起動状態へ移行する。なお、このスリープ状態は、無線通信モジュール141が動作を停止した状態である。
When receiving the command signal COM1 from the
そして、無線通信モジュール141は、起動状態へ移行すると、無線基地局1が起動したことを端末装置2へ通知するための無線フレーム(起動通知)を生成し、その生成した無線フレーム(起動通知)を端末装置2へ送信する。
Then, when the
その後、無線通信モジュール141は、アンテナ11を介してビーコンフレームBeaconを定期的に送信し、端末装置2との間で無線通信リンクを確立する。そして、無線通信モジュール141は、端末装置2と無線通信を行う。この場合、無線通信モジュール141は、端末装置2から受信した無線フレームからデータを取り出してホストシステム143へ出力し、ホストシステム143から受けたデータを含む無線フレームを生成して端末装置2へ送信する。
Thereafter, the
有線通信モジュール142は、有線ケーブル20を介して他の通信装置からデータを受信し、その受信したデータをホストシステム143へ出力する。
The
また、有線通信モジュール142は、ホストシステム143からデータを受け、その受けたデータを有線ケーブル20を介して他の通信装置へ送信する。
The
更に、有線通信モジュール142は、ホストシステム143からコマンド信号COM1を受けると、起動状態からスリープ状態へ移行し、ホストシステム143からコマンド信号COM2を受けると、スリープ状態から起動状態へ移行する。なお、このスリープ状態は、有線通信モジュール142が動作を停止した状態である。
Further, when the
ホストシステム143は、一定の期間T1、端末装置2からのパケットを無線通信モジュール141を介して受けないとき、または通信範囲REG内に端末装置が存在しないとき、コマンド信号COM1を生成し、その生成したコマンド信号COM1を無線通信モジュール141へ出力するとともに、Lレベルの制御信号CTLを生成して切替器12へ出力する。そして、ホストシステム143は、スリープ状態(=停止状態)へ移行する。この場合、ホストシステム143は、有線通信モジュール142へもコマンドCOM1を出力してもよい。
When the
また、ホストシステム143は、ウェイクアップ信号受信機13から起動信号を受けると、スリープ状態から起動状態へ移行する。そして、ホストシステム143は、コマンド信号COM2を生成し、その生成したコマンド信号COM2を無線通信モジュール141および有線通信モジュール142へ出力するとともに、Hレベルの制御信号CTLを生成して切替器12へ出力する。
Further, when the
更に、ホストシステム143は、無線通信モジュール141からデータを受けると、その受けたデータを有線通信モジュール142へ出力する。
Further, when receiving data from the
更に、ホストシステム143は、有線通信モジュール142からデータを受けると、その受けたデータを無線通信モジュール141へ出力する。
Further, when receiving data from the wired
更に、ホストシステム143は、通信範囲REG内に存在する端末装置を管理する。
Furthermore, the
図3は、図2に示すウェイクアップ信号受信機13の構成図である。図3を参照して、ウェイクアップ信号受信機13は、BPF(Band Pass Filter)131と、ビット判定器132と、ID識別器133とを含む。
FIG. 3 is a block diagram of the wake-
BPF131は、アンテナ11および切替器12を介して電波を受信し、その受信した受信電波から無線フレームの周波数を有する信号を抽出する。そして、BPF131は、その抽出した信号をビット判定器132へ出力する。
The
ビット判定器132は、BPF131から受けた無線フレームを用いてビット判定を行なう。そして、ビット判定器132は、その取得した受信ビット列をID識別器133へ出力する。
The
ID識別器133は、受信ビット列をビット判定器132から受ける。そして、ID識別器133は、受信ビット列と無線基地局1のIDとの間のハミング距離を演算する。そうすると、ID識別器133は、その演算したハミング距離が閾値以下であるか否かを判定する。なお、閾値は、k(kは正の整数)ビットに設定される。
The
ID識別器133は、ハミング距離が閾値k以下であると判定したとき、起動信号を生成してメイン装置14へ出力する。
When it is determined that the Hamming distance is equal to or less than the threshold value k, the
一方、ID識別器133は、ハミング距離が閾値k以下でないと判定したとき、ウェイクアップIDを破棄する。
On the other hand, when it is determined that the Hamming distance is not equal to or less than the threshold value k, the
図4は、図1に示す端末装置2の構成図である。図4を参照して、端末装置2は、アンテナ21と、無線通信モジュール22と、ホストシステム23とを含む。ホストシステム23は、ウェイクアップ信号生成部231を含む。
FIG. 4 is a configuration diagram of the
無線通信モジュール22は、アンテナ21を介して無線基地局1から起動通知を受信すると、無線基地局1との間で無線通信リンクを確立し、無線基地局1との間で無線通信を行う。
When receiving the activation notification from the
この場合、無線通信モジュール22は、アンテナ21を介して無線基地局1から無線フレームを受信し、その受信した無線フレームを復調してデータを取り出し、その取り出したデータをホストシステム23へ出力する。また、無線通信モジュール22は、ホストシステム23からデータを受け、その受けたデータを含む無線フレームを生成し、その生成した無線フレームを送信する。
In this case, the radio communication module 22 receives a radio frame from the
無線通信モジュール22は、ホストシステム23のウェイクアップ信号生成部231からウェイクアップさせる無線基地局1を示すウェイクアップIDを受けると、ウェイクアップIDを含む無線フレームを生成し、その生成した無線フレームをアンテナ21を介して無線基地局1へ送信する。
Upon receiving the wakeup ID indicating the
ホストシステム23は、無線通信モジュール22がアンテナ21を介して受信したビーコンフレームBeaconを無線通信モジュール22から受ける。そして、ホストシステム23は、その受けたビーコンフレームBeaconに含まれるESSIDを取り出して管理するとともに、ESSIDに基づいて、端末装置2が帰属する無線基地局1を管理する。
The
また、ホストシステム23は、無線基地局1からビーコンフレームBeaconを受信しないとき、無線基地局1がスリープ状態であると判定し、コマンド信号COM3およびESSIDをウェイクアップ信号生成部231へ出力する。
Further, when the
更に、ホストシステム23は、無線通信モジュール22からデータを受けるとともに、データを生成して無線通信モジュール22へ出力する。
Further, the
ウェイクアップ信号生成部231は、コマンド信号COM3およびESSIDをホストシステム23から受けると、ESSIDに基づいて後述する方法によってウェイクアップIDを生成し、その生成したウェイクアップIDを無線通信モジュール22へ出力する。なお、ウェイクアップIDは、端末装置2が起動させる無線基地局を示す情報である。
When the wakeup
図5は、図4に示すウェイクアップ信号生成部231の構成図である。図5を参照して、ウェイクアップ信号生成部231は、ハッシュ演算器2311と、間引き演算器2312と、符号化手段2313とを含む。
FIG. 5 is a configuration diagram of the wake-up
ハッシュ演算器2311は、ホストシステム23からESSIDを受ける。このESSIDは、最大で32バイト(256ビット)の長さを有する。
The
ハッシュ演算器2311は、ESSIDを受けると、ESSIDのハッシュ値を演算し、n(nは、例えば、15)ビットのビット列を生成する。そして、ハッシュ演算器2311は、その演算したnビットのビット列を間引き演算器2312へ出力する。
Upon receiving the ESSID, the
間引き演算器2312は、nビットのビット列をハッシュ演算器2311から受け、その受けたnビットのビット列から任意にビットを間引きしてp(pは、n>pを満たす整数)ビットのビット列を生成する。そして、間引き演算器2312は、その生成したpビットのビット列を符号化手段2313へ出力する。
The thinning
符号化手段2313は、間引き演算器2312からpビットのビット列を受け、その受けたpビットのビット列をBCH(Bose Chaudhuri Hocquenghem)符号化する。このBCH符号化は、無線基地局1のウェイクアップIDと他の無線基地局に割り当てられているIDとの間のハミング距離が一定値以上になるようにpビットのビット列を符号化するものである。
The
そして、符号化手段2313は、その符号化したm(mは正の整数であり、例えば、30である)ビットのビット列をウェイクアップIDとして無線通信モジュール22へ出力する。
Then, the
図6は、図1に示す無線通信システム10における動作を説明するためのフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation in the
図6を参照して、一連の動作が開始されると、無線基地局1のホストシステム143は、スリープ状態へ移行するか否かを判定する(ステップS1)。より具体的には、無線基地局1のホストシステム143は、一定の期間T1、端末装置2との間で無線通信が行われていないとき、または無線基地局1に帰属する端末装置が存在しないとき、スリープ状態へ移行すると判定する。また、無線基地局1のホストシステム143は、一定の期間T1内に、端末装置2との間で無線通信が行われているとき、または無線基地局1に帰属する端末装置が存在するとき、スリープ状態へ移行しないと判定する。
Referring to FIG. 6, when a series of operations is started, the
ステップS1において、スリープ状態へ移行すると判定されたとき、無線基地局1のホストシステム143は、コマンド信号COM1を生成して無線通信モジュール141へ出力するとともに、Lレベルの信号からなる制御信号CTLを生成して切替器12へ出力し、自己の動作を停止する。ここで、ホストシステム143がコマンドCOM1を有線通信モジュール142へも出力し、有線通信モジュール142の動作を停止するようにしてもよい。そして、無線基地局1の切替器12は、Lレベルの制御信号CTLに応じてアンテナ11を端子122に接続する。また、無線基地局1の無線通信モジュール141および有線通信モジュール142は、コマンド信号COM1に応じて、動作を停止する。即ち、ステップS1において、スリープ状態へ移行すると判定されたとき、メイン装置14が停止する(ステップS2)。
In step S1, when it is determined to shift to the sleep state, the
そして、ウェイクアップ信号受信機13は、ウェイクアップ信号を待ち受ける(ステップS3)。
Then, the
その後、端末装置2のホストシステム23は、無線基地局1からビーコンフレームBeaconを受信しないことを検知する(ステップS4)。即ち、端末装置2のホストシステム23は、無線基地局1がスリープ状態であることを検知する。そして、端末装置2のホストシステム23は、無線通信を開始するか否かを判定する(ステップS5)。
Thereafter, the
ステップS5において、無線通信を開始すると判定されたとき、端末装置2のホストシステム23は、起動させたい無線基地局1のESSIDとコマンド信号COM3とをウェイクアップ信号生成部231へ出力する。そして、端末装置2のウェイクアップ信号生成部231は、コマンド信号COM3を受けると、ESSIDに基づいて、上述した方法によってウェイクアップIDを生成する。即ち、端末装置2は、起動させたい無線基地局1を示すウェイクアップIDを生成する(ステップS6)。
When it is determined in step S5 that the wireless communication is started, the
より具体的には、端末装置2のウェイクアップ信号生成部231において、ハッシュ演算器2311は、ホストシステム23からESSIDを受け、その受けたESSIDのハッシュ値を演算し、nビットのビット列を生成する。そして、ハッシュ演算器2311は、その演算したnビットのビット列を間引き演算器2312へ出力する。間引き演算器2312は、nビットのビット列をハッシュ演算器2311から受け、その受けたnビットのビット列から任意にビットを間引きしてpビットのビット列を生成する。その後、間引き演算器2312は、その生成したpビットのビット列を符号化手段2313へ出力する。符号化手段2313は、間引き演算器2312からpビットのビット列を受け、その受けたpビットのビット列をBCH符号化してウェイクアップIDを生成する。
More specifically, in the wake-up
そして、端末装置2のウェイクアップ信号生成部231は、その生成したウェイクアップIDを無線通信モジュール22へ出力する。
Then, the wakeup
端末装置2の無線通信モジュール22は、ウェイクアップIDをウェイクアップ信号生成部231から受けると、ウェイクアップIDを含む無線フレームを生成し、その生成した無線フレームをアンテナ21を介して無線基地局1へ送信する(ステップS7)。
Upon receiving the wakeup ID from the wakeup
無線基地局1のウェイクアップ信号受信機13において、BPF131は、アンテナ11を介して電波を受信し、その受信した電波に基づいて無線フレームの周波数を有する信号を検出し、その検出した信号をビット判定器132へ出力する。そして、ビット判定器132は、BPF131から受けた信号を用いてビット判定を行い、受信ビット列を取得する。即ち、無線基地局1のウェイクアップ信号受信機13は、アンテナ11を介して無線フレームを受信し、その受信した無線フレームからビット判定により受信ビット列を取得する(ステップS8)。
In the wake-
そして、無線基地局1のウェイクアップ信号受信機13において、ID識別器133は、その受信ビット列と無線基地局1のIDとの間のハミング距離を演算する(ステップS9)。
Then, in the wake-
そうすると、無線基地局1のウェイクアップ信号受信機13において、ID識別器133は、ハミング距離が閾値k以下であるか否かを判定する(ステップS10)。
Then, in the wake-
ステップS10において、ハミング距離が閾値k以下でないと判定されたとき、一連の動作は、ステップS3へ戻る。 When it is determined in step S10 that the Hamming distance is not less than or equal to the threshold value k, the series of operations returns to step S3.
一方、ステップS10において、ハミング距離が閾値k以下であると判定されたとき、無線基地局1のウェイクアップ信号受信機13において、ID識別器133は、起動信号を生成してホストシステム143へ出力する。そして、無線基地局1のホストシステム143は、ウェイクアップ信号受信機13からの起動信号に応じてスリープ状態から起動状態へ移行し、コマンド信号COM2を生成して無線通信モジュール141へ出力する。有線通信モジュール142がスリープしている場合には、ホストシステム143は、有線通信モジュール142へもコマンドCOM2を出力する。そして、無線基地局1の無線通信モジュール141は、コマンドCOM2に応じてスリープ状態から起動状態へ移行する。有線通信モジュール142がスリープしている場合には、有線通信モジュール142は、コマンドCOM2に応じてスリープ状態から起動状態へ移行する。このように、無線基地局1のメイン装置14は、ウェイクアップ信号受信機13からの起動信号に応じて、スリープ状態から起動状態へ移行する(ステップS11)。
On the other hand, when it is determined in step S10 that the hamming distance is equal to or less than the threshold value k, the
そうすると、無線基地局1の無線通信モジュール141は、起動通知を生成し、その生成した起動通知をアンテナ11を介して端末装置2へ送信する(ステップS12)。
Then, the
そして、端末装置2の無線通信モジュール22は、アンテナ21を介して起動通知を受信し(ステップS13)、その受信した起動通知をホストシステム23へ出力する。その後、端末装置2のホストシステム23は、無線通信モジュール22からの起動通知に応じて、無線基地局1がスリープ状態から起動状態へ移行したことを検知する。
Then, the wireless communication module 22 of the
そして、無線基地局1の無線通信モジュール141は、端末装置2との間で無線通信リンクを確立するための無線通信を開始し、端末装置2との間で無線通信リンクを確立し、無線通信を行う(ステップS14)。
Then, the
なお、ステップS1において、スリープ状態へ移行しないと判定されたとき、一連の動作は、ステップS14へ移行する。 When it is determined in step S1 that the sleep state is not shifted, the series of operations shifts to step S14.
そして、ステップS14の後、またはステップS5において、無線通信を開始しないと判定されたとき、一連の動作は、終了する。 Then, after step S14 or when it is determined in step S5 that the wireless communication is not started, the series of operations ends.
上述したように、端末装置2のウェイクアップ信号生成部231は、ウェイクアップIDを生成する場合、32バイト(=256ビット)のESSIDのハッシュ値を演算することによって、n=15ビットのビット列を生成し、更に、間引き演算によってp(<n)ビットのビット列を生成し、更に、BCH符号化によって、m=30ビットのビット列を生成してウェイクアップIDを生成する(ステップS6参照)。
As described above, when generating the wakeup ID, the wakeup
その結果、ESSIDをウェイクアップIDとして用いる場合に比べ、冗長ビットを大幅に削減できる。従って、長いウェイクアップIDを送信することによる帯域占有時間の増大を大幅に抑制できる。 As a result, redundant bits can be greatly reduced compared to the case where ESSID is used as a wakeup ID. Therefore, it is possible to greatly suppress an increase in the band occupation time due to the transmission of a long wakeup ID.
また、無線基地局1のウェイクアップ信号受信機13は、受信した受信ビット列と無線基地局1のIDとの間のハミング距離が閾値k以下であれば、起動信号を生成してメイン装置14へ出力する(ステップS10の“YES”,ステップS11参照)。即ち、ウェイクアップ信号受信機13は、ウェイクアップIDと無線基地局1のIDとの間で一致しないビットがkビット以下であれば、ウェイクアップIDと無線基地局1のIDとが一致したものとみなし、起動信号を生成してメイン装置14へ出力する。つまり、ウェイクアップ信号受信機13は、kビットを限度としてウェイクアップIDと無線基地局1のIDとの不一致を許容し、メイン装置14を起動する。
Further, the wake-
従って、ビット誤りによって、ウェイクアップさせたい無線基地局1と異なる無線基地局をウェイクアップさせるという問題を解決できる。
Therefore, it is possible to solve the problem that a radio base station different from the
更に、端末装置2のウェイクアップ信号生成部231は、BCH符号化を行ってウェイクアップIDを生成する(ステップS6参照)。このBCH符号化は、ハミング距離を保持するために行われるものである。
Furthermore, the wakeup
従って、ビット誤りによって、ウェイクアップさせたくない無線基地局をウェイクアップさせるという問題を解決できる。 Accordingly, it is possible to solve the problem that a radio base station that is not desired to be woken up due to a bit error is woken up.
このように、この発明の実施の形態による無線基地局1および端末装置2は、従来の3個の問題点を解決できる。
Thus, the
なお、上記においては、ウェイクアップ信号生成部231は、ESSIDのハッシュ値を演算する第1の処理と、間引き演算を行う第2の処理との両方を行うと説明したが、この発明の実施の形態によれば、これに限らず、ウェイクアップ信号生成部231は、この第1および第2の処理のうち、少なくとも一方の処理を行ってESSIDのビット数を低減してもよい。
In the above description, the wakeup
この場合、ウェイクアップ信号生成部231は、その実行する処理の内容に応じて、ハッシュ演算器2311および間引き演算器2312のうち、少なくとも一方を備える。
In this case, the wake-up
図7は、無線基地局をウェイクアップさせる確率に関するシミュレーション結果を示す図である。 FIG. 7 is a diagram illustrating simulation results regarding the probability of waking up a radio base station.
図7において、縦軸は、ウェイクアップさせたい無線基地局をウェイクアップできない確率と、ウェイクアップさせたくない無線基地局をウェイクアップさせる確率とを表す。また、横軸は、許容誤りビット数を表す。更に、曲線k1は、この発明による方式と比較方式とを用いたときのウェイクアップさせたい無線基地局をウェイクアップできない確率を示す。更に、曲線k2は、この発明による方式を用いたときのウェイクアップさせたくない無線基地局をウェイクアップさせる確率を示す。更に、曲線k3は、比較方式を用いたときのウェイクアップさせたくない無線基地局をウェイクアップさせる確率を示す。 In FIG. 7, the vertical axis represents the probability that the radio base station that is desired to wake up cannot be woken up and the probability that the radio base station that is not desired to be woken up is woken up. The horizontal axis represents the number of allowable error bits. Further, a curve k1 indicates a probability that a radio base station that is desired to wake up cannot be woken up when the method according to the present invention and the comparison method are used. Furthermore, the curve k2 shows the probability of wake-up of a radio base station that does not want to wake-up when using the method according to the present invention. Further, a curve k3 indicates the probability of wakeup of a radio base station that does not want to be woken up when using the comparison method.
なお、この発明による方式においては、間引き演算器231から出力されるビット数pを15ビットとし、符号化手段2313は、(15,31,7)のBCH符号化を行い、31ビットのウェイクアップIDを出力するようにした。この(15,31,7)のBCH符号化は、7ビットの誤りを訂正できる符号化である。
In the system according to the present invention, the number of bits p output from the
また、比較方式においては、215個のウェイクアップIDを用意した。この215個のウェイクアップIDは、ウェイクアップIDの長さを31ビットとし、231個のビットパターンから任意に選択されたものである。つまり、比較方式においては、BCH符号化は、行われていない。 Further, in comparison method was prepared 2 15 wakeup ID. The 2 15 wakeup ID is the length of the wake-up ID and 31 bits, are those selected from 2 31 bit patterns arbitrarily. That is, BCH encoding is not performed in the comparison method.
図7を参照して、この発明による方式および比較方式においては、ウェイクアップさせたい無線基地局をウェイクアップできない確率は、同じであり、許容誤りビット数の増加に伴って急激に低下する(曲線k1参照)。 Referring to FIG. 7, in the method according to the present invention and the comparison method, the probability that the radio base station to be woken up cannot be woken up is the same, and rapidly decreases as the number of allowable error bits increases (curve). k1).
一方、ウェイクアップさせたくない無線基地局をウェイクアップさせる確率は、許容誤りビット数の増加に伴って大きくなり、許容誤りビット数が20ビット以上では、100%である(曲線k2,k3参照)。 On the other hand, the probability of waking up a radio base station that does not want to be woken up increases as the number of allowable error bits increases, and is 100% when the number of allowable error bits is 20 bits or more (see curves k2 and k3). .
また、この発明による方式を用いたときのウェイクアップさせたくない無線基地局をウェイクアップさせる確率は、許容誤りビット数が7ビット以下では、比較方式の場合よりも低くなる(曲線k2,k3参照)。従って、許容誤りビット数kは、7ビット以下に設定される。 In addition, when using the method according to the present invention, the probability of waking up a radio base station that does not want to be woken up is lower than in the comparison method when the number of allowable error bits is 7 bits or less (see curves k2 and k3). ). Therefore, the allowable error bit number k is set to 7 bits or less.
このように、この発明による方式を用いることによって、無線基地局を正確にウェイクアップさせることができる。 Thus, by using the system according to the present invention, the radio base station can be accurately woken up.
上記においては、符号化手段2313は、BCH符号化を行うと説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、ウェイクアップIDと無線基地局のIDとの間のハミング距離を一定値に保持できる符号化方式であれば、どのような符号化方式を用いてビット列を符号化してもよい。そして、符号化手段2313による符号化と、ハミング距離がk以下である場合にウェイクアップさせる技術とは、センサーネットワーク等の他の無線システムにおけるウェイクアップ方式としても使用可能である。
In the above description, the
なお、この発明の実施の形態においては、アンテナ11およびBPF131は、「受信手段」を構成し、ビット判定器132は、「ビット判定手段」を構成し、ID識別器133は、「起動手段」を構成する。
In the embodiment of the present invention, the
また、この発明の実施の形態においては、無線通信モジュール22は、「送信手段」を構成する。 In the embodiment of the present invention, the wireless communication module 22 constitutes a “transmission unit”.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
この発明は、端末装置、それと無線通信を行う無線基地局およびそれらを用いた無線通信システムに適用される。 The present invention is applied to a terminal device, a radio base station that performs radio communication with the terminal device, and a radio communication system using them.
1、2 端末装置、10 無線通信システム、11,21 アンテナ、12 切替器、13 ウェイクアップ信号受信機、14 メイン装置、15 電源、20 有線ケーブル、22,141 無線通信モジュール、23,143 ホストシステム、30 ネットワーク、121 スイッチ、122,123 端子、131 BPF、132 ビット判定器、133 ID識別器、142 有線通信モジュール、231 ウェイクアップ信号生成部、2311 ハッシュ演算器、2312 間引き演算器、2313 符号化手段。 1, 2 terminal device, 10 wireless communication system, 11, 21 antenna, 12 switch, 13 wakeup signal receiver, 14 main device, 15 power supply, 20 wired cable, 22,141 wireless communication module, 23, 143 host system , 30 network, 121 switch, 122, 123 terminal, 131 BPF, 132 bit determiner, 133 ID identifier, 142 wired communication module, 231 wake-up signal generator, 2311 hash calculator, 2312 decimation calculator, 2313 encoding means.
Claims (4)
前記スリープ状態から前記起動状態へ移行させる無線基地局を示すウェイクアップIDと前記無線基地局と異なる無線基地局のIDとの間のハミング距離が一定値以上になるように、前記ビット数低減手段によって低減された無線基地局の識別情報を符号化する符号化手段と、
前記符号化手段によって符号化された無線基地局の識別情報を前記ウェイクアップIDとして前記無線基地局へ送信する送信手段とを備え、
前記スリープ状態は、前記無線基地局が当該端末装置と無線通信を行うことができない状態であり、
前記起動状態は、前記無線基地局が当該端末装置と無線通信を行う状態である、端末装置。 A bit number reduction means for reducing the number of bits of identification information of a radio base station to be shifted from a sleep state to a startup state;
The bit number reducing means so that a hamming distance between a wakeup ID indicating a radio base station to be shifted from the sleep state to the activated state and an ID of a radio base station different from the radio base station is equal to or greater than a predetermined value. Encoding means for encoding the identification information of the radio base station reduced by
Transmitting means for transmitting the identification information of the radio base station encoded by the encoding means to the radio base station as the wake-up ID,
The sleep state is a state in which the wireless base station cannot perform wireless communication with the terminal device,
The activated state is a terminal device in which the wireless base station performs wireless communication with the terminal device.
請求項1または請求項2に記載の端末装置から送信された電波を受信する受信手段と、
前記受信手段によって受信された電波に基づいてビット判定するビット判定手段と、
前記ビット判定手段によってビット判定された受信ビット列と当該無線基地局のIDとの間のハミング距離が閾値以下であるとき、前記メイン装置を前記スリープ状態から前記起動状態へ移行させるための起動信号を生成して前記メイン装置へ出力する起動手段とを備え、
前記メイン装置は、前記起動信号に応じて、前記スリープ状態から前記起動状態へ移行する、無線基地局。 A management frame for managing the terminal device is periodically transmitted, and has a startup state in which wireless communication with the terminal device is performed and a sleep state in which wireless communication with the terminal device cannot be performed, and for a certain period A main device that shifts from the activated state to the sleep state when no wireless communication is performed with the terminal device or when there is no terminal device belonging to the wireless base station;
Receiving means for receiving radio waves transmitted from the terminal device according to claim 1 or 2,
Bit determination means for determining bits based on radio waves received by the reception means;
When a hamming distance between the received bit string bit-determined by the bit determination means and the ID of the radio base station is equal to or less than a threshold, an activation signal for causing the main device to transition from the sleep state to the activation state Generating means for generating and outputting to the main device,
The main apparatus is a radio base station that shifts from the sleep state to the activation state in response to the activation signal.
前記端末装置と無線通信を行う無線基地局とを備え、
前記端末装置は、請求項1または請求項2に記載の端末装置からなり、
前記無線基地局は、請求項3に記載の無線基地局からなる、無線通信システム。 A terminal device;
A wireless base station that performs wireless communication with the terminal device,
The terminal device comprises the terminal device according to claim 1 or claim 2,
The radio base station is a radio communication system including the radio base station according to claim 3.
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