JP5990148B2

JP5990148B2 - 基地局装置、通信システム、通信制御方法、及び通信制御プログラム

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Publication number: JP5990148B2
Application number: JP2013188811A
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: 2013-09-11
Filing date: 2013-09-11
Publication date: 2016-09-07
Anticipated expiration: 2033-09-11
Also published as: JP2015056763A

Description

本発明は、無線通信の技術に関する。

近年、無線ＬＡＮ(Local Area Network)が家庭やオフィスで普及し、無線ＬＡＮ機能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の仕様は、ＩＥＥＥ(The Institute of Electrical and Electronics Engine)８０２．１１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いる。ＩＥＥＥ８０２．１１規格においても、無線ＬＡＮ端末装置（以下、「端末」と称する）の省電力化機能として、アクティブ状態とスリープ状態との切り替えに基づくパワーセーブモードの運用が規定されている。アクティブ状態の端末は、送信、受信、リスニングの全機能を実行可能である。これに対して、スリープ状態の端末では、一部回路への電源供給を断つことにより、送信、受信、リスニングの一部機能の実行が制限される。スリープ状態では、アクティブ状態と比較して、端末の消費電力が小さくなる。

以下、端末のパワーセーブモードについて説明する。端末は、アクセスポイント装置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する。端末は、データ受信する必要がある場合には、データ受信が全て完了するまでアクティブ状態で動作する。端末は、データ受信の必要がない場合には、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状態で運用される。端末は、ＤＴＩＭカウントが０となるビーコンフレームの受信時以外の時にはスリープ状態に移行することによって、省電力化を図る。端末は、バッテリで駆動される機器であり得るし、バッテリ駆動においては省電力化がより重要となる。そのため、端末の省電力化機能に関しては、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）。

他方、アクセスポイント装置は、常時の電源供給を前提として設計されている。そのため、ＩＥＥＥ８０２．１１標準規格は、アクセスポイント装置の省電力化機能について規定していない。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アクセスポイント装置の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)を利用したパワーセーブモードが提案されている（例えば、非特許文献２）。

IEEE Std 802.11TM-2007, 11.2.1 Power management in an infrastructure network, p.425-433 Feng Zhang, et al,"Power saving Access Points for IEEE 802.11 Wireless Network Infrastructure", WCNC,2004.

図１３は、基地局装置１００と基地局装置２００と端末３００が存在し、基地局装置１００と端末３００とが、インフラストラクチャモードにて無線接続を行うモデルを表す従来技術の構成例である。ここでは、便宜上１対１接続のモデルを示しているが、２台以上の端末を用いて１対多のモデルとした場合についても、以下の説明は同様にあてはまる。また、基地局装置１００と基地局装置２００は、各々上位ネットワーク４００と接続している。この接続は有線無線を問わない。

図１３において、基地局装置１００は、上位ネットワーク通信処理部１０１、スリープ機能処理部１０２、無線通信処理部１０３及びアンテナ１０４を備えている。無線通信処理部１０３は、アンテナ１０４を介して、端末３００と通信する。スリープ機能処理部１０２は、無線通信処理部１０３の通信状況を監視して、無線通信処理部１０３の稼動が不要な時間には、無線通信処理部１０３の動作を制限し、スリープ機能を実行させる。上位ネットワーク通信処理部１０１は、上位ネットワーク４００と接続し、通信を行う。なお、基地局装置２００も同様の構成を取る。

図１４は、基地局装置１００の無線通信処理部１０３において、スリープ機能が実行された時のフレーム送受信の一例を示す図である。ここで、基地局装置１００が蓄電池で動作するアクセスポイントであって当該蓄電池残量が低下した場合等でスリープ機能による省電力化が求められ、基地局装置２００がスリープ機能による省電力化が求められていない状況を想定する。

ＴＢＴＴ４０１時点において、送信バッファにフレームを保持しておらず、かつ、ＴＢＴＴ４０１直前の一定時間内Ｔ_{Ｊｕｄｇｅ}に基地局装置１００宛のフレームを受信していない場合には、基地局装置１００は、ビーコンフレーム４１０１の送信を通して、チャネル予約期間を周囲に通知した後、スリープ状態で動作する。

ここで、チャネル予約期間を通知された端末３００が、基地局装置１００に新たに帰属する手続きについて述べる。基地局装置１００が発するビーコンフレーム４１０１の情報を基に、端末３００は、アソシエーションリクエストフレーム４１０２を送信する。ただし、ビーコンフレーム４１０１によって通知されたチャネル予約期間が経過した後に、アソシエーションリクエストフレーム４１０２の送信を実施する。

アソシエーションリクエストフレーム４１０２を受信した基地局装置１００は、ＡＣＫフレーム４１０３を端末３００へ返す。その後、準備ができ次第、アソシエーションレスポンスフレーム４１０４を送信し、そのアソシエーションレスポンスフレーム４１０４に対するＡＣＫフレーム４１０５を受信して帰属手続きを完了する。その後、端末３００が上位ネットワーク４００へ対して送信するデータを保持している場合、基地局装置１００に対して、データフレーム４１０６を送信し、Ａｃｋフレーム４１０７を受信して、通信を行う。Ｔ_{Ｊｕｄｇｅ}間にフレームを受信しているため、次のＴＢＴＴ４０２後にスリープ状態で動作することができない。基地局装置１００が省電力化を求められている場合であったとしても、アクティブ状態で動作する機会が多くなり、消費電力の無駄が発生する。

一方、基地局装置２００は、スリープ状態による省電力の必要がない場合を想定しているため、アクティブ状態を継続しているが、端末３００と通信可能な状況であるにも関わらず、フレーム交換が発生しておらず、リソースの有効活用が行えていない。

端末３００の立場から言い換えると、受信したビーコン信号の受信電力が高いアクセスポイントを選択して通信開始の要求を行うため、アクセスポイントのスリープ状況を考慮されず、省電力化を図りたいアクセスポイントへ帰属要求を行ってしまうことがあるという問題が発生する。

なお、基地局装置１００がビーコン信号を送出しないことで、端末３００からの帰属要求の発生を抑制することは可能であるが、基地局装置１００からの信号のみが到達し、基地局装置２００からの信号が到達しないエリアに存在する端末の通信が不可能となってしまうため、サービスエリアの縮小が懸念事項となる。

上記事情に鑑み、本発明は、省電力化効率を高めることができる技術の提供を目的としている。

本発明の一態様は、端末に対して無線通信サービスを提供する基地局装置であって、自装置の状態を、アクティブ状態とスリープ状態のいずれかに切り替える切替部と、他の基地局装置のスリープ状態に関する情報を取得する取得部と、前記取得部により取得された情報に基づいて、前記端末から前記他の基地局装置への接続要求に対する応答を代理する代理処理部と、を備える。

本発明の一態様は、上記の基地局装置であって、前記切替部により自装置がスリープ状態になることを示す情報を、前記他の基地局装置に発信する被代理処理部をさらに備える。

本発明の一態様は、上記の基地局装置であって、前記取得部は、自装置を識別する情報と、自装置が前記応答を代理することが可能な他の基地局装置を識別する情報とを対応付けた対応情報を取得し、前記代理処理部は、前記対応情報に基づいて、前記応答を代理する。

本発明の一態様は、上記の基地局装置であって、前記応答の代理を行ったとき、自装置を識別する情報と前記接続要求に対する応答を代理した端末を識別する情報とを他の基地局装置に発信する。

本発明の一態様は、上記の基地局装置であって、前記他の基地局装置に対する応答を代理したあと、前記接続要求を行った端末から受信したデータフレームを、ネットワークに転送する前記無線通信サービスを行う。

本発明の一態様は、上記の基地局装置としてコンピュータを機能させるための通信制御プログラムである。

本発明の一態様は、端末に対して無線通信サービスを提供する複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置が接続可能な情報記憶装置とを具備する通信システムであって、前記情報記憶装置は、前記基地局装置のスリープ状態に関する情報を記憶し、前記複数の基地局装置のうち少なくとも一つは、自装置の状態を、アクティブ状態とスリープ状態のいずれかに切り替える切替部と、他の基地局装置のスリープ状態に関する情報を、前記情報記憶装置から取得する取得部と、前記取得部により取得された情報に基づいて、前記端末から前記他の基地局装置への接続要求に対する応答を代理する代理処理部と、を備える。

本発明の一態様は、端末に対して無線通信サービスを提供する複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置が接続可能な情報記憶装置とを具備する通信システムの通信制御方法であって、前記情報記憶装置が、前記基地局装置のスリープ状態に関する情報を記憶し、前記複数の基地局装置のうち少なくとも一つが、自装置の状態を、アクティブ状態とスリープ状態のいずれかに切り替え、他の基地局装置のスリープ状態に関する情報を、前記情報記憶装置から取得し、前記取得した情報に基づいて、前記端末から前記他の基地局装置への接続要求に対する応答を代理する。

本発明により、省電力化効率を高めることが可能となる。

本発明の一実施形態に係る基地局装置１の構成を示す機能ブロック図である。各基地局装置を識別する情報と、スリープ期間Ｔ_{Ｓｌｅｅｐ}と、周期ＢＩを格納するテーブルｔ４１１の一例を示す図である。対応情報を格納するテーブルｔ４１２の一例を示す図である。各基地局装置がスリープ状態となって省電力化機能を働かせる必要性が生じているかどうかを示すフラグを管理するテーブルｔ４１３の一例を示す図である。各基地局装置と各端末との代理帰属関係を示すフラグを管理するテーブルｔ４１４の一例を示す図である。代理処理制御部１３が実行する代理処理の流れを示すフローチャートの一例である。代理処理制御部１３が実行する代理アソシエーション処理の流れを示すフローチャートの一例である。代理処理制御部１３が実行する代理通信処理の流れを示すフローチャートの一例である。被代理処理制御部１４が実行する被代理処理の流れを示すフローチャートの一例である。被代理処理制御部１４が実行する被代理アソシエーション処理の流れを示すフローチャートの一例である。被代理処理制御部１４が実行する被代理通信処理の流れを示すフローチャートの一例である。基地局装置１の無線通信処理部１６において、スリープ状態に移行することに加えて、端末３との間で代理帰属を確立する際のフレーム送受信の一例を示す図である。基地局装置１００と基地局装置２００と端末３００が存在し、基地局装置１００と端末３００とが、インフラストラクチャモードにて無線接続を行うモデルを表す従来技術の構成例である。基地局装置１００の無線通信処理部１０３において、スリープ機能が実行された時のフレーム送受信の一例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る無線ＬＡＮ基地局装置（以下、「基地局装置」と称する）を説明する。以下の説明では、本発明の一実施形態として、基地局装置と無線ＬＡＮ端末（以下、「端末」と称する）との間の通信をＩＥＥＥ８０２．１１規格に準じて行う場合について記す。

図１は、本発明の一実施形態に係る基地局装置１の構成を示す機能ブロック図である。
基地局装置１は、上位ネットワーク通信処理部１１、スリープ機能処理部１２、代理処理制御部１３、被代理処理制御部１４、記憶装置情報保管部１５、無線通信処理部１６、及びアンテナ１７を備えている。無線通信処理部１６は、アンテナ１７を介して、端末３との各種通信処理を行う。無線通信処理部１６は、インフラストラクチャモードによって帰属関係を築いた上で通信を行うことができる。また、無線通信処理部１６は、送信データを一時的に蓄積するバッファを備える。スリープ機能処理部１２は、無線通信処理部１６の通信状況を監視して、無線通信処理部１６の電源管理を行う。この電源管理には、アクティブ状態とスリープ状態との間の切替処理が含まれる。スリープ機能処理部１２は、無線通信処理部１６の稼動が不要な時間であると判定した場合、無線通信処理部１６の動作を制限し、スリープ状態に移行させる。

上位ネットワーク通信処理部１１は、上位ネットワーク４に接続し、上位ネットワーク４に接続された情報記憶装置４１等の機器との間で通信を行う。代理処理制御部１３は、代理処理、すなわち本来であれば他の基地局装置が端末３に対して行う筈の通信サービスを代理するための処理を制御する。被代理処理制御部１４は、被代理処理、すなわち、本来は自装置が端末３に対して行う筈の通信サービスを他の基地局装置に代理してもらうための処理を制御する。記憶装置情報保管部１５は、上位ネットワーク４上に存在する情報記憶装置４１から、上位ネットワーク通信処理部１１を介して、情報記憶装置４１に記憶されている各種情報を取得して保管する。なお、記憶装置情報保管部１５内の各種情報の更新は、短周期で定期的に実施され、常に最新の状態が保たれる。ここで、短周期とは、例えば、数十〜数百ミリ秒程度である。なお、基地局装置２は、基地局装置１と同様の構成を備えるため、詳細な説明を省略する。また、以下では、基地局装置１が蓄電池で動作し、当該蓄電池残量が低下した場合等により、省電力化の必要性が生じるとスリープ状態に移行するものとし、基地局装置２が電源からの電力で動作し、省電力化の必要性が生じないものとして説明する。

次に、図２を用いて、情報記憶装置４１に記憶される各種情報についての詳細を説明する。図２は、各基地局装置を識別する情報と、各基地局装置がスリープ状態となる場合のスリープ期間Ｔ_{Ｓｌｅｅｐ}と、スリープ状態か否かの判定を行う周期（ビーコンインターバル）ＢＩを格納するテーブルｔ４１１の一例を示す図である。各基地局装置を識別する情報は、例えば、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレス等である。以下では、基地局装置を識別する情報が、ＭＡＣアドレスであるものとして説明する。情報記憶装置４１は、これらの情報を、各基地局装置から受信し、受信した情報をテーブルｔ４１１に格納して更新する。

図３は、省電力化の必要性が生じた基地局装置を識別する情報と、その基地局装置がスリープ状態となっている際に、端末との通信を代理することが可能な他の基地局装置を識別する情報とを対応付けた対応情報を格納するテーブルｔ４１２の一例を示す図である。以下の説明では、代理することが可能な他の基地局装置を、代理基地局装置と称し、省電力化の必要性が生じ、端末との通信を代理基地局装置に代理される基地局装置を、被代理基地局装置と称する。なお、被代理基地局装置に対応する代理基地局装置は、蓄電池で動作する基地局装置の蓄電池残量や、各基地局装置のサービス重複エリア率に基づいて一意に決定されるものであり、予め基地局装置を管理する管理者によって情報記憶装置４１に登録されているものとする。また、サービス重複エリアとは、例えば、基地局同士の電波を、基地局装置が互いに受信可能なエリアである。つまり、代理基地局装置には、被代理基地局装置との間で、互いの電波を受信することができる基地局装置が選定される。

図４は、各基地局装置がスリープ状態となって省電力化機能を働かせる必要性が生じているかどうかを示すフラグを管理するテーブルｔ４１３の一例を示す図である。基地局装置（ｉ）は、スリープ機能を実行する必要性が生じ、且つ、基地局装置（ｉ）に帰属する端末が存在しない場合、ＳｌｅｅｐＦｌａｇ（ｉ）を１に設定し、設定したフラグを情報記憶装置４１へと送信する。そして、情報記憶装置４１は、受信したフラグを、テーブル４１３に格納し、更新する。ここで、帰属とは、端末が、インフラストラクチャモードによって特定の基地局装置に接続している状態をいう。

図５は、各基地局装置と各端末との代理帰属関係を示すフラグを管理するテーブルｔ４１４の一例を示す図である。代理帰属関係とは、代理基地局装置が、被代理基地局装置と端末との接続を代理することで、代理基地局装置と端末との間に確立される帰属関係のことをいう。ＳｕｂｓｔｉｔｕｔｅＦｌａｇ（ｉ）（ｊ）は、基地局装置（ｉ）が、端末（ｊ）との帰属関係を、他の基地局装置に代理させているか否かを示すフラグであり、ＳｕｂｓｔｉｔｕｔｅＦｌａｇ（ｉ）（ｊ）が１の場合、基地局装置（ｉ）に対応する代理基地局装置と端末との間に帰属関係が生じていることを示し、ＳｕｂｓｔｉｔｕｔｅＦｌａｇ（ｉ）（ｊ）が０の場合、基地局装置（ｉ）と端末との間に帰属関係が生じていないことを示している。基地局装置（ｉ）は、代理基地局装置と端末との間に帰属関係が生じている場合、ＳｕｂｓｔｉｔｕｔｅＦｌａｇ（ｉ）（ｊ）を１に設定し、設定したフラグを情報記憶装置４１へと送信する。そして、情報記憶装置４１は、受信したフラグを、テーブル４１４に格納して更新する。

次に、図６を用いて、代理処理制御部１３が実行する代理処理について説明する。図６は、代理処理制御部１３が実行する代理処理の流れを示すフローチャートの一例である。以下の説明では、被代理基地局装置が基地局装置１、代理基地局装置が基地局装置２、基地局装置が帰属関係を確立する端末を端末３として説明する。

まず、代理処理制御部１３は、端末３からのフレーム受信をトリガとして、代理処理制御を開始する（ステップＳ０）。次に、代理処理制御部１３は、端末３から受信したフレームが、帰属関係の確立を要求するアソシエーションリクエストフレームか否かを判定する（ステップＳ１）。端末３から受信したフレームがアソシエーションリクエストフレームであると判定した場合（ステップＳ１−Ｙｅｓ）、代理処理制御部１３は、後述する代理アソシエーション処理を開始する（ステップＳ２）。

端末３から受信したフレームがアソシエーションリクエストフレームではないと判定した場合（ステップＳ１−Ｎｏ）、代理処理制御部１３は、端末３から受信したフレームがデータフレームか否かを判定する（ステップＳ３）。端末３から受信したフレームがデータフレームであると判定した場合（ステップＳ３−Ｙｅｓ）、代理処理制御部１３は、後述する代理通信処理を開始する（ステップＳ４）。端末３から受信したフレームがデータフレームではないと判定した場合（ステップＳ３−Ｎｏ）、代理処理制御部１３は、そのまま待機し、次のフレーム受信に備える（ステップＳ５）。

ここで、図７を用いて、代理処理制御部１３が実行する代理アソシエーション処理について説明する。図７は、代理処理制御部１３が実行する代理アソシエーション処理の流れを示すフローチャートの一例である。まず、代理処理制御部１３は、代理アソシエーション処理を開始すると（ステップＳ２）、始めに受信したフレームのＭＡＣヘッダを確認し、記憶装置情報保管部１５で保管している図３に示したテーブルｔ４１２を参照することで、自基地局装置である基地局装置１が代理基地局装置となっている被代理基地局装置である基地局装置２のＭＡＣアドレスと、送信先アドレスが一致するか否かを判定する（ステップＳ６）。送信先アドレスと基地局装置２のＭＡＣアドレスが一致しないと判定した場合（ステップＳ６−Ｎｏ）、代理処理制御部１３は、そのまま待機し、次のフレーム受信に備える（ステップＳ７）。

送信先アドレスと基地局装置２のＭＡＣアドレスとが一致すると判定した場合（ステップＳ６−Ｙｅｓ）、代理処理制御部１３は、記憶装置情報保管部１５で保管している図４に示したテーブルｔ４１３を参照することで、受信したフレームの送信先アドレスが示す基地局装置である基地局装置２のＳｌｅｅｐＦｌａｇ（ｉ）が１であるか否かを判定する（ステップＳ８）。ＳｌｅｅｐＦｌａｇ（ｉ）が０の場合（ステップＳ８−Ｎｏ）、つまり、基地局装置２がスリープ状態への移行による省電力化を図る必要性がない場合、代理処理制御部１３は、代理アソシエーション処理を行う必要がないと判定し、そのまま待機して、次のフレーム受信に備える（ステップＳ７）。ＳｌｅｅｐＦｌａｇ（ｉ）が１の場合（ステップＳ８−Ｙｅｓ）、代理処理制御部１３は、フレームの受信後からＳＩＦＳ（Short Inter Frame Space）経過するまで待機した後（ステップＳ９）、代理Ａｃｋフレームを端末３へ送信する（ステップＳ１０）。

ここで、ＳＩＦＳとは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格で定められている値であり、Ａｃｋフレームの送信に要する時間である。代理Ａｃｋフレームとは、ＭＡＣヘッダ内の送信元アドレス（本来は、Ａｃｋフレームを送信する基地局装置１のＭＡＣアドレス）を、被代理基地局装置である基地局装置２のＭＡＣアドレスに変更したＡｃｋフレームである。従って、端末３は、受信した代理Ａｃｋフレームが、被代理基地局装置である基地局装置２から送信されたものであると認識する。代理Ａｃｋフレームを送信した後、代理処理制御部１３は、記憶装置情報保管部１５で保管している図５に示したテーブルｔ４１４に対して、基地局装置（ｉ）が被代理基地局装置である基地局装置２のＭＡＣアドレスであり、端末（ｊ）が端末３であるＳｕｂｓｔｉｔｕｔｅＦｌａｇ（ｉ）（ｊ）に１を登録する（ステップＳ１１）。

さらに、代理処理制御部１３は、代理アソシエーションレスポンスフレームを端末３へ送信することによって、基地局装置１と端末３との間の帰属関係を確立する（ステップＳ１２）。代理アソシエーションレスポンスフレームとは、ＭＡＣヘッダ内の送信元アドレスを被代理基地局装置である基地局装置２のＭＡＣアドレスとして送信するアソシエーションレスポンスフレームである。従って、端末３は、受信した代理アソシエーションレスポンスフレームを、基地局装置２から送信されたものとして認識する。以上のフローをもって、代理アソシエーション処理の完了となる。

ここで、図８を用いて、代理処理制御部１３が実行する代理通信処理について説明する。図８は、代理処理制御部１３が実行する代理通信処理の流れを示すフローチャートの一例である。まず、代理処理制御部１３は、代理通信処理を開始すると（Ｓ４）、始めに受信したフレームのＭＡＣヘッダを確認し、記憶装置情報保管部１５で保管している図３に示したテーブルｔ４１２を参照することで、自基地局装置である基地局装置１が代理基地局装置となっている被代理基地局装置である基地局装置２のＭＡＣアドレスと、送信先アドレスが一致するか否かを判定する（ステップＳ１３）。送信先アドレスと、基地局装置２のＭＡＣアドレスとが一致しないと判定した場合（ステップＳ１３−Ｎｏ）、代理処理制御部１３は、そのまま待機し、次のフレーム受信に備える（ステップＳ１４）。

送信先アドレスと、基地局装置２のＭＡＣアドレスとが一致すると判定した場合（ステップＳ１３−Ｙｅｓ）、代理処理制御部１３は、記憶装置情報保管部１５で保管している図５に示したテーブルｔ４１４を参照することで、基地局装置（ｉ）が基地局装置１であり、受信したフレームの送信元アドレスが示す端末（ｊ）が端末３であるＳｕｂｓｔｉｔｕｔｅＦｌａｇ（ｉ）（ｊ）が１であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。ＳｕｂｓｔｉｔｕｔｅＦｌａｇ（ｉ）（ｊ）が０であると判定した場合（ステップＳ１５−Ｎｏ）、つまり、端末が代理基地局装置に代理帰属中ではない場合、代理処理制御部１３は、そのまま待機して、次のフレーム受信に備える（ステップＳ１４）。

ＳｕｂｓｔｉｔｕｔｅＦｌａｇ（ｉ）（ｊ）が１であると判定した場合（ステップＳ１５−Ｙｅｓ）、つまり、端末が代理基地局装置に代理帰属中である場合、代理処理制御部１３は、フレームの受信後からＳＩＦＳが経過するまで待機した後（ステップＳ１６）、代理Ａｃｋフレームを端末３へ送信する（ステップＳ１７）。代理処理制御部１３は、受信したデータフレームを、上位ネットワークへ転送し、当該フレームの通信を完了する（ステップＳ１８）。以上のフローをもって、代理通信処理の完了となる。

次に、図９を用いて、被代理処理制御部１４が実行する被代理処理について説明する。図９は、被代理処理制御部１４が実行する被代理処理の流れを示すフローチャートの一例である。以下の説明では、被代理基地局装置が基地局装置１、代理基地局装置が基地局装置２、基地局装置が帰属関係を確立する端末を端末３として説明する。まず、被代理処理制御部１４は、端末３からのフレーム受信をトリガとして、被代理処理制御を開始する（ステップＳ１９）。まず、端末３から受信したフレームがアソシエーションリクエストフレームか否かを判定する（ステップＳ２０）。

端末３から受信したフレームがアソシエーションリクエストフレームであると判定した場合（ステップＳ２０−Ｙｅｓ）、被代理処理制御部１４は、後述する被代理アソシエーション処理を開始する（ステップＳ２１）。端末から受信したフレームがアソシエーションリクエストフレームではないと判定した場合（ステップＳ２０−Ｎｏ）、被代理処理制御部１４は、端末３から受信したフレームがデータフレームか否かを判定する（ステップＳ２２）。

端末３から受信したフレームがデータフレームであると判定した場合（ステップＳ２２−Ｙｅｓ）、被代理処理制御部１４は、後述する被代理通信処理を開始する（ステップＳ２３）。端末３から受信したフレームがデータフレームではないと判定した場合（ステップＳ２２−Ｎｏ）、そのまま待機し、次のフレーム受信に備える（ステップＳ２４）。

ここで、図１０を用いて、被代理処理制御部１４が実行する被代理アソシエーション処理について説明する。図１０は、被代理処理制御部１４が実行する被代理アソシエーション処理の流れを示すフローチャートの一例である。まず、被代理処理制御部１４は、被代理アソシエーション処理を開始すると（Ｓ２１）、始めに受信したフレームのＭＡＣヘッダを確認し、自基地局装置である基地局装置１のＭＡＣアドレスと、送信先アドレスが一致するか否かを判定する（ステップＳ２５）。

送信先アドレスと一致しないと判定した場合（ステップＳ２５−Ｎｏ）、被代理処理制御部１４は、そのまま待機し、次のフレーム受信に備える（ステップＳ２６）。送信先アドレスと一致すると判定した場合（ステップＳ２５−Ｙｅｓ）、被代理処理制御部１４は、記憶装置情報保管部１５で保管している図４に示したテーブルｔ４１３を参照することで、受信したフレームの送信先アドレスが示す基地局装置（基地局装置１）のＳｌｅｅｐＦｌａｇ（ｉ）が１であるか否かを判定する（ステップＳ２７）。

ＳｌｅｅｐＦｌａｇ（ｉ）が０であると判定した場合（ステップＳ２７−Ｎｏ）、つまり、基地局装置１がスリープ状態による省電力化を図る必要性がない場合、被代理処理制御部１４は、被代理アソシエーション処理を行う必要がないと判定し、フレーム受信からＳＩＦＳが経過するまで待機した後、既定のＡｃｋフレームを端末３へ送信する（ステップＳ２８）。さらに、準備が整い次第、被代理処理制御部１４は、既定のアソシエーションレスポンスフレームを端末３へ送信して、端末３からのＡｃｋフレーム受信を受信することで帰属処理を完了する（ステップＳ２９）。その後、被代理処理制御部１４は、そのまま待機し、次のフレーム受信に備える（ステップＳ２６）。

ＳｌｅｅｐＦｌａｇ（ｉ）が１であると判定した場合（ステップＳ２７−Ｙｅｓ）、つまり、基地局装置１がスリープ状態による省電力化を図る必要性がある場合、被代理処理制御部１４は、フレーム受信からＳＩＦＳが経過するまで待機した後（ステップＳ３０）、代理Ａｃｋフレームが返されるか否か、空間のチャネル状況を観察する（ステップＳ３１）。この観察によって得られる代理Ａｃｋフレームは、記憶装置情報保管部１５で保管している図３に示したテーブルｔ４１２において、基地局装置１の代理基地局装置である基地局装置２から送信されるものである。つまり、代理Ａｃｋフレームの送信元アドレスは、基地局装置１のＭＡＣアドレスとなっている。なお、本実施形態における空間のチャネル状況の観察は、代理基地局装置が、被代理基地局装置との間で互いの電波を受信できる基地局装置として選定されていることにより実現出来るが、これに限られず、例えば、上位ネットワーク４上の情報記憶装置４１等を介して、代理Ａｃｋフレームが返されたか否かを検出してもよい。

代理Ａｃｋフレームが返されなかった場合（ステップＳ３１−Ｎｏ）、つまり、代理基地局装置となる基地局装置２と端末３との間で通信を行うことができない場合、被代理処理制御部１４は、記憶装置情報保管部１５で保管している図４に示したテーブルｔ４１３に対して、基地局装置１に対応する基地局装置（ｉ）のＳｌｅｅｐＦｌａｇ（ｉ）に０を登録する（ステップＳ３２）。言い換えると、被代理処理制御部１４は、端末３と代理基地局装置である基地局装置２との間で通信を行うことができないため、基地局装置１がスリープ状態とならないように、スリープ機能処理部１２を制御する。ＳｌｅｅｐＦｌａｇ（ｉ）に０を登録した後、被代理処理制御部１４は、そのまま待機し、次のフレーム受信に備える（ステップＳ２６）。

代理Ａｃｋフレームが返された場合（ステップＳ３１−Ｙｅｓ）、つまり、代理基地局装置である基地局装置２と端末３との間で通信を行うことができる場合、被代理処理制御部１４は、代理基地局装置である基地局装置２に端末３との通信を任せるため、そのまま待機し、次のフレーム受信に備える（ステップＳ２６）。以上のフローをもって、被代理アソシエーション処理の完了となる。

ここで、図１１を用いて、被代理処理制御部１４が実行する被代理通信処理について説明する。図１１は、被代理処理制御部１４が実行する被代理通信処理の流れを示すフローチャートの一例である。まず、被代理処理制御部１４は、被代理通信処理を開始すると（Ｓ２３）、始めに受信したフレームのＭＡＣヘッダを確認し、基地局装置１のＭＡＣアドレスと、送信先アドレスとが一致するか否かを判定する（ステップＳ３３）。

送信先アドレスと一致しないと判定した場合（ステップＳ３３−Ｎｏ）、被代理処理制御部１４は、そのまま待機し、次のフレーム受信に備える（ステップＳ３４）。送信先アドレスと一致すると判定した場合（ステップＳ３３−Ｙｅｓ）、被代理処理制御部１４は、記憶装置情報保管部１５で保管している図４に示したテーブルｔ４１３を参照することで、受信したフレームの送信先アドレスが示す基地局装置（基地局装置１）のＳｌｅｅｐＦｌａｇ（ｉ）が１であるか否かを判定する（ステップＳ３５）。

ＳｌｅｅｐＦｌａｇ（ｉ）が０であると判定した場合（ステップＳ３５−Ｎｏ）、つまり、基地局装置１がスリープ状態による省電力化を図る必要性がなく、被代理通信処理を行う必要がない場合、被代理処理制御部１４は、フレーム受信からＳＩＦＳが経過するまで待機した後、既定のＡｃｋフレームを端末３へ送信する（ステップＳ３６）。その後、被代理処理制御部１４は、そのまま待機し、次のフレーム受信に備える（ステップＳ３４）。ＳｌｅｅｐＦｌａｇ（ｉ）が１であると判定した場合（ステップＳ３５−Ｙｅｓ）、つまり、基地局装置１がスリープ状態による省電力化を図る必要性がある場合、被代理処理制御部１４は、フレーム受信からＳＩＦＳが経過するまで待機した後（ステップＳ３７）、基地局装置２から代理Ａｃｋフレームが返されるかどうか、空間のチャネル状況を観察する（ステップＳ３８）。

代理Ａｃｋフレームが返されない場合（ステップＳ３８−Ｎｏ）、つまり、代理基地局装置である基地局装置２と端末３との間の通信を行うことができない場合、被代理処理制御部１４は、記憶装置情報保管部１５で保管している図４に示したテーブルｔ４１３において、基地局装置１を基地局装置（ｉ）とするＳｌｅｅｐＦｌａｇ（ｉ）に０を登録する（ステップＳ３９）。言い換えると、被代理処理制御部１４は、端末３と基地局装置２との間で通信を行うことができないため、基地局装置１がスリープ状態とならないように、スリープ機能処理部１２を制御する。また、被代理処理制御部１４は、記憶装置情報保管部１５で保管している図５に示したテーブルｔ４１４に対して、基地局装置（ｉ）が基地局装置１であり、端末（ｊ）が端末３（代理Ａｃｋフレームの送信先）であるＳｕｂｓｔｉｔｕｔｅＦｌａｇ（ｉ）（ｊ）に０を登録する（ステップＳ４０）。ＳｕｂｓｔｉｔｕｔｅＦｌａｇ（ｉ）（ｊ）に０を登録した後、被代理処理制御部１４は、そのまま待機し、次のフレーム受信に備える（ステップＳ３４）。

代理Ａｃｋフレームが返された場合（ステップＳ３８−Ｙｅｓ）、つまり、代理基地局装置である基地局装置２と端末３との間で通信を行うことができない場合、被代理処理制御部１４は、端末３との通信を基地局装置２に任せるため、そのまま待機し、次のフレーム受信に備える（ステップＳ２６）。以上のフローをもって、被代理通信処理の完了となる。

次に、図１２を用いて、基地局装置１の無線通信処理部１６において、スリープ状態に移行することに加えて、端末３との間で代理帰属を確立する際のフレーム送受信の一例を説明する。以下では、基地局装置１が蓄電池で動作する基地局装置であって、当該蓄電池残量が低下する等によって省電力化の必要性が生じ、スリープ状態へと移行したものとして説明する。また、以下では、基地局装置２が省電力化の必要性が生じず、スリープ状態へと移行しないものとして説明する。また、基地局装置１及び基地局装置２は、互いの電波を受信可能な位置に存在していると仮定する。

ＴＢＴＴ（Target Beacon Transmission Time）２０１の時点において、基地局装置１が送信バッファにフレームを保持しておらず、且つ、ＴＢＴＴ４０１の直前までの一定時間内Ｔ_{Ｊｕｄｇｅ}に基地局装置１宛のフレームを受信していない場合、基地局装置１は、ビーコンフレーム４１０１の送信を通して、チャネル予約期間を周囲に通知した後、スリープ状態で動作する。ここで、基地局装置１のスリープ状態は、図２で示したテーブルｔ４１１のスリープ期間Ｔ_{ｓｌｅｅｐ}が経過するまでの間、保持される。

ビーコンフレーム４１０１によってチャネル予約期間を通知された端末３は、スリープ期間Ｔ_{ｓｌｅｅｐ}が経過した後、基地局装置１に新たに帰属する処理を行うため、アソシエーションリクエストフレーム４１０２を、基地局装置１宛にブロードキャストする。より具体的には、端末３は、アソシエーションリクエストフレーム４１０２の送信先アドレスを基地局装置１として送信するが、同フレームを基地局装置２も基地局装置１と同様に認識する。従って、図３のフローチャートで示した代理処理制御を行うことで、基地局装置２が基地局装置１の代理として動作し始める。その際、基地局装置２が端末３へ送信する各種フレーム（例えば、代理Ａｃｋフレーム４１０８や代理アソシエーションレスポンスフレーム４１０９）の送信元アドレスは、基地局装置１のＭＡＣアドレスとなる。また、基地局装置１は、代理処理制御とともに、被代理処理制御も実行するため、端末３から基地局装置１への送信フレームに対して反応することはない。そして、基地局装置２は、端末３から基地局装置２への送信フレームを受信（例えば、図１２のＡｃｋフレーム４１０５）し、基地局装置１の代理として、端末３と上位ネットワーク４との通信の仲介を行う。その結果として、基地局装置１は、スリープ状態へ遷移することができる機会が増え、従来と比べて大きな省電力化を図ることができる。

このように、上記の基地局装置１は、自装置の状態を、アクティブ状態とスリープ状態のいずれかに切り替え、他の基地局装置である基地局装置２のスリープ状態に関する情報を取得し、取得した情報に基づいて、基地局装置２から端末３に対する代理アソシエーションレスポンスフレーム４１０９を、基地局装置１の代理として端末３へ送信させるため、基地局装置１のスリープ制御の省電力化の効率を高めることができる。

また、基地局装置１は、自装置がスリープ状態になることを示す情報を、図４で示したテーブルｔ４１３のＳｌｅｅｐＦｌａｇ（ｉ）として、情報記憶装置４１へ送信することで、他の基地局装置である基地局装置２に発信するため、代理基地局装置である基地局装置２に対して効率的に代理アソシエーション処理や代理通信処理を行わせることができ、その結果として、より早くスリープ状態に移行することができ、さらにより長くスリープ状態を保持できる。従って、基地局装置１は、省電力化をより高めることができる。

なお、上述した実施形態では、基地局装置１と端末３との間の無線通信は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準じて行う場合について説明したが、基地局装置１と端末３との間の無線通信規格は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に限定されない。

また、上述した実施形態における基地局装置１の各機能部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、こ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、実行することによって実現してもよい。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を送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その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のように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。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く、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であってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１、２、１００、２００…基地局装置，３、３００…端末，４、４００…上位ネットワーク，１１、１０１…上位ネットワーク通信処理部，１２、１０２…スリープ機能処理部，１３…代理処理制御部，１４…被代理処理制御部，１５…記憶装置情報保管部，１６、１０３…無線通信処理部，１７、１０４…アンテナ，４１…情報記憶装置

Claims

端末に対して無線通信サービスを提供する基地局装置であって、
自装置の状態を、アクティブ状態とスリープ状態のいずれかに切り替える切替部と、
他の基地局装置のスリープ状態に関する情報を取得する取得部と、
前記取得部により取得された情報に基づいて、前記端末から前記他の基地局装置への接続要求に対する応答を代理する代理処理部と、
を備え、
前記取得部は、自装置を識別する情報と自装置が前記応答を代理することが可能な他の基地局装置を識別する情報とを対応付けた対応情報、及び、前記他の基地局装置がスリープ状態に移行する必要性が生じ且つ該基地局装置に帰属する端末が存在しないか否かを示すフラグを取得し、
前記代理処理部は、前記対応情報及び前記フラグに基づいて、自装置が前記応答を代理することが可能な他の基地局装置が、スリープ状態に移行する必要性が生じ且つ該基地局装置に帰属する端末が存在しない場合に、前記応答を代理する、
基地局装置。
前記切替部により自装置がスリープ状態に移行する必要性が生じ且つ自装置に帰属する端末が存在しないか否かを示すフラグを、前記他の基地局装置に発信する被代理処理部をさらに備える、請求項１に記載の基地局装置。
前記応答の代理を行ったとき、自装置を識別する情報と前記接続要求に対する応答を代理した端末を識別する情報とを他の基地局装置に発信する、請求項１又は２に記載の基地局装置。
前記他の基地局装置に対する応答を代理したあと、前記接続要求を行った端末から受信したデータフレームを、ネットワークに転送する前記無線通信サービスを行う、請求項１から請求項３いずれか一項に記載の基地局装置。
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の基地局装置としてコンピュータを機能させるための通信制御プログラム。
端末に対して無線通信サービスを提供する複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置が接続可能な情報記憶装置とを具備する通信システムであって、
前記情報記憶装置は、前記基地局装置のスリープ状態に関する情報を記憶し、
前記複数の基地局装置のうち少なくとも一つは、
自装置の状態を、アクティブ状態とスリープ状態のいずれかに切り替える切替部と、
他の基地局装置のスリープ状態に関する情報を、前記情報記憶装置から取得する取得部と、
前記取得部により取得された情報に基づいて、前記端末から前記他の基地局装置への接続要求に対する応答を代理する代理処理部と、
を備え、
前記取得部は、自装置を識別する情報と自装置が前記応答を代理することが可能な他の基地局装置を識別する情報とを対応付けた対応情報、及び、前記他の基地局装置がスリープ状態に移行する必要性が生じ且つ該基地局装置に帰属する端末が存在しないか否かを示すフラグを取得し、
前記代理処理部は、前記対応情報及び前記フラグに基づいて、自装置が前記応答を代理することが可能な他の基地局装置が、スリープ状態に移行する必要性が生じ且つ該基地局装置に帰属する端末が存在しない場合に、前記応答を代理する、
通信システム。
端末に対して無線通信サービスを提供する複数の基地局装置と、前記複数の基地局装置が接続可能な情報記憶装置とを具備する通信システムの通信制御方法であって、
前記情報記憶装置が、前記基地局装置のスリープ状態に関する情報を記憶し、
前記複数の基地局装置のうち少なくとも一つが、
自装置の状態を、アクティブ状態とスリープ状態のいずれかに切り替える切替ステップと、
他の基地局装置のスリープ状態に関する情報を、前記情報記憶装置から取得する取得ステップと、
前記取得した情報に基づいて、前記端末から前記他の基地局装置への接続要求に対する応答を代理する代理処理ステップと、
を実行し、
前記取得ステップでは、自装置を識別する情報と自装置が前記応答を代理することが可能な他の基地局装置を識別する情報とを対応付けた対応情報、及び、前記他の基地局装置がスリープ状態に移行する必要性が生じ且つ該基地局装置に帰属する端末が存在しないか否かを示すフラグを取得し、
前記代理処理ステップでは、前記対応情報及び前記フラグに基づいて、自装置が前記応答を代理することが可能な他の基地局装置が、スリープ状態に移行する必要性が生じ且つ該基地局装置に帰属する端末が存在しない場合に、前記応答を代理する、
通信制御方法。