JP5856538B2

JP5856538B2 - 無線通信装置及び通信動作制御方法

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Publication number: JP5856538B2
Application number: JP2012107866A
Authority: JP
Inventors: 後藤　弘明; 弘明後藤; 守秋元; 俊翔黄; 正孝飯塚
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2012-05-09
Filing date: 2012-05-09
Publication date: 2016-02-09
Anticipated expiration: 2032-05-09
Also published as: JP2013236273A

Description

本発明は、無線ＬＡＮの複数のアクセスポイント装置により構成される無線通信システムに係り、省電力モードを用いることにより省電力化を図る無線通信装置及び通信動作制御方法に関する。

近年、無線ＬＡＮ（Local Area Network）が家庭やオフィス等で普及し、無線ＬＡＮ端末が多数の情報機器に搭載されてインターネットアクセスの一手段として広く利用されている。一般的に利用されている無線ＬＡＮは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格として標準化されている。

一般に、通信機器に対する省電力化が求められており、ＩＥＥＥ８０２．１１規格においても、無線ＬＡＮ端末の省電力化機能として、アクティブモード／省電力モードによる運用が規定されている。アクティブモードでは、送信状態、受信状態、リスニング状態の３状態を取り、省電力モードでは、スリープ状態を取ることができる。スリープ状態は、一部回路への電源供給を断つことにより、送信、受信、リスニングの全てが行えないものの、アクティブモードの３状態と比較して消費電力が小さくなる。

無線ＬＡＮ端末は、アクセスポイント装置（以下、アクセスポイントと称する）が送信するビーコンフレーム上のＴＩＭ（Traffic Indication Map）要素を利用してデータ受信の必要の有無を確認し、データ送受信の必要がない場合においては、ＤＴＩＭ（Delivery Traffic Indication Message）カウントが０となるビーコンフレームの受信時にのみアクティブモードで運用される。それ以外の時に省電力モード（スリープ状態）へ移行することによって、無線ＬＡＮ端末は省電力で運用される。すなわち、無線ＬＡＮ端末は、バッテリーで運用される機器であることも考慮されているため、省電力化機能に関してＩＥＥＥ８０２．１１標準規格によって規定されている（例えば、非特許文献１参照）。

一方、無線ＬＡＮのアクセスポイントは、常時の電源供給を前提として設計されているため、省電力化機能に関してＩＥＥＥ８０２．１１標準規格によって規定されていない。しかし、無線ＬＡＮ端末側の機能変更を伴わずに、ＩＥＥＥ８０２．１１標準規格に則って実現する省電力化機能として、使用チャネルのチャネル予約期間を設定した予約信号であるＮＡＶ（Network Allocation Vector）を利用したスリープ機能が提案されている（例えば、非特許文献２、３参照）。

図１２は、従来技術によるアクセスポイントでのモード切り替えの状態遷移を示す説明図である。図１２に示すように、アクセスポイントは、接続している無線端末に対して送信すべきデータをバッファ内に保持していないか、端末からデータを受信していない時に、ＣＴＳ−ｔｏ−ｓｅｌｆフレーム、もしくはブロードキャストフレームを用いてＮＡＶを設定し、そのＮＡＶの設定期間（チャネル予約期間）にアクセスポイント自身が省電力モードＭ２へ移行する。ＮＡＶの設定期間を終了すると、無線端末がデータを送信する可能性があるため、アクセスポイントは、アクティブモードＭ１に戻り、無線端末からのデータを受信する。このように、アクセスポイントは、不要なアクティブモードＭ１から、部分的に省電力モードＭ２へと移行することで消費電力を低下させることができる。このように、トラフィックが存在しない場合には、スリープモードで運用される期間が長くなるため、アクセスポイントは、高い省電力効果を得ることができる。

Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications, IEEE Std. 802.11-2007. 信学技報，ＭｏＭｕＣ，モバイルマルチメディア通信１０８（４４８），４７−５０，２００９−０２−２６，「無線ＬＡＮアクセスポイントにおける省電力モード」. 信学技報，ＭｏＭｕＣ，モバイルマルチメディア通信１０９（２２），１７３−１７７，２００９−０４−３０，「無線ＬＡＮアクセスポイントにおける省電力モードの性能評価」.

図１３は、現行の規格化されたアクセスポイントにおいて問題が発生する状況例を示す概念図である。図１３に示すように、２台のアクセスポイント１、２が存在し、一方のアクセスポイント１には無線端末３が接続しており、他方のアクセスポイント２には無線端末４が接続している。なお、両アクセスポイントは異なるＢＳＳ（Basic Service Set）を展開しており、両アクセスポイント１、２が展開する各ＢＳＳは、同一の周波数で運用するものとする。

図１４（ａ）は、図１３に示す状況の中、アクセスポイント２に対してアクセスポイント１、及び無線端末３から送信される信号が到達可能であり、かつアクセスポイント１、及び無線端末３がＲＴＳ／ＣＴＳ方式による送受信手順に従う環境における動作例を示すタイミングチャートである。図１４（ａ）に示すように、無線端末３がアクセスポイント１に対して送信するデータが生起した場合、無線端末３からアクセスポイント１に送信するＲＴＳフレーム１４０を受信したアクセスポイント２は、ＲＴＳフレーム１４０によって設定された送信禁止期間によりデータ送受信が不可能であるにも関わらず、アクティブモードで動作して、当該期間に到達するフレームに対してリスニングを行い、不要な電力消費が発生している。

同様に、図１４（ａ）に示すように、アクセスポイント１が無線端末３に対して送信するデータが生起した場合、アクセスポイント１から無線端末３に送信するＲＴＳフレーム１４１を受信したアクセスポイント２は、ＲＴＳフレーム１４１によって設定された送信禁止期間によりデータ送受信が不可能であるにも関わらず、アクティブモードで動作して、当該期間に到達するフレームに対してリスニングを行い、不要な電力消費が発生している。

図１４（ｂ）は、図１３に示す状況の中、アクセスポイント２に対してアクセスポイント１から送信される信号のみが到達可能であり、かつアクセスポイント１及び無線端末３がＲＴＳ／ＣＴＳ方式による送受信手順に従う環境における動作例を示すタイミングチャートである。図１４（ｂ）に示すように、無線端末３がアクセスポイント１に対して送信するデータが生起した場合、アクセスポイント１から無線端末３に送信するＣＴＳフレーム１４２を受信したアクセスポイント２は、ＣＴＳフレーム１４２によって設定された送信禁止期間によりデータ送受信が不可能であるにも関わらず、アクティブモードで動作して、当該期間に到達するフレームに対してリスニングを行い、不要な電力消費が発生している。

同様に、図１４（ｂ）に示すように、アクセスポイント１が無線端末３に対して送信するデータが生起した場合、アクセスポイント１から無線端末３に送信するＲＴＳフレーム１４３を受信したアクセスポイント２は、ＲＴＳフレーム１４３によって設定された送信禁止期間によりデータ送受信が不可能であるにも関わらず、アクティブモードで動作して、当該期間に到達するフレームに対してリスニングを行い、不要な電力消費が発生している。

図１５（ａ）は、図１３に示す状況の中、アクセスポイント２に対してアクセスポイント１及び無線端末３から送信される信号が到達可能であり、かつアクセスポイント１及び無線端末３がＲＴＳ／ＣＴＳ方式による送受信手順に従わない環境における動作例を示すタイミングチャートである。図１５（ａ）に示すように、無線端末３がアクセスポイント１に対して送信するデータが生起した場合、無線端末３からアクセスポイント１に送信するＤＡＴＡフレーム１５０を受信したアクセスポイント２は、ＤＡＴＡフレーム１５０によって設定された送信禁止期間によりデータ送受信が不可能であるにも関わらず、アクティブモードで動作して、当該期間に到達するフレームに対してリスニングを行い、不要な電力消費が発生している。

同様に、図１５（ａ）に示すように、アクセスポイント１が無線端末３に対して送信するデータが生起した場合、アクセスポイント１から無線端末３に送信するＤＡＴＡフレーム１５１を受信したアクセスポイント２は、ＤＡＴＡフレーム１５１によって設定された送信禁止期間によりデータ送受信が不可能であるにも関わらず、アクティブモードで動作して、当該期間に到達するフレームに対してリスニングを行い、不要な電力消費が発生している。

図１５（ｂ）は、図１３に示す状況の中、アクセスポイント２に対してアクセスポイント１から送信される信号のみが到達可能であり、かつアクセスポイント１及び無線端末３がＲＴＳ／ＣＴＳ方式による送受信手順に従わない環境における動作例を示すタイミングチャートである。図１５（ｂ）に示すように、無線端末３がアクセスポイント１に対して送信するデータが生起した場合には、アクセスポイント１から無線端末３に送信するＤＡＴＡフレーム１５２は、アクセスポイント２に到達しないため、アクセスポイント２は、ＤＡＴＡフレームによる送信禁止期間を設定しない。

一方、図１５（ｂ）に示すように、アクセスポイント１が無線端末３に対して送信するデータが生起した場合、アクセスポイント１から無線端末３に送信するＤＡＴＡフレーム１５３を受信したアクセスポイント２は、ＤＡＴＡフレーム１５３によって設定された送信禁止期間によりデータ送受信が不可能であるにも関わらず、アクティブモードで動作して、当該期間に到達するフレームに対してリスニングを行い、不要な電力消費が発生している。

図１６（ａ）は、図１３に示す状況の中、アクセスポイント２に対してアクセスポイント１及び無線端末３から送信される信号が到達可能であり、かつアクセスポイント１及び無線端末３がＲＴＳ／ＣＴＳ方式による送受信手順に従わない環境において、フラグメントしてデータを送受信する場合の動作例を示すタイミングチャートである。図１６（ａ）に示すように、無線端末３がアクセスポイント１に対して送信するデータが生起した場合、無線端末３からアクセスポイント１に送信するＤＡＴＡフレーム１６０、１６１、１６２や、アクセスポイント１から無線端末３に送信するＡＣＫフレーム１６３、１６４を受信したアクセスポイント２は、ＤＡＴＡフレーム１６０〜１６２／ＡＣＫフレーム１６３、１６４によって設定された送信禁止期間によりデータ送受信が不可能であるにも関わらず、アクティブモードで動作して、当該期間に到達するフレームに対してリスニングを行い、不要な電力消費が発生している。

同様に、図１６（ａ）に示すように、アクセスポイント１が無線端末３に対して送信するデータが生起した場合、アクセスポイント１から無線端末３に送信するＤＡＴＡフレーム１６６、１６７や、無線端末３からアクセスポイント１に送信するＡＣＫフレーム１６８を受信したアクセスポイント２は、ＤＡＴＡフレーム１６６、１６７／ＡＣＫフレーム１６８によって設定された送信禁止期間によりデータ送受信が不可能であるにも関わらず、アクティブモードで動作して、当該期間に到達するフレームに対してリスニングを行い、不要な電力消費が発生している。

図１６（ｂ）は、図１３に示す状況の中、アクセスポイント２に対してアクセスポイント１から送信される信号のみが到達可能であり、かつアクセスポイント１及び無線端末３がＲＴＳ／ＣＴＳ方式による送受信手順に従わない環境において、フラグメントしてデータを送受信する場合の動作例を示すタイミングチャートである。図１６（ｂ）に示すように、無線端末３がアクセスポイント１に対して送信するデータが生起した場合、アクセスポイント１から無線端末３に送信するＡＣＫフレーム１７０、１７１を受信したアクセスポイント２は、ＡＣＫフレーム１７０、１７１によって設定された送信禁止期間によりデータ送受信が不可能であるにも関わらず、アクティブモードで動作して、当該期間に到達するフレームに対してリスニングを行い、不要な電力消費が発生している。

同様に、図１６（ｂ）に示すように、アクセスポイント１が無線端末３に対して送信するデータが生起した場合、無線端末３からアクセスポイント１に送信するＤＡＴＡフレーム１７２、１７３を受信したアクセスポイント２は、ＤＡＴＡフレーム１７２、１７３によって設定された送信禁止期間によりデータ送受信が不可能であるにも関わらず、アクティブモードで動作して、当該期間に到達するフレームに対してリスニングを行い、不要な電力消費が発生している。

アクセスポイント２は、復調したフレームの宛先ＭＡＣアドレスが他装置であった場合、当該フレームのＭＡＣヘッダのＤｕｒａｔｉｏｎフィールド内に格納されている時間を送信禁止期間と判断するため、当該送信禁止期間においてフレームの送信を実施しない。また、その判断対象は自ＢＳＳ内からの受信フレームに限らない。

すなわち、フレームによって指定される送信禁止期間は、当該フレームが交換されるＢＳＳ内においてのみではなく、他のＢＳＳ内の装置に対しても影響する。そのため、他のＢＳＳで交換されるフレームによって確保された通信時間を、アクセスポイントがアクティブモードで動作し、フレームをリスニングすることによって不要な電力を消費している。

非特許文献２に記載されている省電力モードを搭載したアクセスポイントにおいても同様に問題が発生する。省電力モードを搭載したアクセスポイントであっても、常に省電力モードで動作する訳ではなく、次期間をアクティブモードで動作するか否か判定する期間にトラフィックが存在した場合には、次期間をアクティブモードで動作する。そのアクティブモード時において、他のＢＳＳ内の装置から到達したフレームのＭＡＣヘッダのＤｕｒａｔｉｏｎフィールド内に格納されている時間を送信禁止期間であると、アクセスポイントは判断するため、フレームをリスニングすることによって不要な電力を消費するという問題が発生する。つまり、データ送受信が不可能な期間における不要な電力消費の問題が、規格化されているアクセスポイント同様に、非特許文献１に記載されている省電力化モードを搭載したアクセスポイントにおいても発生する。

また、アクセスポイントだけでなく、無線端末においても同様の問題が発生する。省電力モードを搭載した無線端末であっても、常に省電力モードで動作する訳ではなく、送信バッファ内にフレームを保持している場合には、アクティブモードで動作する。そのアクティブモード時において、他のＢＳＳ内の装置から到達したフレームのＭＡＣヘッダのＤｕｒａｔｉｏｎフィールド内に格納されている時間を、無線端末は、送信禁止期間であると判断するため、フレームをリスニングすることによって不要な電力を消費するという問題が発生する。つまり、データ送受信が不可能な期間における不要な電力消費の問題が、規格化されているアクセスポイント同様に、省電力化モードを搭載した無線端末においても発生する。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、送信禁止期間にも関わらずアクティブモードで動作することによる不要な電力消費を削減することができる無線通信装置及び通信動作制御方法を提供することにある。

本発明は、他の装置と通信を行うアクティブモードと、前記他の装置と通信を行わずに電力消費を小さくする省電力モードとを切り替えることが可能な無線通信装置であって、前記アクティブモードによる動作中に他の装置から受信した信号に含まれている通信占有時間を識別する識別部と、前記通信占有時間において前記省電力モードへ移行して動作することが可能か否かを判定する判定部と、前記判定部によって省電力モードへ移行して動作することが可能と判定された場合に、前記通信占有時間に渡って省電力モードへ切り替え、前記通信占有時間経過後に前記アクティブモードへ切り替えるモード切替部とを備えることを特徴とする。

本発明は、前記判定部は、前記アクティブモードから前記省電力モードへの切替に要する停止時間と前記省電力モードから前記アクティブモードへの切替に要する再起動時間との和と、前記通信占有時間とを比較して省電力モードへ移行して動作することが可能であるか否かを判定することを特徴とする。

本発明は、他の装置と通信を行うアクティブモードと、前記他の装置と通信を行わずに電力消費を小さくする省電力モードとを切り替えることが可能な無線通信装置が行う通信動作制御方法であって、前記アクティブモードによる動作中に他の装置から受信した信号に含まれている通信占有時間を識別する識別ステップと、前記通信占有時間において前記省電力モードへ移行して動作することが可能か否かを判定する判定ステップと、前記判定部によって省電力モードへ移行して動作することが可能と判定された場合に、前記通信占有時間に渡って省電力モードへ切り替え、前記通信占有時間経過後に前記アクティブモードへ切り替えるモード切替ステップとを有することを特徴とする。

この発明によれば、受信したフレームのＭＡＣヘッダに記載されている情報を用いることによって、受信したアクセスポイント装置及び無線端末に対して設定された送信禁止期間における省電力モードへの移行を行うことで、送信禁止期間にも関わらずアクティブモードで動作することによる不要な電力消費を削減することができる。

本発明の一実施形態によるアクセスポイント１の構成を示す機能ブロック図である。本実施形態において、アクセスポイント１内の省電力モード制御部１４による、省電力モードとアクティブモードとの切替判断を行う動作を示すフローチャートである。本実施形態において、アクセスポイント１内の省電力モード制御部１４による、省電力モードとアクティブモードとの切替判断を行う動作を示すフローチャートである。本実施形態において、アクセスポイント１内の省電力モード制御部１４による、省電力モードとアクティブモードとの切替判断を行う動作を示すフローチャートである。本実施形態において、アクセスポイント１内の省電力モード制御部１４による、省電力モードとアクティブモードとの切替判断を行う動作を示すフローチャートである。本実施形態において、モード切替最終判断処理の動作を示すフローチャートである。本実施形態において、切替判断処理に用いる受信フレームのフレーム構造の一例を示す概念図である。本実施形態において、切替判断処理に用いる受信フレームのフレーム構造の一例を示す概念図である。本実施形態による切替判断処理の実行例を示すタイミングチャートである。本実施形態による切替判断処理の実行例を示すタイミングチャートである。本実施形態による切替判断処理の実行例を示すタイミングチャートである。従来技術によるアクセスポイントでのモード切り替えの状態遷移を示す説明図である。現行の規格化されたアクセスポイントにおいて問題が発生する状況例を示す概念図である。従来技術によるアクセスポイントの動作例を示すタイミングチャートである。従来技術によるアクセスポイントの動作例を示すタイミングチャートである。従来技術によるアクセスポイントの動作例を示すタイミングチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態によるアクセスポイント装置（以下、アクセスポイントと称する）を説明する。以下、アクセスポイント装置の構成例について説明するが、無線端末の構成例も同様である。すなわち、以下では、本発明は、アクセスポイント装置の構成、機能で実現すると説明しているが、無線端末においても同様に実現可能である。

図１は、本発明の一実施形態によるアクセスポイント１の構成を示す機能ブロック図である。図１において、アクセスポイント１は、アンテナ１１、無線通信処理部１２、外部ネットワーク通信処理部１３、省電力モード制御部１４、モード切替制御部１５、及びモード切替時間保管部１６を備えている。アクセスポイント２は、アクセスポイント１と同様の構成を備えているため、ここでは詳細な説明を省略する。

無線通信処理部１２は、無線通信する機能を有し、接続配下の無線端末との通信を、アンテナ１１を介して行う。また、無線通信処理部１２は、モード切替制御部１５に従って、省電力モード（スリープモードともいう）とアクティブモード（アウェイクモードともいう）とを切り替える。アクティブモード時においては、無線端末から受信した外部ネットワークへ伝送するデータを、外部ネットワーク通信処理部１３へ渡すとともに、外部ネットワーク通信処理部１３から受け取った無線端末宛てのデータを無線端末に向けて送信する。さらに、無線通信処理部１２は、到達したフレームにおいて正確に復調したＭＡＣヘッダ内の情報を、省電力モード制御部１４に対して提供する。なお、無線通信処理部１２は、無線端末に送信するデータを保持する送信バッファ機能を有しており、送信バッファに存在するデータから順に送信を行う。

外部ネットワーク通信処理部１３は、外部ネットワークとの通信処理を行う。より具体的には、外部ネットワーク通信処理部１３は、無線通信処理部１２から受信した外部ネットワークへ伝送するデータを外部ネットワークへ送信するとともに、外部ネットワークから受信した接続配下の無線端末へ伝送するデータを無線通信処理部１２へ渡す。なお、外部ネットワーク通信処理部１３は、外部ネットワークに送信するデータを保持する送信バッファ機能を有しており、送信バッファに存在するデータから順に送信を行う。

省電力モード制御部１４は、無線通信処理部１２へ到達するフレームのＭＡＣヘッダ内の情報を監視し、モード切替制御部１５に対してアクティブモードと省電力モードとの切り替え指示を出力する。その切り替え判断には、無線通信処理部１２へ到達するフレームのＭＡＣヘッダ内の情報と、モード切替時間保管部１６に保持している情報とを利用する。また、省電力モード制御部１４は、内部にタイマを保持している。

より具体的には、省電力モード制御部１４は、アクティブモードによる動作中において、無線通信処理部１２により他の装置から受信された信号に含まれている通信占有時間を識別する認識部と、該通信占有時間（信号種別）から省電力モード移行時間（スリープ可能時間Ｔｓという）を算出し、省電力モード移行時間において省電力モードへの移行が可能か否か判定する判定部とを備えている。

モード切替制御部１５は、省電力モード制御部１４からの入力に従って、各回路への電源供給のＯＮ／ＯＦＦ切替により、無線通信処理部１２の省電力モードとアクティブモードとの切替を行う。より具体的には、該モード切替制御部１５は、上記省電力モード制御部１４（の判定部）によって移行可能と判定された場合に、省電力モード移行時間に渡って省電力モードへ移行する第１のモード切替部と、該省電力モード移行時間経過後にアクティブモードへ移行する第２のモード切替部とを備えている。

モード切替時間保管部１６は、休止処理時間と再起動処理時間とを保持し、両時間を省電力モード制御部１４からの問合せに対して回答する。ここで、休止処理時間とは、回路への電源供給断に伴う休止に要する時間、すなわちアクティブモードから省電力モードの切替に要する停止時間を指し、再起動処理時間とは、回路への電源供給に伴う再起動に要する時間、すなわち省電力モードからアクティブモードの切替に要する再起動時間を指す。

図２乃至図５は、本実施形態において、アクセスポイント１内の省電力モード制御部１４による、省電力モードとアクティブモードとの切替判断を行う動作を示すフローチャートである。また、図７、及び図８は、本実施形態において、切替判断処理に用いる受信フレームのフレーム構造の一例を示す概念図である。

この切替判断は、受信し復調したフレームのＭＡＣヘッダ情報の、無線通信処理部１２からの省電力モード制御部１４に対する入力をトリガとして開始する（ステップＳ１）。また、この切替判断処理は、アクティブモードにおいてのみ発生する。

省電力モード制御部１４は、図７（ａ）に示すＦｒａｍｅＣｏｎｔｒｏｌ内のＴｙｐｅフィールドの値を用いて、受信フレームが制御フレームであるか否かを判定する（ステップＳ２）。制御フレームでない場合、つまり、データフレームかマネジメントフレーム（図７（ｄ）参照）である場合には（ステップＳ２のＮＯ）、図７（ａ）に示す受信フレームの宛先ＭＡＣアドレス（ＤｅｓｔｉｎａｔｉｏｎＡｄｄｒｅｓｓ：ＤＡ）フィールドを確認し、ブロードキャストフレームであるか否かを判定する（ステップＳ３）。そして、受信フレームがブロードキャストで送信されている場合には（ステップＳ３のＹＥＳ）、アウェイクモードを継続維持する（ステップＳ７）。

一方、受信フレームがブロードキャストで送信されていない場合には（ステップＳ３のＮＯ）、宛先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）が自アクセスポイントのＭＡＣアドレスと一致するか否かを判定する（ステップＳ４）。図７（ａ）に示す受信フレームの宛先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）が自アクセスポイントのＭＡＣアドレスと一致する場合、つまり、自アクセスポイントに対して送信されたフレームの場合には（ステップＳ４のＹＥＳ）、アウェイクモードを継続維持する（ステップＳ６）。

一方、受信フレームの宛先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）が自アクセスポイントのＭＡＣアドレスと一致しない場合には（ステップＳ４のＮＯ）、受信フレームがマネジメントフレーム（図７（ｄ）参照）であるか否かを、図７（ａ）に示すＦｒａｍｅＣｏｎｔｒｏｌ内のＴｙｐｅフィールドの値を用いて判定する（図３のステップＳ８）。そして、受信フレームがマネジメントフレームである場合には（ステップＳ８のＹＥＳ）、スリープ可能時間Ｔｓに、図７（ａ）に示すＤｕｒａｔｉｏｎフィールドの値を代入し（ステップＳ１３）、モード切替最終判断を実施する（ステップＳ１４）。

一方、受信フレームがマネジメントフレームでない場合には（ステップＳ８のＮＯ）、受信フレームがデータフレームであるか否か、図７（ａ）に示すＦｒａｍｅＣｏｎｔｒｏｌ内のＴｙｐｅフィールドの値を用いて判定する（ステップＳ９）。そして、受信フレームがデータフレームでない場合には（ステップＳ９のＮＯ）、アウェイクモードを継続維持する（ステップＳ１２）。

一方、受信フレームがデータフレームである場合には（ステップＳ９のＹＥＳ）、図７（ａ）に示すＦｒａｍｅＣｏｎｔｒｏｌ内のＭｏｒｅＦｌａｇパラメータが０であるか否か、つまり、フラグメントされていないフレーム、もしくはフラグメントされた最終フレームであるか否かを判定する（ステップＳ１０）。そして、ＭｏｒｅＦｌａｇパラメータが０である場合には（ステップＳ１０のＹＥＳ）、スリープ可能時間ＴｓにＤｕｒａｔｉｏｎフィールドの値を代入し（ステップＳ１３）、モード切替最終判断を実施する（ステップＳ１４）。

一方、ＭｏｒｅＦｌａｇパラメータが０でない場合、つまり、最終フレームでないフラグメントされたフレームの場合には（ステップＳ１０のＮＯ）、宛先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）に記載されている機器からの信号を受信できているか否かを判定する（ステップＳ１１）。このとき、省電力モード制御部１４は、受信可能な装置のＭＡＣアドレスを保持している。宛先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）に記載されている機器からの信号を受信できている場合には（ステップＳ１１のＮＯ）、アウェイクモードを継続維持する（ステップＳ１２）。

一方、宛先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）に記載されている機器からの信号を受信できていない場合には（ステップＳ１１のＹＥＳ）、スリープ可能時間ＴｓにＤｕｒａｔｉｏｎフィールドの値を代入し（ステップＳ１３）、モード切替最終判断を実施する（ステップＳ１４）。

一方、ステップＳ２の判定において、受信フレームが制御フレームである場合には（ステップＳ２のＹＥＳ）、受信フレームのＭＡＣヘッダ内に受信局ＭＡＣアドレス（ＲＡ）が含まれているか否か判定する（ステップＳ５）。そして、受信局ＭＡＣアドレス（ＲＡ）が含まれていない制御フレームの場合には（ステップＳ５のＹＥＳ）、アウェイク状態を継続維持する（ステップＳ７）。

一方、受信局ＭＡＣアドレス（ＲＡ）が含まれている制御フレームの場合には（ステップＳ５のＮＯ）、その受信局ＭＡＣアドレス（ＲＡ）が自アクセスポイントのＭＡＣアドレスと一致するか否かを判定する（ステップＳ６）。そして、受信局ＭＡＣアドレス（ＲＡ）が自アクセスポイントのＭＡＣアドレスが一致する場合には（ステップＳ６のＹＥＳ）、アウェイクモードを継続維持する（ステップＳ７）。

一方、受信局ＭＡＣアドレス（ＲＡ）と自アクセスポイントのＭＡＣアドレスとが一致しない場合には（ステップＳ６のＮＯ）、受信フレームがＲＴＳフレームかどうか判定する（図４のステップＳ１５）。そして、受信フレームがＲＴＳフレームである場合には（ステップＳ１５のＹＥＳ）、スリープ可能時間ＴｓにＤｕｒａｔｉｏｎフィールドの値を代入し（ステップＳ１７）、モード切替最終判断を実施する（ステップＳ１８）。

一方、受信フレームがＲＴＳフレームでない場合には（ステップＳ１５のＮＯ）、受信フレームがＣＴＳフレームかどうか判定する（ステップＳ１６）。そして、受信フレームがＣＴＳフレームである場合には（ステップＳ１６のＹＥＳ）、スリープ可能時間ＴｓにＤｕｒａｔｉｏｎフィールドの値を代入し（ステップＳ１７）、モード切替最終判断を実施する（ステップＳ１８）。

一方、受信フレームがＣＴＳフレームでない場合には（ステップＳ１６のＮＯ）、受信フレームがＡＣＫフレームかどうか判定する（図５のステップＳ１９）。なお、この判定のＡＣＫフレームはブロックＡＣＫフレームも含んでいる。そして、受信フレームがＡＣＫフレームでない場合には（ステップＳ１９のＮＯ）、アウェイクモードを継続維持する（ステップＳ２０）。

一方、受信フレームがＡＣＫフレームである場合には（ステップＳ１９のＹＥＳ）、Ｄｕｒａｔｉｏｎフィールドの値を確認し、Ｄｕｒａｔｉｏｎフィールドの値がＡＣＫの送信時間のみであるか否かを判定する（ステップＳ２１）。そして、Ｄｕｒａｔｉｏｎフィールドの値がＡＣＫの送信時間のみである場合には（ステップＳ２１のＹＥＳ）、アウェイクモードを継続維持する（ステップＳ２０）。一方、Ｄｕｒａｔｉｏｎフィールドの値がＡＣＫの送信時間のみでない場合には（ステップＳ２１のＮＯ）、スリープ可能時間Ｔｓに、Ｄｕｒａｔｉｏｎフィールドの値−ＡＣＫ送信時間−ＳＩＦＳを代入し（ステップＳ２２）、モード切替最終判断を実施する（ステップＳ２３）。

図６は、本実施形態において、上記上述したステップＳ１４、Ｓ１８、Ｓ２３のモード切替最終判断処理の動作を示すフローチャートである。モード切替最終判断処理では、スリープ可能時間Ｔｓにおいてスリープモードへの移行可能かどうかを数式（１）に従って判定する（ステップＳ２５）。

Ｔｓ＞Ｔ_Ｕ＋Ｔ_Ｄ ……（１）
ここで、Ｔ_Ｕ[μｓｅｃ]は、回路への電源供給を遮断する際に要する時間、Ｔ_Ｄ[μｓｅｃ]は、回路への電源を再供給する際に必要となる時間である。両値は、モード切替時間保管部１６で保持しており、省電力モード制御部１４は、モード切替時間保管部１６から両値を取得し、数式（１）の判定を行う。

そして、数式（１）を満たさない場合には（ステップＳ２５のＮＯ）、アウェイクモードを継続維持する（ステップＳ２６）。一方、数式（１）を満たす場合には（ステップＳ２５のＹＥＳ）、モード切替制御部１５に対して省電力モードへの移行を指示する（ステップＳ２７）。

また、省電力モード制御部１４は、内部にタイマを保持しており、省電力モード時においてスリープ可能時間Ｔｓを経過した後に、モード切替制御部１５に対してアクティブモードへの移行を指示する。

モード切替制御部１５は、省電力モード制御部１４からの移行指示に従って、各回路への電源供給のＯＮ／ＯＦＦ切替を行い、無線通信処理部１２の省電力モードとアクティブモードとの切替を行う。

図９乃至図１１は、本実施形態による切替判断処理の実行例を示すタイミングチャートである。以下、本実施形態による切替判断処理について図９乃至図１１を参照して説明する。

図９（ａ）は、本実施形態において、隣接するアクセスポイント１と隣接する無線端末３とがＲＴＳ／ＣＴＳ手順に従って通信を行い、両装置からの信号がアクセスポイント２に到達する環境でのアクセスポイント２の動作例を示すタイミングチャートである。無線端末３からアクセスポイント１に送信するＲＴＳフレーム９０を受信したアクセスポイント２は、ＲＴＳフレーム９０のＤｕｒａｔｉｏｎフィールド（図８（ａ）参照）に記載されている時間を省電力モードとして動作する。当該時間内は、スリープ（Ｓｌｅｅｐ）を行うため、消費電力を抑制することができる。

同様に、アクセスポイント１から無線端末３に送信するＲＴＳフレームを受信したアクセスポイント２は、ＲＴＳフレーム９１のＤｕｒａｔｉｏｎフィールド（図８（ａ）参照）に記載されている時間を省電力モードとして動作する。当該時間内は、スリープ（Ｓｌｅｅｐ）を行うため、消費電力を抑制することができる。

図９（ｂ）は、本実施形態において、隣接するアクセスポイント１と隣接する無線端末３とがＲＴＳ／ＣＴＳ手順に従って通信を行い、アクセスポイント１からの信号のみがアクセスポイント２に到達する環境でのアクセスポイント２の動作例を示すタイミングチャートである。この場合、無線端末３からアクセスポイント１に送信するＲＴＳフレーム９２を、アクセスポイント２は受信することはできない。しかし、アクセスポイント１から無線端末３に送信するＣＴＳフレーム９３を受信したアクセスポイント２は、ＣＴＳフレーム９３のＤｕｒａｔｉｏｎフィールド（図８（ｂ）参照）に記載されている時間を省電力モードとして動作する。当該時間内は、スリープ（Ｓｌｅｅｐ）を行うため、消費電力を抑制することができる。また、アクセスポイント１から無線端末３に送信するＲＴＳフレーム９４を受信したアクセスポイント２は、ＲＴＳフレーム９４のＤｕｒａｔｉｏｎフィールド（図８（ｂ）参照）に記載されている時間を省電力モードとして動作する。当該時間内は、スリープ（Ｓｌｅｅｐ）を行うため、消費電力を抑制することができる。

図１０（ａ）は、本実施形態において、隣接するアクセスポイント１と隣接する無線端末３とがＲＴＳ／ＣＴＳ手順に従わずに通信を行い、両装置からの信号がアクセスポイント２に到達する環境でのアクセスポイント２の動作例を示すタイミングチャートである。無線端末３からアクセスポイント１に送信するＤＡＴＡフレーム１００を受信したアクセスポイント２は、ＤＡＴＡフレーム１００のＤｕｒａｔｉｏｎフィールド（図７（ａ）〜（ｃ）参照）に記載されている時間を省電力モードとして動作する。当該時間内は、スリープ（Ｓｌｅｅｐ）を行うため、消費電力を抑制することができる。

同様に、アクセスポイント１から無線端末３に送信するＤＡＴＡフレーム１０１を受信したアクセスポイント２は、ＤＡＴＡフレーム１０１のＤｕｒａｔｉｏｎフィールド（図７（ａ）〜（ｃ）参照）に記載されている時間を省電力モードとして動作する。当該時間内は、スリープ（Ｓｌｅｅｐ）を行うため、消費電力を抑制することができる。

図１０（ｂ）は、本実施形態において、隣接するアクセスポイント１と隣接する無線端末３とがＲＴＳ／ＣＴＳ手順に従わずに通信を行い、アクセスポイント１からの信号のみがアクセスポイント２に到達する環境でのアクセスポイント２の動作例を示すタイミングチャートである。この場合、無線端末３からアクセスポイント１に送信するＤＡＴＡフレーム１０２を、アクセスポイント２は受信することはできない。アクセスポイント２は、アクセスポイント１から無線端末３に送信するＡＣＫフレーム１０３を受信するが、ＡＣＫフレーム１０３のＤｕｒａｔｉｏｎフィールド（図８（ｃ）参照）に記載されている時間は、ＡＣＫフレーム１０３の送信時間のみのため、省電力モードへ移行しない。また、アクセスポイント１から無線端末３に送信するＤＡＴＡフレーム１０４を受信したアクセスポイント２は、ＤＡＴＡフレーム１０４のＤｕｒａｔｉｏｎフィールド（図７（ａ）〜（ｃ）参照）に記載されている時間を省電力モードとして動作する。当該時間内は、スリープ（Ｓｌｅｅｐ）を行うため、消費電力を抑制することができる。

図１１（ａ）は、本実施形態において、隣接するアクセスポイント１と隣接する無線端末３がＲＴＳ／ＣＴＳ手順に従わず、データをフラグメントして通信を行い、両装置からの信号がアクセスポイント２に到達する環境でのアクセスポイント２の動作例を示すタイミングチャートである。無線端末３からアクセスポイント１に送信する、フラグメントされたＤＡＴＡフレーム１１０、１１１、１１２を受信したアクセスポイント２は、ＤＡＴＡフレーム１１０、１１１、１１２のＤｕｒａｔｉｏｎフィールド（図７（ａ）〜（ｃ）参照）に記載されている時間を省電力モードとして動作しない。その後に到達するアクセスポイント１から無線端末３に送信されたＡＣＫフレーム１１３、１１４、１１５のＤｕｒａｔｉｏｎフィールド（図８（ｃ）参照）に記載されている時間から、ＡＣＫ送信時間とＳＩＦＳを差分した時間を省電力モードとして動作する。当該時間内は、スリープ（Ｓｌｅｅｐ）を行うため、消費電力を抑制することができる。

同様に、アクセスポイント１から無線端末３に送信する、フラグメントされたＤＡＴＡフレーム１１６、１１７を受信したアクセスポイント２は、ＤＡＴＡフレーム１１６、１１７のＤｕｒａｔｉｏｎフィールド（図７（ａ）〜（ｃ）参照）に記載されている時間を省電力モードとして動作しない。その後に到達する無線端末３からアクセスポイント１に送信されたＡＣＫフレーム１１８、１１９のＤｕｒａｔｉｏｎフィールド（図８（ｃ）参照）に記載されている時間からＡＣＫ送信時間とＳＩＦＳを差分した時間を省電力モードとして動作する。当該時間内は、スリープ（Ｓｌｅｅｐ）を行うため、消費電力を抑制することができる。

図１１（ｂ）は、本実施形態において、隣接するアクセスポイント１と隣接する無線端末３とがＲＴＳ／ＣＴＳ手順に従わず、データをフラグメントして通信を行い、アクセスポイント１からの信号のみがアクセスポイント２に到達する環境でのアクセスポイント２の動作例を示すタイミングチャートである。無線端末３からアクセスポイント１に送信する、フラグメントされたＤＡＴＡフレーム１２０、１２１、１２２は、アクセスポイント２に到達しない。その後に到達するアクセスポイント１から無線端末３に送信されたＡＣＫフレーム１２３、１２４、１２５のＤｕｒａｔｉｏｎフィールド（図８（ｃ）参照）に記載されている時間から、ＡＣＫ送信時間とＳＩＦＳを差分した時間を省電力モードとして動作する。当該時間内は、スリープ（Ｓｌｅｅｐ）を行うため、消費電力を抑制することができる。

一方、アクセスポイント１から無線端末３に送信する、フラグメントされたＤＡＴＡフレーム１２６、１２７を受信したアクセスポイント２は、無線端末３からの信号を受信できないため、ＤＡＴＡフレーム１２６、１２７のＤｕｒａｔｉｏｎフィールド（図７（ａ）〜（ｃ）参照）に記載されている時間を省電力モードとして動作する。当該時間内は、スリープ（Ｓｌｅｅｐ）を行うため、消費電力を抑制することができる。

上述した実施形態によれば、受信したフレームのＭＡＣヘッダに記載されている情報を用いることによって、受信したアクセスポイントに対して設定された送信禁止期間における省電力モードへの移行判断を行うことで、送信禁止期間にも関わらずアクティブモードで動作することによる不要な電力消費を削減することができる。

なお、図１におけるアクセスポイント１、２の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりスリープモードへの移行する制御処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明してきたが、上記実施の形態は本発明の例示に過ぎず、本発明が上記実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素の追加、省略、置換、その他の変更を行っても良い。

従来、複数の無線ＬＡＮアクセスポイント（ＡＰ）が互いの送信する信号を受信することができる環境にあって、同一の周波数で異なるＢＳＳで運用している場合において、一方のアクセスポイントが通信中は、他方のアクセスポイントは通信できないにも関わらず、受信を行い、無駄に電力が消費される。

本発明は、アクセスポイントがモード移行（アクティブモード→省電力モード、省電力モード→アクティブモード）に要する時間を予め保持しておき、他の装置から受信した信号に記載の通信占有時間を識別し、上記通信占有時間と上記モード移行に要する時間とに基づいて移行が可能か否かを判定し、可能と判定した場合には、上記通信占有時間の間は省電力モードに移行することを特徴としている。これにより、他のアクセスポイントが使用していて通信できない間の無駄な電力消費を抑えることができる。

本発明は、無線ＬＡＮの複数のアクセスポイント装置により構成される無線通信システムにおいて、省電力モードを用いることによって、省電力化を図ることが不可欠な用途に適用できる。

１、２アクセスポイント
３、４無線端末
１１アンテナ
１２無線通信処理部
１３外部ネットワーク通信処理部
１４省電力モード制御部
１５モード切替制御部
１６モード切替時間保管部

Claims

他の装置と通信を行うアクティブモードと他の装置と通信を行わずに電力消費を小さくする省電力モードとを切り替えることが可能な無線通信装置であって、
前記アクティブモードによる動作中に他の装置から受信した信号に含まれている通信占有時間を識別する識別部と、
前記通信占有時間において前記省電力モードへ移行して動作することが可能か否かを判定する判定部と、
前記判定部によって前記省電力モードへ移行して動作することが可能と判定された場合に、前記通信占有時間に亘って前記省電力モードへ切り替え、前記通信占有時間経過後に前記アクティブモードへ切り替えるモード切替部と
を備え、
前記判定部は、
前記アクティブモードから前記省電力モードへの切替に要する停止時間と前記省電力モードから前記アクティブモードへの切替に要する再起動時間との和と、前記通信占有時間とを比較し、前記和が前記通信占有時間より小さい場合には、前記省電力モードへ移行して動作することが可能と判定し、そうでない場合には、前記省電力モードへ移行して動作することが不可能と判定する
ことを特徴とする無線通信装置。
他の装置と通信を行うアクティブモードと他の装置と通信を行わずに電力消費を小さくする省電力モードとを切り替えることが可能な無線通信装置が行う通信動作制御方法であって、
前記アクティブモードによる動作中に他の装置から受信した信号に含まれている通信占有時間を識別する識別ステップと、
前記通信占有時間において前記省電力モードへ移行して動作することが可能か否かを判定する判定ステップと、
前記判定部によって前記省電力モードへ移行して動作することが可能と判定された場合に、前記通信占有時間に亘って前記省電力モードへ切り替え、前記通信占有時間経過後に前記アクティブモードへ切り替えるモード切替ステップと
を有し、
前記判定ステップでは、
前記アクティブモードから前記省電力モードへの切替に要する停止時間と前記省電力モードから前記アクティブモードへの切替に要する再起動時間との和と、前記通信占有時間とを比較し、前記和が前記通信占有時間より小さい場合には、前記省電力モードへ移行して動作することが可能と判定し、そうでない場合には、前記省電力モードへ移行して動作することが不可能と判定する
ことを特徴とする通信動作制御方法。