JP5754924B2 - 基地局、基地局の制御方法、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、通信装置と通信を行うアクセスポイントに関する。

ＩＥＥＥ８０２．１１規格シリーズに準拠した無線ＬＡＮに代表される無線通信では、
通信装置の消費電力を抑えるために省電力通信モードが定義されている。
このような省電力通信モードの一つとして、アクセスポイント（基地局）の省電力を図る方法が提案されている。例えば、特許文献１では、アクセスポイントは端末装置に対してデータ通信を行わない期間を予め通知し、通知した期間アクセスポイントの無線通信部の機能を停止するスリープ状態にすることで、アクセスポイントの省電力を図っている。

特開２００４−３３６４０１号公報

上述した省電力通信モードでは、アクセスポイントがスリ―プ状態である期間、アクセスポイントは端末装置とメッセージを送受信することができない。そのため、アクセスポイントは、形成したネットワークから端末装置が離脱した場合、スリープ状態中には端末装置からの離脱メッセージを受信することができず、端末装置の離脱を即座に検知できないという問題がある。

この問題により、特にノートＰＣやスマートフォンといった携帯機器自身がアクセスポイントとして動作する場合には、当該機器のユーザは通信相手である端末装置の状態を正確に把握することができず、使い勝手が悪い。

本発明は、アクセスポイントとして動作する通信装置において、ユーザの利便性を向上することを目的とする。また、本発明の他の目的は、以下の明細書の説明及び図面より明らかとなるであろう。

本発明の基地局は、アクティブ状態と省電力状態とを切替える切替手段と、前記切替手段により前記省電力状態から前記アクティブ状態に切り替えられたことに応答して、前記省電力状態に切り替えられた際に当該基地局と接続していた通信装置に対して応答要求を行う要求手段と、前記要求手段による前記応答要求に対する応答の結果に基づいて、当該通信装置との接続を確認する確認手段と、を有する。

本発明により、アクセスポイントが省電力状態からアクティブ状態に移行した際に端末装置の接続を速やかに確認できる。

本発明の実施形態に係わる通信装置のブロック構成を示す図である。 本発明の実施形態に係わる通信装置の機能ブロックを示す図である。 ネットワーク構成の一例を示す図である。 接続状態確認処理の動作フローチャートを示す図である。 本発明の実施形態に係わる装置Ａ、装置Ｂの動作シーケンスを示す図である。 本発明の実施形態に係わる装置Ａ、装置Ｂ、装置Ｃの動作シーケンスを示す図である。 省電力状態移行、アクティブ状態移行処理の動作フローチャートを示す図である。

（実施例１）
以下、本実施形態に係る通信装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズに準拠した無線ＬＡＮシステムを用いた例について説明するが、通信形態は必ずしもＩＥＥＥ８０２．１１準拠の無線ＬＡＮには限られるものではない。

本実施形態に係る通信装置のハードウェア構成について図１を用いて説明する。図１は通信装置の構成の一例を表すブロック図である。通信装置１０１は、制御部１０２、記憶部１０３、無線部１０４、出力部１０５、入力部１０６、アンテナ制御部１０７、アンテナ１０８から構成される。制御部１０２は、記憶部１０３に記憶される制御プログラムを実行することにより装置全体を制御する。制御部１０２は、ＣＰＵ，ＭＰＵ等の演算装置から構成され、後述する各機能を情報の演算や加工、各ハードを制御することにより実現する。制御部１０２は、他の装置との間で行われる通信パラメータ自動設定の制御も行う。記憶部１０３は制御部１０２が実行する制御用のコンピュータプログラムと、通信パラメータ等の各種情報を記憶する記憶部である。後述する各種動作は、記憶部１０３に記憶された制御プログラムを制御部１０２が実行することにより行われる。後述する図４に示す接続状態確認処理を実行するプログラムも記憶部１０３に記憶されている。なお、記憶部１０３はＲＯＭ，ＲＡＭ等のメモリ、又はフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＤＶＤなどを用いることができる。

１０４は無線通信を行うための無線部であり、ＩＥＥＥ８０２．１１準拠の無線通信を実現する無線チップ等から構成される。出力部１０５は、各種情報を出力するインターフェースから構成される。例えば、装置に備わっている発光ダイオード（ＬＥＤ）のように視覚で認知可能な素子への発光指示の出力、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等の表示装置に映像信号の出力、あるいはスピーカなどへ音出力が可能な機能を有する。出力部１０５は後述する接続確認処理の結果をユーザに対して出力を行う。なお、ＬＥＤ、ＬＣＤ、スピーカは通信装置１０１が備えていてもよいし、出力部１０５を介して通信装置１０１と接続されていて良い。入力部１０６は、ユーザが各種入力を行うための操作ボタンなどから構成される。アンテナ制御部１０７は、アンテナ１０８が得た信号を無線部１０４に供給し、無線部１０４から供給される信号をアンテナ１０８に供給する。そしてアンテナ１０８は高周波信号を送受信するために用いられる。

続いて、制御部１０２が記憶部１０３に記憶されている制御プログラムを実行し、通信装置１０１の各ハードウェアを制御することにより実現される機能ブロックの構成を図２を用いて説明する。図２において。２０１は装置全体を示している。２０２は各種通信にかかわるパケットを送信するパケット送信部である。後述する各信号の送信は、パケット送信部２０２により行われる。２０３は各種通信にかかわるパケットを受信するパケット受信部である。後述する各信号の受信は、パケット受信部２０３によって行われる。２０４はアクセスポイント（基地局）としての動作を制御する基地局制御部である。ビーコン信号の送信や、端末装置との接続処理など、無線ＬＡＮネットワークにおけるアクセスポイントとしての処理動作は、基地局制御部２０４により実施される。

２０５は、アクセスポイントの省電力通信を制御する省電力制御部である。省電力制御部２０５は、各部への電源供給に関する制御を行い、後述するアクセスポイントの省電力状態とアクティブ状態との相互の移行処理を実行する。なお、本実施例では省電力状態として通信回路への電力供給を中止するスリープ状態を例として説明を行うがこれに限られるものではない。つまり、省電力状態とは、送信電力を弱める、制御用パケットの送信間隔を延ばす等の方法で省電力を実行する状態であっても良い。また、アクティブ状態とは非省電力状態であり、端末装置と通信可能な状態である。また、省電力状態とはアクティブ状態より消費電力を落とした状態である。２０６は、端末装置との接続状態を確認する確認部である。確認部２０６は、端末装置へ応答要求を行い、端末の応答の結果に基づき接続状態を判別する。確認部２０６は、後述する接続状態の確認処理を行う。

以上説明した構成の通信装置１０１の動作について説明する。図３は、装置Ａ３０１、装置Ｂ３０２、装置Ｃ３０３から構成されるネットワーク３０４を示した図である。ここで、装置Ａ３０１は、図１、図２において説明した通信装置１０１の構成を有している。装置Ａはアクセスポイントとして動作し、ネットワーク３０４を構築して装置Ｂ３０２、装置Ｃ３０３と通信を行う。また、装置Ｂ３０２、装置Ｃ３０３は端末装置として動作し、装置Ａ３０１が構成するネットワークに接続して装置Ａ３０１と通信を行う。

なお、装置Ａ３０１は端末装置（装置Ｂ３０２、装置Ｃ３０３）と接続した際に、当該端末装置に関するＭＡＣアドレス等の通信に必要な情報を、端末接続情報として装置Ａ３０１の記憶部１０３に記憶する。
ここで、図３に示すネットワークを形成している装置Ａ３０１が、アクセスポイントとして装置Ｂ３０２、装置Ｃ３０３との通信が可能である状態から、省電力状態へと移行する処理を図７に示すフローチャートを用いて説明する。

装置Ａ３０１の省電力制御部２０５は、省電力状態への移行処理が開始されると、まず、省電力状態を開始する旨のメッセージをネットワーク内の端末装置（装置Ｂ３０２、装置Ｃ３０３）にパケット送信部２０２を介して通知する（Ｓ７０１）。省電力状態の開始通知には省電力状態の期間に関する情報が含まれている。続いて、省電力制御部２０５は、開始通知に対する端末装置から応答信号の有無を判定する（Ｓ７０２）。ここで、省電力制御部２０５は、ネットワーク内の端末装置全てから応答信号を受信できない場合は処理を終了する。ネットワーク内の端末装置全てから応答信号を受信した場合、省電力制御部２０５は、記憶部１０３に現在のネットワークの構成を示す端末接続情報を記憶する（Ｓ７０３）。図３の例では、端末接続情報として装置Ｂ３０２、装置Ｃ３０３がネットワークに属している旨を記憶する。

そして、省電力制御部２０５は、通信回路への電源供給を中止し、装置Ａ３０１を通信回路に電力の供給を停止してスリープ状態となり、省電力状態に移行する（Ｓ７０４）。省電力制御部２０５は、開始通知にて通知した省電力状態の期間を経過したかを判断し（Ｓ７０５）、省電力状態の期間が経過した際には、通信回路へ再び電源供給を開始し、通信が可能な通常状態（アクティブ状態）へ移行する（Ｓ７０６）。

続いて、図７のＳ７０６に示す装置Ａ３０１が省電力状態であるスリープ状態から通常状態（アクティブ状態）へ移行した際に起動される接続状態の確認処理の動作を図４に示すフローチャートを用いて説明する。

確認部２０６は、省電力状態から通常状態（アクティブ状態）へ移行すると、記憶部１０３に記憶されている端末接続情報を確認する（Ｓ４０１）。省電力状態に入る前に端末装置が一台も接続していなかった場合は、確認部２０６は確認処理を終了する（Ｓ４０２）。省電力状態に入る前に端末装置が接続していた場合、確認部２０６は当該端末装置へ応答要求メッセージを送信し、応答を所定の期間待ち受ける（Ｓ４０２、Ｓ４０３）。ここで、応答要求メッセージとして、グループ鍵交換メッセージを例として説明を行う。

確認部２０６は、所定の期間内に端末装置からグループ鍵交換メッセージに対する応答を受信した場合は、当該端末装置がネットワークに接続中であると認識する（Ｓ４０４）。また、一定期間経過しても端末装置からグループ鍵交換メッセージに対する応答を受信しない場合には、確認部２０６は当該端末装置がネットワークから離脱したと認識する（Ｓ４０４）。そして、確認部２０６は記憶部１０３に記憶されている端末接続情報から当該端末装置に関する情報を削除し、端末接続情報を更新する（Ｓ４０５）。そして、確認部２０６は端末装置のネットワークからの切断を認識すると、出力部１０５を介してユーザへ端末装置の離脱（切断）を通知する（Ｓ４０６）。例えば、出力部１０５は、「端末装置Ｂは、ネットワークとの接続を切断しました。」等のメッセージを含む映像情報または音声情報を出力し、ＬＣＤによる表示やスピーカによる音声出力を行う。

確認部２０６は、端末接続情報に記憶されている全ての端末装置に対して、上記グループ鍵交換メッセージを用いた接続状態の確認が実行されたかを判断する（Ｓ４０７）。端末接続情報に記憶されている全ての端末装置に対して、上述の処理が行われていなければ、Ｓ４０３からの処理を全ての端末装置に行われるまで繰り返す。全ての端末装置に対して、確認が終了した場合、確認部２０６は記憶部１０３に記憶されている端末接続情報を参照し、全ての端末装置が離脱しているか否かを確認する（Ｓ４０８）。全ての端末装置が離脱している場合は、出力部１０５は、確認処理の結果としてユーザへ全ての端末装置がネットワークから離脱した旨を出力する（Ｓ４０９）。例えば、出力部１０５は、「全ての端末がネットワークとの接続を切断しました。」等のメッセージを含む映像情報または音声情報を出力し、ＬＣＤによる表示やスピーカによる音声出力を行う。そして、基地局制御部２０４はアクセスポイントとしての動作を終了することでネットワークを停止する（Ｓ４１０）。また、出力部１０５は、アクセスポイントとしての動作を停止した旨の情報を出力する構成としてもよい。そして、確認処理を終了する。接続中の端末装置が存在する場合は、確認部２０６はアクセスポイントとしての動作を継続したまま確認処理を終了する。

ここで、アクセスポイント（装置Ａ）に端末装置が１台のみが接続しているネットワークにおける、上述の接続確認処理シーケンスを図５に示す。なお、図５に示すシーケンスの一例ではアクセスポイントが省電力状態中に端末装置がネットワークから離脱する場合を説明する。まず、アクセスポイントである装置Ａ３０１は、ネットワークに接続している端末装置である装置Ｂ３０２へ自身が省電力状態に入ることを通知する開始通知メッセージを送信する（Ｆ５０１）。開始通知メッセージには、少なくとも装置Ａの省電力状態の期間に関する情報が含まれる。装置Ａ３０１は装置Ｂ３０２から開始通知に対する応答メッセージを受信後（Ｆ５０２）、通信関係の回路への電力供給を中止し、スリープ状態に入る（Ｆ５０３）。装置Ｂ３０２は、ネットワークを離脱する際に装置Ａに対して離脱通知を送信し、ネットワークから離脱する（Ｆ５０４、Ｆ５０５）。装置Ａ３０１は、スリープ状態中であるために、装置Ｂから送信された離脱通知メッセージを受信できないため、装置Ｂのネットワークの離脱を検知することはできない。なお、装置Ｂ３０２はＦ５０１にて受信した開始通知メッセージにより装置Ａがスリープ状態であることを把握できるため、離脱通知メッセージを送信すること無くネットワーク３０４を離脱しても良い。

装置Ａ３０１は、通知した省電力期間経過後、省電力状態からアクティブ状態に移行する。装置Ａ３０１は、再び通信関係の回路への電力供給を開始し、メッセージ等を送受信可能なアクティブ状態となる（Ｆ５０６）。そして、装置Ａ３０１は、省電力状態終了後に、接続状態の確認処理を開始する（Ｆ５０７）。装置Ａ３０１は、省電力移行前に形成したネットワークに接続していた装置Ｂ３０２へ応答要求メッセージを送信する（Ｆ５０８）。装置Ａ３０１は、予め定めた所定の期間、装置Ｂ３０２からの応答を待ち受ける。装置Ａ３０１は装置Ｂ３０２から一定期間応答を受信しないと、装置Ｂ３０２がネットワークから離脱したと判断する。そして、形成したネットワークに接続した端末が一つもないため、装置Ａ３０１はアクセスポイントとしての動作を終了し、ネットワークを終了する（Ｆ５０９）。また、装置Ａ３０１は、確認処理の結果としてネットワークに接続していた端末の離脱とネットワークを終了した旨をユーザに通知する（Ｆ５０９）。そして、装置Ａは確認処理を終了する（Ｆ５１０）。

続いて、図３に示すアクセスポイントである装置Ａ３０１に装置Ｂ３０２、装置Ｃ３０３が接続して形成されたネットワーク３０４における、上述の接続状態の確認処理シーケンスを図６に示す。なお、図６に示すシーケンスの一例ではアクセスポイントが省電力状態中に装置Ｂがネットワークから離脱する場合を説明する。

まず、アクセスポイントである装置Ａ３０１は、ネットワークに接続している端末装置である装置Ｂ３０２、装置Ｃ３０３へ自身が省電力状態に入ることを通知する開始通知メッセージを送信する（Ｆ６０１、Ｆ６０２）。装置Ａ３０１は装置Ｂ３０２、装置Ｃ３０３から開始通知に対する応答メッセージを受信後（Ｆ６０３、Ｆ６０４）、通信関係の回路への電力供給を中止し、スリープ状態に入る（Ｆ６０５）。装置Ｂ３０２は、ネットワーク３０４を離脱する際に装置Ａに対して離脱通知を送信し、ネットワークから離脱する（Ｆ６０６、Ｆ６０７）。装置Ａ３０１は、スリープ状態中であるために、装置Ｂ３０２から送信された離脱通知メッセージを受信できないため、装置Ｂのネットワークの離脱を検知することはできない。

装置Ａ３０１は、通知した省電力期間経過後、省電力状態からアクティブ状態に移行する。装置Ａ３０１は、再び通信関係の回路への電力供給を開始し、メッセージ等を送受信可能なアクティブ状態となる（Ｆ６０８）。そして、装置Ａ３０１は、省電力状態終了後に、接続状態の確認処理を開始する（Ｆ６０９）。装置Ａ３０１は、省電力移行前に形成したネットワークに接続していた装置Ｂ３０２、装置Ｃ３０３へ応答要求メッセージを送信する（Ｆ６１０、Ｆ６１１）。装置Ａ３０１は、予め定めた所定の期間、装置Ｂ３０２、装置Ｃ３０３からの応答を待ち受ける。

装置Ａ３０１から応答要求を受信した装置Ｃ３０３は、ネットワーク３０４に未だに接続しているため、装置Ａか３０１の応答要求に対して応答する（Ｆ６１２）。装置Ａ３０１は装置Ｃ３０３から応答を受信すると、装置Ｃ３０３のネットワークの接続を確認する（Ｆ６１２）。一方、装置Ａ３０１は装置Ｂ３０２から所定の期間応答を受信しないと、装置Ｂ３０２がネットワークから離脱したと判断する。装置Ａ３０１は、省電力状態に移行する前にネットワークに接続していた端末の接続状況の確認を終えると、接続情報の更新を行う（Ｆ６１３）。この例では、装置Ｂ３０２がネットワークから離脱した旨を接続情報に記憶する。また、装置Ａ３０１は装置Ｂがネットワークから離脱した旨をユーザに通知する。そして、装置Ａ３０１は確認処理を終了する（Ｆ６１４）。なお、装置Ａ３０１はネットワークに接続している装置Ｃ３０３がいるため、アクセスポイントとしての動作を継続する。

以上説明したように、本実施例ではアクセスポイントは省電力状態から通信可能な通常状態（アクティブ状態）に復帰後に端末装置との接続状態を確認する。したがって、アクセスポイントは省電力状態中の端末装置のネットワークからの離脱を省電力状態から通常状態（アクティブ状態）への移行後速やかに検知することが可能となる。また、本実施例におけるアクセスポイントは省電力状態から通常状態（アクティブ状態）への移行後、ネットワークに接続していた端末装置の全ての離脱を検知した場合、ネットワークを速やかに終了する。したがって、接続中の端末装置が存在しないネットワークを速やかに終了することが可能となるため、装置の電力使用の低減など機器資源を節約できる。また、アクセスポイントとしての動作を終了し、使用していた通信チャネルを解放するため通信資源を節約できる。また、アクセスポイントのユーザは、省電力状態から通常状態（アクティブ状態）復帰後の端末装置の接続状態を確認できるので、使い勝手が向上する。また、特にノートＰＣやスマートフォンといった携帯機器をアクセスポイントとして使用している場合、ユーザは端末装置の離脱を検知することで、端末装置との通信が必要な場合、端末装置をネットワークに再接続する処理を速やかに実行できる。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これは本発明の説明のための例示であって、本発明の範囲をこの実施例のみに限定する趣旨ではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で、実施形態は種々に変形することが可能である。また、上記説明はＩＥＥＥ８０２．１１準拠の無線ＬＡＮを例に説明した。しかしながら、本発明は、ＭＢＯＡ（Ｍｕｌｔｉ Ｂａｎｄ ＯＦＤＭ Ａｌｌｉａｎｃｅ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）を用いる通信形態、ＺｉｇＢｅｅ等の他の無線媒体、通信形態において実施してもよい。また、ＵＷＢは、ワイヤレスＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）、ワイヤレス１３９４、ＷＩＮＥＴなどが含まれる。

なお、本実施例では接続確認の際に応答要求メッセージとしてグループ鍵交換メッセージを送信し、端末装置の応答を得ることで接続性の確認を行ったが、グループ鍵交換メッセージに限定されるものではない。端末装置から応答を得ることが可能なメッセージであれば、グループ鍵交換メッセージ以外のメッセージを使用しても良い。例えば無線ＬＡＮアクションフレームや、ＲＴＳ／ＣＴＳ信号、また、ＰＩＮＧメッセージやＡＲＰメッセージなど、他のメッセージを用いて実施しても良い。

また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

２０１ 通信装置
２０２ パケット受信部
２０３ パケット送信部
２０４ 基地局制御部
２０５ 省電力制御部
２０６ 確認部

Claims (11)

1. 通信装置と通信を行う基地局であって、
   アクティブ状態と省電力状態とを切替える切替手段と、
   前記切替手段により前記省電力状態から前記アクティブ状態に切り替えられたことに応答して、前記省電力状態に切り替えられた際に当該基地局と接続していた通信装置に対して応答要求を送信する要求手段と、
   前記要求手段による前記応答要求に対する応答の結果に基づいて、当該通信装置との接続を確認する確認手段と、
   を有することを特徴とする基地局。
2. 前記確認手段による確認の結果をユーザに対して出力する出力手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の基地局。
3. 前記確認手段は、前記要求手段により送信された前記応答要求に対する応答の結果に基づいて、前記省電力状態から前記アクティブ状態に切り替えられたタイミングにおける前記通信装置との接続を確認することを特徴とする請求項１または２に記載の基地局。
4. 前記確認手段により、前記省電力状態へ切り替えられた際に当該基地局と接続していた全ての通信装置との接続の切断が確認された場合、基地局としての動作を終了する終了手段を更に有し、
   前記出力手段は、前記終了手段により基地局としての動作を終了した場合、基地局としての動作を終了した旨を出力することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の基地局。
5. 前記確認手段は、前記省電力状態へ切り替えられた際に当該基地局と接続していた通信装置から所定の期間、前記要求手段による前記応答要求に対する応答を受信しなかった場合に、当該通信装置が当該基地局との接続を切断したと判断することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の基地局。
6. 前記省電力状態は、通信回路に電力供給を中止する状態であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の基地局。
7. 前記基地局と、当該基地局と接続している通信装置とは、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズに準拠した無線通信を行うことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の基地局。
8. 前記基地局は、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズに準拠したアクセスポイントであることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の基地局。
9. 前記省電力状態へ切り替えられた際に当該基地局と接続していた通信装置の有無を判定する判定手段を更に有し、
   前記要求手段は、前記判定手段による判定の結果に応じて、前記確認要求を送信することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の基地局。
10. 通信装置と通信を行う基地局の制御方法であって、
    アクティブ状態と省電力状態とを切替える切替工程と、
    前記省電力状態から前記アクティブ状態に切り替えられたことに応答して、前記省電力状態に切り替えられた際に当該基地局と接続していた通信装置に対して応答要求を行う要求工程と、
    前記応答要求に対する応答の結果に基づいて、当該通信装置との接続を確認する確認工程と、
    を有することを特徴とする制御方法。
11. コンピュータを請求項１から９のいずれか１項に記載の基地局として動作させるためのプログラム。

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