JP5685011B2 - Radio relay apparatus and power saving control method - Google Patents
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Description
本発明は、LAN側の無線LAN端末と、WAN側の複数のアクセスネットワークとの間で中継処理を行う無線中継装置および省電力制御方法に関する。 The present invention relates to a wireless relay apparatus and a power saving control method for performing relay processing between a wireless LAN terminal on a LAN side and a plurality of access networks on a WAN side.
図8は、無線中継装置の構成例を示す(特許文献1)。
図8において、無線中継装置10は、WAN側のアクセスネットワークである無線LAN基地局APに接続するWAN側無線LAN接続部11と、同様にアクセスネットワークである携帯電話基地局BSに接続するWAN側携帯電話接続部12を備え、LAN側で無線LAN端末20に接続するLAN側無線LAN接続部13を備え、WAN側回線の接続切替を制御する制御部14を備える。記憶部15は、LAN側無線LAN接続部13に接続する無線LAN端末20の情報を格納し、制御部14は記憶部15を参照することにより接続中の無線LAN端末20を認識する。
FIG. 8 shows a configuration example of a wireless relay device (Patent Document 1).
In FIG. 8, a
無線通信装置10の制御部14は、例えばWAN側無線LAN接続部11で無線LAN基地局APからの受信レベルを検出し、当該受信レベルが閾値を超えていれば無線LANエリア内と判別し、LAN側無線LAN接続部13とWAN側無線LAN接続部11を接続する。これにより、LAN側無線LAN接続部13に接続される無線LAN端末20は、無線通信装置10を介して無線LAN基地局APに接続される。一方、当該受信レベルが閾値以下であれば無線LANエリア外(携帯電話エリア)と判別し、LAN側無線LAN接続部13とWAN側携帯電話接続部12を接続する。これにより、LAN側無線LAN接続部13に接続される無線LAN端末20は、無線通信装置10を介して携帯電話基地局BSに接続される。以上のWAN側の切り替えは、WAN側無線LAN回線の受信レベルに応じて自動的に行われる。
For example, the
なお、WAN側無線LAN回線とWAN側携帯電話回線の通信品質を比較し、無線通信装置10の位置が無線LANエリア内か無線LANエリア外かを判別し、接続先を選択するようにしてもよい。また、WAN側携帯電話接続部12は、WiMAX(Worldwide interoperability for microwave access)基地局に接続するWAN側WiMAX接続部であっても同様であるが、本明細書では移動通信回線の1つである携帯電話に接続する例を用いて説明する。
The communication quality of the WAN-side wireless LAN line and the WAN-side mobile phone line is compared, it is determined whether the position of the
また、近年はパソコンやPDAだけでなく、携帯電話、ゲーム機、ディジタルカメラ等にも無線LANが搭載されている。無線中継装置10は、LAN側無線LAN接続部13を無線LAN基地局として機能させることにより、これらの機器を様々なアクセスネットワークに接続させることが可能になる。特に、無線LAN端末20が最も普及しているIEEE802.11b 規格に準拠した機器であっても、WAN側無線LAN接続部11として、最新の無線LAN技術である高速化技術(IEEE802.11a,g,n)や QoSサポート技術(IEEE802.11e)等を利用することにより、より高速で安定した無線LAN接続が可能となる。
In recent years, not only personal computers and PDAs but also mobile phones, game machines, digital cameras and the like are equipped with wireless LAN. The
ところで、無線中継装置10の使い方として、無線中継装置10を電源ONのまま鞄等に入れ、無線LAN端末20は携帯して持ち歩きながら必要なときに電源ONにして起動し、無線中継装置10を介してWAN側の無線LAN回線または携帯電話回線に接続し、さらにネットワークに接続することがある。このとき、無線中継装置10は、常に最適なWAN側回線を選択するように動作しており電力が消費される。そのため、バッテリー駆動の無線中継装置10がバッテリー不足となり、無線LAN端末20の要求に応じてネットワークに接続できないなど、実際に使用できる時間が短くなる問題があった。
By the way, as a method of using the
本発明は、無線LAN端末の接続状態に応じて消費電力を抑制し、使用時間の長期化を図ることができる無線中継装置および省電力制御方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a wireless relay device and a power saving control method capable of suppressing power consumption according to a connection state of a wireless LAN terminal and prolonging usage time.
第1の発明は、WAN側の複数の無線通信回線の1つを選択し、その無線通信回線に接続されるネットワークとLAN側で無線LAN接続される無線LAN端末との中継処理を行う無線中継装置において、無線LAN端末の接続状態を監視し、無線LAN端末が接続されているときは無線中継装置の全機能を動作させる通常動作に設定し、無線LAN端末が接続されていないときは無線中継装置の一部の機能を休止させ、かつ他の一部の機能に対して、アクティブ期間とスリープ期間を所定の周期で繰り返す間欠動作をさせる省電力動作に設定する省電力制御手段と、アクティブ期間に、無線LAN端末からの接続要求を受信したときに休止中の各機能を起動させ、通常動作に移行させる接続要求検出手段と、アクティブ期間からスリープ期間に入るときに、無線LAN端末が当該スリープ期間中の送信を禁止する送信抑制時間(NAV)を設定するための予約信号を、無線中継装置に近接する無線LAN端末が受信および復調できる低い出力パワーおよび高い伝送レートで送信する予約信号送信手段とを備える。 According to a first aspect of the present invention, a wireless relay that selects one of a plurality of wireless communication lines on the WAN side and performs a relay process between a network connected to the wireless communication line and a wireless LAN terminal connected to the wireless LAN on the LAN side. In the device, the connection state of the wireless LAN terminal is monitored, and when the wireless LAN terminal is connected, it is set to a normal operation for operating all the functions of the wireless relay device, and when the wireless LAN terminal is not connected, the wireless relay is performed. A power saving control means for setting a power saving operation for intermittently repeating an active period and a sleep period with a predetermined period for a part of the function of the apparatus and for activating the active period And a connection request detecting means for activating each function that is inactive when receiving a connection request from a wireless LAN terminal and shifting to a normal operation, and a sleep period from an active period. Low output power at which a wireless LAN terminal close to the wireless relay apparatus can receive and demodulate a reservation signal for setting a transmission suppression time (NAV) for prohibiting transmission during the sleep period when the wireless LAN terminal enters And a reservation signal transmitting means for transmitting at a high transmission rate.
第2の発明は、WAN側の複数の無線通信回線の1つを選択し、その無線通信回線に接続されるネットワークとLAN側で無線LAN接続される無線LAN端末との中継処理を行う無線中継装置の省電力制御方法において、省電力制御手段が、無線LAN端末の接続状態を監視し、無線LAN端末が接続されているときは無線中継装置の全機能を動作させる通常動作に設定し、無線LAN端末が接続されていないときは無線中継装置の一部の機能を休止させ、かつ他の一部の機能に対して、アクティブ期間とスリープ期間を所定の周期で繰り返す間欠動作をさせる省電力動作に設定し、接続要求検出手段が、アクティブ期間に、無線LAN端末からの接続要求を受信したときに休止中の各機能を起動させ、通常動作に移行させ、予約信号送信手段が、アクティブ期間からスリープ期間に入るときに、無線LAN端末が当該スリープ期間中の送信を禁止する送信抑制時間(NAV)を設定するための予約信号を、無線中継装置に近接する無線LAN端末が受信および復調できる低い出力パワーおよび高い伝送レートで送信する。
The second invention selects one of a plurality of wireless communication lines on the WAN side, and performs wireless relay processing for performing relay processing between a network connected to the wireless communication line and a wireless LAN terminal connected to the wireless LAN on the LAN side In the power saving control method of the device, the power saving control means monitors the connection state of the wireless LAN terminal, and when the wireless LAN terminal is connected, sets to a normal operation that operates all the functions of the wireless relay device. Power-saving operation that suspends some functions of the wireless relay device when the LAN terminal is not connected and performs intermittent operation that repeats the active period and sleep period at a predetermined cycle for other functions When the connection request detection means receives a connection request from the wireless LAN terminal during the active period, it activates each function that is inactive, shifts to normal operation, and transmits a reservation signal. When a stage enters a sleep period from an active period, a wireless LAN terminal close to the wireless relay apparatus transmits a reservation signal for setting a transmission suppression time (NAV) in which the wireless LAN terminal prohibits transmission during the sleep period. Transmits at low output power and high transmission rate that can be received and demodulated.
本発明は、無線中継装置に無線LAN端末が接続されていないときに省電力動作とし、一部の機能を休止させることにより消費電力を大幅に抑え、バッテリーの電力を長持ちさせることができる。一方、無線LAN端末からの接続要求に応じて、直ちに無線中継装置を通常動作に移行させることができ、無線LAN端末をWAN側回線に接続することができる。 According to the present invention, when a wireless LAN terminal is not connected to the wireless relay device, the power saving operation is performed, and by suspending some functions, the power consumption can be significantly suppressed and the battery power can be prolonged. On the other hand, in response to a connection request from the wireless LAN terminal, the wireless relay device can be immediately shifted to normal operation, and the wireless LAN terminal can be connected to the WAN side line.
また、無線中継装置が省電力動作中に稼働する一部の機能を間欠動作させることにより、さらに省電力効果を高めることができる。 Further, the power saving effect can be further enhanced by intermittently operating some functions that the wireless relay device operates during the power saving operation.
また、アクティブ期間中に送信するビーコンに対して無線LAN端末が所定の要求送信待ち時間後に接続要求を送信するシーケンスに対して、アクティブ期間の調整や、スリープ期間中のNAV設定により、接続要求の受信成功確率を高めることができる。 In addition, for a sequence in which a wireless LAN terminal transmits a connection request after a predetermined request transmission waiting time for a beacon transmitted during the active period, the connection request is changed by adjusting the active period or setting the NAV during the sleep period. The probability of successful reception can be increased.
また、NAV設定に用いる予約信号を無線中継装置に近接する無線LAN端末のみが受信できるようにすることにより、他の無線LAN端末に影響を与えずに接続要求の受信成功確率を高めることができる。 In addition, by allowing only the wireless LAN terminal close to the wireless relay device to receive the reservation signal used for NAV setting, the probability of successful reception of the connection request can be increased without affecting other wireless LAN terminals. .
図1は、本発明の無線中継装置の実施例構成を示す。
図1において、本実施例の無線中継装置10は、図8に示す構成に加えて制御部14およびLAN側無線LAN接続部13に接続される接続要求検出部16を備える。接続要求検出部16は、LAN側無線LAN接続部13を介して無線LAN端末20からの接続要求を受信すると制御部14に通知する。
FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of the wireless relay device of the present invention.
1, the
ここで、図2に示す実施例1の制御フローを参照し、本実施例の無線中継装置10における全機能を動作させる通常動作および一部の機能を休止する省電力動作について説明する。省電力動作で休止させる機能は、図1(2) でハッチングで示すように、WAN側無線LAN接続部11、WAN側携帯電話接続部12、記憶部15および制御部14とする。
Here, with reference to the control flow of the first embodiment shown in FIG. 2, a normal operation for operating all functions and a power saving operation for suspending some functions in the
制御部14は、通常動作中に(S1)、周期的に記憶部15を参照して接続中の無線LAN端末20を確認し(S2)、接続中の無線LAN端末20があれば通常動作を継続する。一方、通常動作中に無線LAN端末20が接続していないことを検出すると、省電力動作に移行する(S3)。省電力動作時は、WAN側無線LAN接続部11、WAN側携帯電話接続部12、記憶部15および制御部14を休止状態とし、LAN側無線LAN接続部13と接続要求検出部16のみを動作させる。省電力動作中の接続要求検出部16は、LAN側無線LAN接続部13を介して無線LAN端末20からの接続要求を受信するか否かを監視し(S4)、無線LAN端末20からの接続要求を受信した場合に、制御部14およびその他の休止中の各部を起動して通常動作に移行する(S1)。
During normal operation (S1), the
これにより、例えば無線LAN端末20の電源OFFのため、無線中継装置10に無線LAN端末20が接続されていない状態で省電力動作とし、無線中継装置10のWAN側無線LAN接続部11、WAN側携帯電話接続部12、記憶部15および制御部14を休止状態にできるので、消費電力を大幅に抑えることができ、バッテリーの電力を長持ちさせることができる。一方、無線LAN端末20からの接続要求に応じて、直ちに無線中継装置10を通常動作に移行させ、WAN側回線との接続処理後に、当該WAN側回線を介して無線LAN端末20をネットワークに接続させることができる。
As a result, for example, the power of the
無線中継装置10が省電力動作中に稼働するLAN側無線LAN接続部13と接続要求検出部16を間欠動作させることにより、さらに省電力効果を高めることができる。ここで、間欠動作の動作中を「アクティブ」、休止中を「スリープ」という。
The power saving effect can be further enhanced by intermittently operating the LAN-side wireless
無線LAN端末20は、図3に示すように、無線中継装置10がアクティブ期間で送信するビーコンを受信し、所定時間(要求送信待ち時間)後に接続要求を送信する。無線中継装置10はアクティブ期間でこの接続要求を受信することにより、省電力動作から通常動作に移行することができる。しかし、図3に示すように、ビーコンに対して応答が遅い無線LAN端末20Aの場合には、無線中継装置10のアクティブ期間に送信要求が届かず、無線中継装置10の接続要求検出部16はこれを受信できないので、通常動作への移行は失敗する。
As shown in FIG. 3, the
そこで、図4に示すように、間欠動作のアクティブとスリープの割合は変えずに、アクティブ期間(ビーコンの周期)を長くする。これにより、省電力効果を損なうことなく、要求送信待ち時間の長い(ビーコンに対して応答が遅い)無線LAN端末からの接続要求の受信成功確率を高めることができる。 Therefore, as shown in FIG. 4, the active period (beacon cycle) is lengthened without changing the ratio of active and sleep in the intermittent operation. Accordingly, it is possible to increase the probability of successful reception of a connection request from a wireless LAN terminal having a long request transmission waiting time (a response to a beacon is slow) without impairing the power saving effect.
また、図5に示すように、無線中継装置10はスリープする前にチャネルを予約する予約信号を送信する。無線LAN端末20は、この予約信号を復調して送信抑制時間(NAV)を設定すると、その期間は接続要求を送信しないため、要求送信待ち時間の長い無線LAN端末であっても、その接続要求の受信成功確率を高めることができる。
Further, as shown in FIG. 5, the
ただし、無線中継装置10に接続する無線LAN端末20の他に、図6に示すように、周辺に他の無線中継装置に所属する無線LAN端末や単独で公衆無線LANに接続する無線LAN端末があると、それらの無線LAN端末が無線中継装置10から送信された予約信号に応答し、NAVを設定してしまうことがある。これを複数の無線中継装置が相互に行うと、全体としてチャネルの使用率、ひいてはスループットが低下することになる。
However, in addition to the
そこで、無線中継装置10が送信するチャネルの予約信号については、低い出力パワーかつ高い伝送レートで送信する。予約信号を通常より低い出力パワーで送信すると、図7に示すように、無線中継装置10に近接する無線LAN端末20のみが受信できる。一方、通常の出力パワーとすると、他の無線中継装置に所属する無線LAN端末や単独で公衆無線LANに接続する無線LAN端末にも予約信号が届くことになる。
Therefore, the channel reservation signal transmitted by the
また、予約信号を通常より高い伝送レート(例えば54Mbps )で送信すると、予約信号を復調してNAVを設定する無線LAN端末を制限することができる。これは、無線中継装置10から遠方の無線LAN端末でも通常の伝送レート(例えば1Mbps )であれば予約信号の復調が可能であるが、伝送レートが高くなることによって誤り率が増加し、予約信号の復調ができなくなるためである。これにより、無線中継装置10は、自己に接続する無線LAN端末20のみに選択的にNAVを設定し、その接続要求の受信成功確率を高めることができる。
Further, if the reservation signal is transmitted at a higher transmission rate (for example, 54 Mbps) than usual, it is possible to restrict the wireless LAN terminals that set the NAV by demodulating the reservation signal. This is because the reservation signal can be demodulated at a normal transmission rate (for example, 1 Mbps) even in a wireless LAN terminal far from the
10 無線中継装置
11 WAN側無線LAN接続部
12 WAN側携帯電話接続部
13 LAN側無線LAN接続部
14 制御部
15 記憶部
16 接続要求検出部
20 無線LAN端末
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記無線LAN端末の接続状態を監視し、前記無線LAN端末が接続されているときは前記無線中継装置の全機能を動作させる通常動作に設定し、前記無線LAN端末が接続されていないときは前記無線中継装置の一部の機能を休止させ、かつ他の一部の機能に対して、アクティブ期間とスリープ期間を所定の周期で繰り返す間欠動作をさせる省電力動作に設定する省電力制御手段と、
前記アクティブ期間に、前記無線LAN端末からの接続要求を受信したときに前記休止中の各機能を起動させ、前記通常動作に移行させる接続要求検出手段と、
前記アクティブ期間から前記スリープ期間に入るときに、前記無線LAN端末が当該スリープ期間中の送信を禁止する送信抑制時間(NAV)を設定するための予約信号を、前記無線中継装置に近接する前記無線LAN端末が受信および復調できる低い出力パワーおよび高い伝送レートで送信する予約信号送信手段と
を備えたことを特徴とする無線中継装置。 In a wireless relay device that selects one of a plurality of wireless communication lines on the WAN side and performs a relay process between a network connected to the wireless communication line and a wireless LAN terminal connected to the wireless LAN on the LAN side,
The connection state of the wireless LAN terminal is monitored, and when the wireless LAN terminal is connected, it is set to a normal operation for operating all functions of the wireless relay device, and when the wireless LAN terminal is not connected, the wireless LAN terminal is connected. A power-saving control means for setting a power-saving operation to pause a part of the functions of the wireless relay device and to perform an intermittent operation that repeats the active period and the sleep period at a predetermined cycle for the other part of the functions;
In the active period, when a connection request from the wireless LAN terminal is received, each function that is suspended is activated, and a connection request detection unit that shifts to the normal operation;
When entering the sleep period from the active period, the wireless LAN terminal transmits a reservation signal for setting a transmission suppression time (NAV) for prohibiting transmission during the sleep period to the wireless relay device in the vicinity. A radio relay apparatus comprising: reservation signal transmitting means for transmitting at a low output power and a high transmission rate that can be received and demodulated by a LAN terminal.
省電力制御手段が、前記無線LAN端末の接続状態を監視し、前記無線LAN端末が接続されているときは前記無線中継装置の全機能を動作させる通常動作に設定し、前記無線LAN端末が接続されていないときは前記無線中継装置の一部の機能を休止させ、かつ他の一部の機能に対して、アクティブ期間とスリープ期間を所定の周期で繰り返す間欠動作をさせる省電力動作に設定し、
接続要求検出手段が、前記アクティブ期間に、前記無線LAN端末からの接続要求を受信したときに前記休止中の各機能を起動させ、前記通常動作に移行させ、
予約信号送信手段が、前記アクティブ期間から前記スリープ期間に入るときに、前記無線LAN端末が当該スリープ期間中の送信を禁止する送信抑制時間(NAV)を設定するための予約信号を、前記無線中継装置に近接する前記無線LAN端末が受信および復調できる低い出力パワーおよび高い伝送レートで送信する
ことを特徴とする無線中継装置の省電力制御方法。 Power saving control method for a wireless relay device that selects one of a plurality of wireless communication lines on the WAN side and performs a relay process between a network connected to the wireless communication line and a wireless LAN terminal connected to the wireless LAN on the LAN side In
The power saving control means monitors the connection state of the wireless LAN terminal, and when the wireless LAN terminal is connected, sets the normal operation for operating all the functions of the wireless relay device, and the wireless LAN terminal is connected. If not, the wireless relay device is set to a power saving operation in which a part of the functions of the wireless relay device is suspended and an intermittent operation in which the active period and the sleep period are repeated at a predetermined cycle is set for the other part of the functions. ,
When the connection request detecting means receives a connection request from the wireless LAN terminal during the active period, it activates each function during the suspension, and shifts to the normal operation.
When the reservation signal transmitting means enters the sleep period from the active period, the wireless LAN terminal transmits a reservation signal for setting a transmission suppression time (NAV) for prohibiting transmission during the sleep period. Transmitting with low output power and high transmission rate that can be received and demodulated by the wireless LAN terminal close to the apparatus.
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