JP6114904B2 - 通信装置および通信方法 - Google Patents

Description

本発明はＷｉＦｉ（登録商標）（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）などの無線通信に用いられる通信装置および通信方法に関するものである。

近年、公衆無線通信網が整備され、携帯無線通信装置を用いたネットワークへの接続が一般的になってきている。また、ＷｉＦｉ（登録商標）通信装置をどこでも使用したい要求も高まり、公衆無線通信とＷｉＦｉ（登録商標）通信を変換してＷｉＦｉ（登録商標）通信装置を公衆無線通信網に接続させるモバイルゲートウェイも普及し始めている。このようなモバイルゲートウェイは電池で動作させるために消費電力を抑える必要があり、ビーコン間隔を２つの期間に分けて、第１の期間で通信装置と何も通信が行われない場合には第２の期間では省電力モードで動作させることが行われている（例えば特許文献１参照）。

特表２０１１−５２７８６６号公報

しかしながら上記従来の通信システムでは、信号強度が弱くて通信状態が悪い通信端末がユーザの意図とは関係なしに接続を開始することへの対応がなされていないので、接続処理での再送の多発に対する消費電力を抑えることができないという課題があった。

本発明の目的は、上記した問題点に鑑み、通信状態が悪い通信端末とは接続を許可しないことで再送を抑えることを可能とする通信装置および通信方法を提供することである。

本発明は上記目的を達成するために、通信装置は、少なくとも２つの使用モードを有し、他の通信装置と接続可能な通信装置であって、他の通信装置から接続開始を要求する接続開始信号を受けて応答信号を出力する、応答信号出力手段を備え、応答信号出力手段は、他の通信装置から接続開始信号を受けた場合に、第１の使用モードでは、他の通信装置に対して応答信号を出力し、第２の使用モードでは、他の通信装置からの信号の受信強度が所定値以上の場合に、他の通信装置に対して応答信号を出力する。

本発明によれば、第２の使用モードにすることで、受信強度の悪い通信装置と接続することがないので通信装置の消費電力を削減することができる。

本発明の実施の形態における通信システムの構成図 本発明の実施の形態における管理装置の外観斜視図 本発明の実施の形態における管理装置のハードウェアを示すブロック図 本発明の実施の形態１における管理装置の機能ブロック図 本発明の実施の形態１における探索応答処理を表すフローチャート 本発明の実施の形態１における探索応答処理を表すシーケンス図 本発明の実施の形態２における管理装置の機能ブロック図 本発明の実施の形態２における探索応答処理を表すフローチャート 本発明の実施の形態２における探索応答処理を表すシーケンス図

上記課題を解決するためになされた第１の発明は、少なくとも２つの使用モードを有し、他の通信装置と接続可能な通信装置であって、他の通信装置から接続開始を要求する接続開始信号を受けて応答信号を出力する、応答信号出力手段を備え、応答信号出力手段は、他の通信装置から接続開始信号を受けた場合に、第１の使用モードでは、他の通信装置に対して応答信号を出力し、第２の使用モードでは、他の通信装置からの信号の受信強度が所定値以上の場合に、他の通信装置に対して応答信号を出力することを特徴とする通信装置である。

第１の発明によれば、第２の使用モードでは所定の受信強度の通信端末と接続処理を行うので、信号強度が弱い通信端末との接続処理での再送の多発に対する消費電力を抑えることができる。

上記課題を解決するためになされた第２の発明は、第１の発明であって、さらに、電池を備え、応答信号出力手段は、電池の残量が所定値以下である場合に、第２の使用モードで、他の通信装置に対して応答信号を出力することを特徴とする通信装置である。

第２の発明によれば、電池残量が所定の値以下になったときに第２の使用モードになるので、消費電力を抑えたい電池残量が少ない場合に消費電力を抑えることができる。

上記課題を解決するためになされた第３の発明は、第１または第２の発明であって、さらに、入力操作を受けて、使用モードを第１の使用モードまたは第２のいずれかに設定する、モード設定手段を備え、応答信号出力手段は、モード設定手段により第２の使用モードが選択された場合に、第２の使用モードで、他の通信装置に対して応答信号を出力することを特徴とする通信装置である。

第３の発明によれば、ユーザがモード設定手段を用いて、第２の使用モードに設定できるので、ユーザが消費電力を抑えたい場合に消費電力を抑えることができる。

上記課題を解決するためになされた第４の発明は、第１ないし第３いずれか１つの発明であって、さらに、他の通信装置を識別可能な識別情報を記憶することが可能な、識別情報記憶部を備え、応答信号出力手段は、識別情報記憶部により識別情報が記憶されている場合に、他の通信装置に対して応答信号を出力することを特徴とする通信装置である。

第４の発明によれば、ユーザが識別情報記憶部に記憶させた通信装置とのみ通信できるので、ユーザが意図していない通信装置との通信での消費電力を抑えることができる。

上記課題を解決するためになされた第５の発明は、第１ないし第４いずれか１つの発明であって、さらに、他の通信装置を識別可能な識別情報を記憶することが可能な、識別情報記憶部を備え、応答信号出力手段は、識別情報記憶部により識別情報が記憶されていない場合は、他の通信装置に対して応答信号を出力しないことを特徴とする通信装置である。

第５の発明によれば、ユーザが識別情報記憶部に記憶させた通信装置のみと通信できなくなるので、ユーザが通信させたくない通信装置との通信での消費電力を抑えることができる。

以下、本発明の具体的な内容について実施の形態を用いて説明する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について図１、２、３、４、５および６を用いて説明する。

図１は、本発明の実施の形態における通信システムの構成図である。本実施の形態では管理装置が管理装置１の１台と、通信装置が通信端末２ａおよび通信端末２ｂの２台とで構成されている。図１に示していないが管理装置１は公衆無線網に接続されている。無線通信路３ａ、３ｂは、実際には目には見えないが、無線通信路３ａは管理装置１と通信端末２ａとの間の経路、無線通信路３ｂは管理装置１と通信端末２ｂとの間の経路である。

図２は、本発明の実施の形態における管理装置の外観斜視図であって、（ａ）は前面、（ｂ）は背面である。本実施の形態における管理装置１は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように数台程度の通信端末を管理対象とする小型なモバイルルータである。モバイルルータとは、携帯可能なルータであって、ルータとは、コンピュータネットワークにおいて、２つ以上の異なるネットワーク間を相互接続する通信装置である。

管理装置１は、筐体１１を有しており、筐体１１の前面には、動作状態などの表示用としてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などのＬＥＤ１２が設けられ、上面には管理装置１のＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）側ネットワークの生成等に用いられるボタンＳＷ（Ｓｗｉｔｃｈ）１３が設けられている。ボタンＳＷ１３は、押下操作が可能であって、押下操作を受け付ける入力手段の一例である。なお、入力手段は、メカニカルスイッチである必要はなく、メンブレンスイッチ、あるいは、ディスプレイ(例えば液晶)を利用したスイッチなどの入力インターフェースであってもよい。筐体１１の背面には、図２（ｂ）に示すように、ＲＪ４５などＬＡＮ用モジュラージャックであるＬＡＮジャック１４およびマイクロＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）などの内蔵電池の充電用コネクタである充電コネクタ１５が設けられている。ＬＡＮジャック１４には、ＬＡＮケーブル１６が接続される。充電ジャック１５には、充電ケーブル１７が接続される。なお、管理装置の一例として、図２（ａ）および図２（ｂ）のモバイルルータを示したが、特にこれに限る必要はなく、管理装置は、通信端末を管理する機能を備えた機器であればよく、例えば、携帯電話、スマートフォンおよびタブレットでもよい。また、ＬＡＮジャック１４がある場合を説明したがＬＡＮジャック１４はなくてもよい。

図３は、本発明の実施の形態における管理装置のハードウェアを示すブロック図である。管理装置１は、図３に示すように、破線で示す筐体１１内に、回路モジュール１１０を有している。回路モジュール１１０には、ＬＥＤ１２、ボタンＳＷ１３、ＬＡＮジャック１４、充電コネクタ１５、メインＩＣ１１１、充電ＩＣ１１６、無線モジュール１１７および無線モジュール１２３が実装されていて、さらに、電池１２４が配置されている。電池１２４は線で他の部品に接続していないが必要な部品全てに電力を供給している。

メインＩＣ１１１は、ＣＰＵ１１１ａと、メインバス１１１ｆやローカルバス１１１ｇなどのバスと、バス上のデータの流れを制御するＢＣＵ（Ｂｕｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１１１ｂと、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層を制御するＭＡＣブロックのＥＭＡＣ１１１ｃと、ＳＤＩＯバスを制御するＳＤＩＯＣ１１１ｄと、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）バスを制御するＰＣＩＵ（ＰＣＩ Ｕｎｉｔ）１１１ｅとを有している。メインＩＣ１１１内のＣＰＵ１１１ａおよびＢＣＵ１１１ｂは、メインバス１１１ｆを介して、メモリブロック１１４に接続されている。また、ＣＰＵ１１１ａおよびＢＣＵ１１１ｂは、ローカルバス１１１ｇを介して、メインＩＣ１１１にクロックを供給する発振器１１２と、ＬＥＤ１２と、メインＩＣ１１１に初期化信号を出力するリセットＩＣ１１３と、ボタンＳＷ１３と、電池１２４の充電制御および残量監視を行う充電ＩＣ１１６とに接続されている。メインＩＣ１１１内のＥＭＡＣ１１１ｃは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）の物理層を制御するＩＣであるＥＰＨＹ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標） ＰＨＹｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ）１１５に接続されており、ＥＰＨＹ１１５は、ＬＡＮジャック１４に接続されている。メインＩＣ１１１内のＳＤＩＯＣ１１１ｄは、ＳＤＩＯインターフェースを有する無線モジュール１２３に接続されている。メインＩＣ１１１内のＰＣＩＵ１１１ｅは、ＰＣＩインターフェースを有する無線モジュール１１７に接続されている。メモリブロック１１４は揮発性メモリであるＳＤＲＡＭ１１４ａと、不揮発性メモリであるＦｌａｓｈ ＲＯＭ１１４ｂから構成されている。

無線モジュール１１７は、無線コントローラ１１８、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）モジュール１１９、アンテナ１２１および１２２から構成されている。無線コントローラ１１８は、ＭＡＣ層を制御するＭＡＣブロック１１８ａと、物理層を制御するＰＨＹブロック１１８ｂとを有している。メインＩＣ１１１内のＰＣＩＵ１１１ｅは、ＭＡＣブロック１１８ａを介して、ＰＨＹブロック１１８ｂに接続されている。ＲＦモジュール１１９は、メインＩＣ１１１から送信または受信状態が設定され、送受信切り替えＳＷ１１９ａおよびＳＷ１１９ｂと、受信信号を増幅するＬＮＡ１１９ｃおよびＬＮＡ１１９ｄと、送信信号を増幅するＰＡ１１９ｅおよびＰＡ１１９ｆと、無線信号への変調および無線信号からの復調を行うＲＦ変復調器１１９ｇとを有している。ＲＦモジュール１１９は無線モジュール１１９にクロックを供給する発振器１２０に接続され、無線モジュール１１９内のＲＦ変復調器１１９ｇは、無線コントローラ１１８内のＰＨＹブロック１１８ｂに接続されている。ＲＦモジュール１１９内の送受信切り替えＳＷ１１９ａおよびＳＷ１１９ｂは、アンテナ１２１、１２２に接続されている。無線モジュール１２３は無線モジュール１１７と使用する無線規格が異なっており、完全に同じではないが、構成としてはほとんど同じであるので図３では詳しい構成の記述を省略している。

図４は、本発明の実施の形態１における管理装置の機能ブロック図である。管理装置１は、図４に示すように、送信部１１７ａ、送信フレーム生成部１１８ａ、受信部１１７ｂ、フレーム内容読み出し部１１８ｂ、主制御部１１１ａ１、受信強度判定部１１１ａ２およびモード切替判定部１１１ａ３を有している。送信フレーム生成部１１８ａおよびフレーム内容読み出し部は無線コントローラ１１８の一部である。主制御部１１１ａ１、受信強度判定部１１１ａ２およびモード切替判定部１１１ａ３はＣＰＵ１１１ａの一部である。送信部１１７ａおよび受信部１１７ｂは無線モジュール１１７の機能の一部である。本実施の形態ではモード切替判定部１１１ａ３は充電ＩＣ１１６の電池残量の値により通常モードと省電力モードの切替のタイミングを検出する場合を説明する。

なお、使用モードは、通常モードと省電力モードの２つについて説明するが、３つ以上備えていてもよい。例えば、省電力モードが（省エネレベルの異なる）複数の使用モードの分かれていてもよい
本実施の形態では通信端末２ａと２ｂが管理装置１との接続を開始する場合の通信システムの動作を説明する。通信端末２ａおよび２ｂは管理装置１との接続を開始するときに、管理装置１が存在するかどうかを探索するために探索フレームを送信する。なお、探索フレームは、接続開始を要求する接続開始信号の一例である。

探索フレームを受信した管理装置１は、探索応答フレームを応答することで、接続処理に進む。なお、探索応答フレームは、接続開始信号を受けて、接続開始信号により接続開始を要求する相手方に出力される応答信号の一例である。

管理装置１の受信部１１７ｂは、受信したアナログ信号をデジタル信号に変換したフレームを、フレーム内容読み出し部１１８ｂに受け渡す。パケット内容読み出し部１１８ｂはフレームを主制御部１１１ａが処理可能なフレーム内容のみを受け渡し、主制御部１１１ａ１が受け渡されたフレームが探索フレームかどうかを判断し、受信強度判定部１１１ａ２が受信強度の大きさを判断する。

主制御部１１１ａ１が探索フレームであると判断すると、受信強度判定部１１１ａ２に受信強度を問い合わせ、モード切替判定部１１１ａ３に省電力モードかどうかを問い合わせる。主制御部１１１ａ１は、モード切替判定部１１１ａ３が通常モードであると通知してきた場合には、送信フレーム生成部１１８ａに探索応答フレームを生成させ、送信部１１７ａでデジタル信号をアナログ信号に変換させて、無線空間に送信する。

主制御部１１１ａ１は、モード切替判定部１１１ａ３が省電力モードであると通知してきた場合、受信強度判定部１１１ａ２から受け取った受信強度判定結果を使用する。判定を満たない場合には、送信フレーム生成部１１８ａに探索応答フレームを生成させずに、判定を満たす場合には送信フレーム生成部１１８ａに探索応答フレームを生成させる。

このように、省電力モードの場合には、受信強度が弱くて再送が発生しやすい不安定な接続を開始しないので、消費電力の低減を図ることができる。

管理装置と通信端末の探索応答処理を表すフローチャートである図５を説明する。図５は、本発明の実施の形態１における探索応答処理を表すフローチャートである。管理装置１に通信端末２ａまたは２ｂからフレームが受信されると、主制御部１１１ａ１にフレームが渡され、主制御部１１１ａは探索応答処理を開始する。主制御部１１１ａはモード切替判定部１１１ａ３に省電力モードであるかをあるかを確認する（Ｆ５００）。

省電力モードでない場合、主制御部１１１ａ１はフレームが探索フレームであるかを確認する（Ｆ５０１）。探索フレームでない場合、主制御部１１１ａ１は探索応答処理を終了する。探索フレームである場合、主制御部１１１ａ１は探索応答フレームを送信フレーム生成部１１８ａに生成させ、送信部１１７ａに送信させ（Ｆ５０２）探索応答処理を終了する。

Ｆ５００で省電力モードの場合、主制御部１１１ａ１は既にフレームを送ってきた通信端末と接続中であるかを確認する（Ｆ５０３）。既にフレームを送ってきた通信端末と接続中の場合、主制御部１１１ａ１は受信強度判定部１１１ａ２に受信強度が閾値より大きいかを確認する（Ｆ５０６）。閾値より大きい場合、主制御部１１１ａ１は探索応答処理を終了する。閾値より大きくない場合、主制御部１１１ａ１は接続断フレームを送信フレーム生成部１１８ａに生成させ、送信部１１７ａに送信させ（Ｆ５０７）探索応答処理を終了する。

Ｆ５０３でフレームを送ってきた通信端末と接続中でない場合、主制御部１１１ａ１はフレームが探索フレームであるかを確認する（Ｆ５０４）。探索フレームである場合、主制御部１１１ａ１は受信強度判定部１１１ａ２に受信強度が閾値より大きいかを確認する（Ｆ５０５）。閾値より大きい場合、主制御部１１１ａ１は探索応答フレームを送信フレーム生成部１１８ａに生成させ、送信部１１７ａに送信させ（Ｆ５０２）探索応答処理を終了する。閾値より大きくない場合、主制御部１１１ａ１は探索応答処理を終了する。Ｆ５０４で探索フレームでない場合、主制御部１１１ａ１は探索応答処理を終了する。Ｆ５０５で閾値より大きくない場合、主制御部１１１ａ１は探索応答処理を終了する。

このようなフローチャートの処理にすることで管理装置が省電力モードになった場合に、受信強度が小さい通信端末は、接続中の場合には切断されてその後探索応答フレームを受信しないので接続することができなくなり、接続中でない場合には探索応答フレームを受信しないので接続することができないことになって、不安定な通信をする通信端末は接続することがなくなり、管理装置の再送の機会を少なくすることができるので消費電力を抑制することができる。

管理装置と通信端末の探索応答処理を表すシーケンス図である図６を説明する。図６は、本発明の実施の形態１における探索応答処理を表すシーケンス図である。図６では通信端末２ａから送信されるフレームの管理装置１での受信強度は閾値を超えており、通信端末２ｂから送信されるフレームの管理装置１での受信強度は最初閾値を超えておらず、その後で管理装置１と通信端末２ｂの距離が縮まって閾値を越えた場合を説明している。また、図６ではＷｉＦｉ（登録商標）で使用されているフレーム名を記述しているが特にＷｉＦｉ（登録商標）に限るものではないことは言うまでもない。

管理装置１が電池残量の低下により通常モードから省電力モードに移行した後で、通信端末２ａより探索フレームであるブロードキャストフレームのＰｒｏｂｅ ｒｅｑｕｅｓｔ−１を受信すると、管理装置１は省電力モードかどうかを判断する（Ｊ６０１）。省電力モードなので通信端末２ａと接続中かどうかを判断する（Ｊ６０２）。接続中でないので、管理装置１は受信強度が閾値より大きいかどうかを判断する（Ｊ６０３）。閾値より大きいので、管理装置１は探索応答フレームであるＰｒｏｂｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ−１を送信し、通信端末２ａはＰｒｏｂｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ−１を受信したことを管理装置１に通知するためにＡＣＫ−１を送信する。Ｐｒｏｂｅ ｒｅｑｕｅｓｔ−１はブロードキャストフレームでもユニキャストフレームのどちらでも可能であるが、本実施の形態ではブロードキャストフレームの場合を説明したので、Ｐｒｏｂｅ ｒｅｑｕｅｓｔ−１の受信を通知するＡＣＫは送信されていない。Ｐｒｏｂｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ−１に関してはユニキャストフレームしか許されていないのでＡＣＫ-１が必要になる。その後、管理装置１が通信端末２ｂより探索フレームであるブロードキャストフレームのＰｒｏｂｅ ｒｅｑｕｅｓｔ−２を受信すると、省電力モードかどうかを判断する（Ｊ６０４）。省電力モードなので通信端末２ｂと接続中かどうかを判断する（Ｊ６０５）。接続中でないので、管理装置１は受信強度が閾値より大きいかどうかを判断する（Ｊ６０６）。閾値より大きくないので、管理装置１は探索フレームであるＰｒｏｂｅ ｒｅｑｕｅｓｔ−２を無視し何もフレームを送信しない。通信端末２ｂは探索応答フレームを受信していないので、その後探索フレームの再送であるＰｒｏｂｅ ｒｅｑｕｅｓｔ−３を送信する。管理装置１はＰｒｏｂｅ ｒｅｑｕｅｓｔ−３を受信すると、省電力モードかどうかを判断する（Ｊ６０７）。省電力モードなので通信端末２ｂと接続中かどうかを判断する（Ｊ６０８）。接続中でないので、管理装置１は受信強度が閾値より大きいかどうかを判断する（Ｊ６０９）。Ｐｒｏｂｅ ｒｅｑｕｅｓｔ−３の受信強度は管理装置１と通信端末２ｂの距離が縮まっていて閾値より大きいので、管理装置１は探索応答フレームであるＰｒｏｂｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ−３を送信し、通信端末２ｂはＰｒｏｂｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ−３を受信したことを管理装置１に通知するためにＡＣＫ−３を送信する。このように管理装置が省電力モードになった場合に、管理装置は受信強度が大きい通信端末とのみ接続するので、不安定な接続をすることがなくなり再送の頻度を下げることができるので消費電力を抑制することができる。

本実施の形態では管理装置と通信端末が存在する場合を説明したが、管理装置が存在しない通信端末だけのシステムである通信端末が他の通信端末と接続する場合に受信強度が大きい通信端末にのみ接続応答フレームを送信しても同じ効果が得られることは言うまでもない。

本実施の形態ではモード切替判定部が充電ＩＣの電池残量の値によりモード切替のタイミングを検出する場合を説明したが、電池残量の代わりに、ユーザからの入力操作を受けて、使用モードの選択自在な操作部を利用することも可能である。操作部は各種の入力インターフェースを利用することがで、ボタンやスイッチなどの機械的なインターフェースでも、タッチパネルなどの電子的なインターフェースでもよい。例えば、操作部として、ボタンＳＷが押下されたかどうか判断して、通常モードと省電力モードを切り替えてもいいことは言うまでもない。

本実施の形態では省電力モードを判定した後で受信強度が閾値より大きいかどうかを判定したが判定の順番が逆でもいいことは言うまでもない。

本実施の形態では省電力モードの場合でブロードキャストのＰｒｏｂｅ ｒｅｑｕｅｓｔフレームを受信強度が閾値よりも小さい通信端末から受信した場合にＰｒｏｂｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅフレームを送信しない場合について説明したが、ユニキャストのＰｒｏｂｅ ｒｅｑｕｅｓｔフレームを受信した場合に同じ応答フレームであるＰｒｏｂｅ ｒｅｑｕｅｓｔフレームに対するＡＣＫフレームを送信しないことは言うまでもない。また、受信強度判定部がＣＰＵの場合を説明したが、無線コントローラに受信強度判定部がある場合でも同様の効果をあげることができることは言うまでもない。

本実施の形態では省電力モードの場合で受信強度が閾値よりも小さい通信端末に接続断フレームを送信して接続を切る場合について説明したが、接続中の通信端末の通信を切断しなくてもいいことは言うまでもない。

本実施の形態では、１つの公衆無線網に接続する無線モジュールが１つと、１つのＬＡＮ側ネットワークに接続する無線モジュールが１つの場合を説明したが、複数の公衆無線網に複数の無線モジュールでも、複数のＬＡＮ側ネットワークに複数の無線モジュールでもよいことは言うまでもない。

本実施の形態では無線モジュールとメインＩＣとのインターフェースをＰＣＩとＳＤＩＯの場合について説明したが、メインＩＣに接続可能であればインターフェースは何でもいいことは言うまでもない。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について図１、図２、図３、図７、図８および９を用いて説明する。

管理装置の機能ブロック図である図７を説明する。図７は、本発明の実施の形態２における管理装置の機能ブロック図である。本実施の形態の機能ブロックは実施の形態１の機能ブロック図に制限情報記憶部１１４を追加したものである。制限情報記憶部１１４はメモリブロック１１４の一部である。本実施の形態ではモード切替判定部１１１ａ３はボタンＳＷ１３が押下されているかされていないかで通常モードと省電力モードの切替のタイミングを検出する場合を説明する。

本実施の形態では通信端末２ａと２ｂが管理装置１との接続を開始する場合の通信システムの動作を説明する。通信端末２ａおよび２ｂは管理装置１との接続を開始するときに、管理装置１が存在するかどうかを探索するために探索フレームを送信し、探索フレームを受信した管理装置１は探索応答フレームを応答することで接続処理に進むことができる。

管理装置１の受信部１１７ｂは受信したアナログ信号をデジタル信号に変換したフレームをフレーム内容読み出し部１１８ｂに受け渡し、パケット内容読み出し部１１８ｂはフレームを主制御部１１１ａが処理可能なフレーム内容のみを受け渡し、主制御部１１１ａ１が受け渡されたフレームが探索フレームかどうかを判断し、受信強度判定部１１１ａ２が受信強度の大きさを判断する。

主制御部１１１ａ１が探索フレームであると判断すると、受信強度判定部１１１ａ２に受信強度を問い合わせ、モード切替判定部１１１ａ３に省電力モードかどうかを問い合わせる。主制御部１１１ａ１はモード切替判定部１１１ａ３が通常モードであると通知してきた場合には制限情報記憶部１１４に通信端末２ａまたは２ｂの情報が記憶されているかを判断する。制限情報記憶部１１４に記憶されている情報は、通信端末２ａ、２ｂを識別することのできる識別情報であって、例えばＭＡＣアドレスである。

記憶されていない場合には送信フレーム生成部１１８ａに探索応答フレームを生成させ、送信部１１７ａでデジタル信号をアナログ信号に変換させて、無線空間に送信し、記憶されている場合には送信フレーム生成部１１８ａに探索応答フレームを生成させない。

主制御部１１１ａ１はモード切替判定部１１１ａ３が省電力モードであると通知してきた場合、受信強度判定部１１１ａ２から受け取った受信強度判定結果を使用し、判定を満たない場合には送信フレーム生成部１１８ａに探索応答フレームを生成させずに、判定を満たす場合には制限情報記憶部１１４に通信端末２ａまたは２ｂの情報が記憶されているかを判断し、記憶されていない場合には送信フレーム生成部１１８ａに探索応答フレームを生成させ、記憶されている場合には送信フレーム生成部１１８ａに探索応答フレームを生成させない。

このようにすることで、省電力モードの場合には受信強度が弱くて再送が発生しやすい不安定な接続を開始しないので消費電力の低減を図ることができ、さらに制限された通信端末に対する接続を行わないのでさらに消費電力の低減を図ることができる。本実施の形態では制限情報記憶部１１４に探索応答フレームを生成させない通信端末の情報を記憶されていたが、探索応答フレームを生成させる通信端末の情報を記憶して、制限情報記憶部１１４に記憶されている通信端末からの探索フレームにのみ探索応答フレームを生成してもいいことは言うまでのない。

また、制限情報記憶部１１４に情報を記録する方法として、ユーザによる通信させたくない通信端末の登録や通信させたい通信端末の登録、または、リトライが多発していたり、使用可能でない暗号化方式を使っていたり、暗号鍵が間違っていたりする通信端末を主制御部が判定して、ユーザの操作を介さない登録をしてもよいが特にこれらに限るものではない。

管理装置と通信端末の探索応答処理を表すフローチャートである図８を説明する。図８は、本発明の実施の形態２における探索応答処理を表すフローチャートである。管理装置１に通信端末２ａまたは２ｂからフレームが受信されると、主制御部１１１ａ１にフレームが渡され、主制御部１１１ａは探索応答処理を開始する。主制御部１１１ａはモード切替判定部１１１ａ３に省電力モードであるかをあるかを確認する（Ｆ８００）。

省電力モードでない場合、主制御部１１１ａ１はフレームが探索フレームであるかを確認する（Ｆ８０１）。探索フレームでない場合、主制御部１１１ａ１は探索応答処理を終了する。探索フレームである場合、主制御部１１１ａ１は探索応答フレームを送信フレーム生成部１１８ａに生成させ、送信部１１７ａに送信させ（Ｆ８０２）探索応答処理を終了する。Ｆ８００で省電力モードの場合、主制御部１１１ａ１は既にフレームを送ってきた通信端末と接続中であるかを確認する（Ｆ８０３）。既にフレームを送ってきた通信端末と接続中の場合、主制御部１１１ａ１は受信強度判定部１１１ａ２に受信強度が閾値より大きいかを確認する（Ｆ８０７）。

閾値より大きい場合、主制御部１１１ａ１は制限情報記憶部１１４から通信端末が通信制限されているかを確認する（Ｆ８０８）。制限されている場合、主制御部１１１ａ１は接続断フレームを送信フレーム生成部１１８ａに生成させ、送信部１１７ａに送信させ（Ｆ８０９）探索応答処理を終了する。制限されていない場合、主制御部１１１ａ１は探索応答処理を終了する。Ｆ８０７で受信強度が閾値より小さい場合、主制御部１１１ａ１は接続断フレームを送信フレーム生成部１１８ａに生成させ、送信部１１７ａに送信させ（Ｆ８０９）探索応答処理を終了する。Ｆ８０３でフレームを送ってきた通信端末と接続中でない場合、主制御部１１１ａ１はフレームが探索フレームであるかを確認する（Ｆ８０４）。

探索フレームである場合、主制御部１１１ａ１は受信強度判定部１１１ａ２に受信強度が閾値より大きいかを確認する（Ｆ８０５）。閾値より大きい場合、主制御部１１１ａ１は制限情報記憶部１１４から通信端末が通信制限されているかを確認する（Ｆ８０６）。制限されていない場合、主制御部１１１ａ１は接続応答フレームを送信フレーム生成部１１８ａに生成させ、送信部１１７ａに送信させ（Ｆ８０２）探索応答処理を終了する。制限されている場合、主制御部１１１ａ１は探索応答処理を終了する。Ｆ８０４で探索フレームでない場合、主制御部１１１ａ１は探索応答処理を終了する。Ｆ８０５で受信強度が閾値より小さい場合、主制御部１１１ａ１は探索応答処理を終了する。

このようなフローチャートの処理にすることで、管理装置が省電力モードになった場合に、受信強度が小さい、または通信させたくない通信端末は、接続中の場合には切断されてその後探索応答フレームを受信しないので接続することができなくなり、接続中でない場合には探索応答フレームを受信しないので接続することができないことになって、不安定な通信をする通信端末や通信させたくない通信端末は接続することがなくなり、管理装置の再送や送信の機会を少なくすることができるので消費電力を抑制することができる。

管理装置と通信端末の探索応答処理を表すシーケンス図である図９を説明する。図９は、本発明の実施の形態２における探索応答処理を表すシーケンス図である。図９では通信端末２ａから送信されるフレームの管理装置１での受信強度は閾値を超えており、通信端末２ｂから送信されるフレームの管理装置１での受信強度は最初閾値を超えておらず、その後で管理装置１と通信端末２ｂの距離が縮まって閾値を越えた場合で、通信端末２ｂは制限情報記憶部１１４に通信制限する端末として（例えばＭＡＣアドレスを用いた識別情報を）記憶されている。

管理装置１は通常モードから省電力モードに移行したのち、さらに省電力モードに移行した場合を説明している。管理装置１がユーザのボタンＳＷ１３の押下により通常モードから省電力モードに移行した後で、通信端末２ａより探索フレームであるブロードキャストフレームのＰｒｏｂｅ ｒｅｑｕｅｓｔ−１を受信すると、管理装置１は省電力モードかどうかを判断する（Ｊ９０１）。省電力モードなので通信端末２ａと接続中かどうかを判断する（Ｊ９０２）。接続中でないので、管理装置１は受信強度が閾値より大きいかどうかを判断する（Ｊ９０３）。閾値より大きいので、さらに管理装置１は制限情報記憶部１１４の情報から通信端末２ａが通信制限されているかを確認する（Ｊ９０４）。

制限されていないので、管理装置１は探索応答フレームであるＰｒｏｂｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ−１を送信し、通信端末２ａはＰｒｏｂｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ−１を受信したことを管理装置１に通知するためにＡＣＫ−１を送信する。その後、管理装置１が通信端末２ｂより探索フレームであるブロードキャストフレームのＰｒｏｂｅ ｒｅｑｕｅｓｔ−２を受信すると、管理装置１は省電力モードかどうかを判断する（Ｊ９０５）。省電力モードなので通信端末２ａと接続中かどうかを判断する（Ｊ９０６）。接続中でないので、管理装置１は受信強度が閾値より大きいかどうかを判断する（Ｊ９０７）。閾値より大きくないので、管理装置１は探索フレームであるＰｒｏｂｅ ｒｅｑｕｅｓｔ−２を無視し何もフレームを送信しない。

通信端末２ｂは探索応答フレームを受信していないので、その後探索フレームの再送であるＰｒｏｂｅ ｒｅｑｕｅｓｔ−３を送信する。管理装置１はＰｒｏｂｅ ｒｅｑｕｅｓｔ−３を受信すると、管理装置１は省電力モードかどうかを判断する（Ｊ９０８）。省電力モードなので通信端末２ａと接続中かどうかを判断する（Ｊ９０９）。接続中でないので、管理装置１は受信強度が閾値より大きいかどうかを判断する（Ｊ９１０）。閾値より大きいので、さらに管理装置１は制限情報記憶部１１４の情報から通信端末２ｂが通信制限されているかを確認する（Ｊ９１１）。

制限されているので、管理装置１は探索フレームであるＰｒｏｂｅ ｒｅｑｕｅｓｔ−３を無視し何もフレームを送信しない。その後ユーザのボタンＳＷ１３の押下解除により管理装置１は省電力モードから通常モードに移行する。通信端末２ｂは探索応答フレームを受信していないので、探索フレームの再送であるＰｒｏｂｅ ｒｅｑｕｅｓｔ−４を送信する。管理装置１はＰｒｏｂｅ ｒｅｑｕｅｓｔ−４を受信すると、省電力モードかどうかを判断する（Ｊ９１２）。省電力モードでないので探索フレームかどうかを判断する（Ｊ９１３）。探索フレームなので、管理装置１は探索応答フレームであるＰｒｏｂｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ−４を送信し、通信端末２ｂはＰｒｏｂｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ−４を受信したことを管理装置１に通知するためにＡＣＫ−４を送信する。

このようなに管理装置が省電力モードになった場合に、受信強度が小さいだけでなく、受信強度は大きいが通信させたくない通信端末は、接続中の場合には切断されてその後探索応答フレームを受信しないので接続することができなくなり、接続中でない場合には探索応答フレームを受信しないので接続することができないことになって、不安定な通信をする通信端末だけでなく通信させたくない通信端末は接続することがなくなり、管理装置の再送や送信の機会を少なくすることができるので消費電力を抑制することができる。

上述した実施の形態では、ＷｉＦｉ（登録商標）の通信方式については説明したが、通信方式は特にこれに限定されず、２Ｇ（第２世代）、３Ｇ（第３世代）、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）などの移動体通信方式や、ＷｉＭＡＸ（登録商標）などの各種の通信方式を利用することが可能である。

本発明にかかる通信システムは、公衆無線通信網を使用してインターネットに接続し、ＬＡＮ側のネットワークをＷｉＦｉ（登録商標）のような無線を使用するモバイルゲートウェイと、モバイルゲートウェイを介してインターネットに接続する機器を通信装置とする、通信システムの用途に適応することが可能である。

１ 管理装置
２ａ 通信端末
２ｂ 通信端末
１１１ａ ＣＰＵ
１１１ａ１ 主制御部
１１１ａ２ 受信強度判定部
１１１ａ３ モード切替判定部
１１４ 制限情報記憶部
１１７ 無線モジュール
１１７ａ 送信部
１１７ｂ 受信部
１１８ 無線コントローラ
１１８ａ 送信フレーム生成部
１１８ｂ フレーム内容読み出し部

Claims (10)

1. 他の通信装置と接続可能な通信装置であって、
   前記他の通信装置から接続開始を要求する接続開始信号を受けて応答信号を出力する、応答信号出力手段を備え、
   前記応答信号出力手段は、前記他の通信装置から接続開始信号を受けた場合に、通常の使用モードでは、前記接続開始信号の受信強度を判定せずに前記他の通信装置に対して応答信号を出力し、省電力の使用モードでは、前記接続開始信号の受信強度が所定値以上の場合に、前記他の通信装置に対して前記応答信号を出力し、所定値よりも小さい場合は前記他の通信装置に対して応答信号を出力しないことを特徴とする通信装置。
2. さらに、電池を備え、
   前記応答信号出力手段は、前記電池の残量が所定値以下である場合に、前記省電力の使用モードで、前記他の通信装置に対して前記応答信号を出力することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
3. さらに、入力操作を受けて、前記使用モードを前記通常の使用モードまたは前記省電力のいずれかに設定する、モード設定手段を備え、
   前記応答信号出力手段は、前記モード設定手段により省電力の使用モードが選択された場合に、前記省電力の使用モードで、前記他の通信装置に対して前記応答信号を出力することを特徴とする請求項１ないし２いずれか１項に記載の通信装置。
4. さらに、前記他の通信装置を識別可能な識別情報を記憶することが可能な、識別情報記憶部を備え、
   前記応答信号出力手段は、前記識別情報記憶部により前記識別情報が記憶されている場合に、前記他の通信装置に対して応答信号を出力することを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項に記載の通信装置。
5. さらに、前記他の通信装置を識別可能な識別情報を記憶することが可能な、識別情報記憶部を備え、
   前記応答信号出力出段は、前記識別情報記憶部により前記識別情報が記憶されていない場合は、前記他の通信装置に対して応答信号を出力しないことを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項に記載の通信装置。
6. 他の通信装置と接続可能な通信方法であって、
   前記他の通信装置から接続開始を要求する接続開始信号を受けて応答信号を出力する第１ステップを備え、
   前記ステップにおいて、前記他の通信装置から接続開始信号を受けた場合に、通常の使用モードでは、前記接続開始信号の受信強度を判定せずに前記他の通信装置に対して応答信号を出力し、省電力の使用モードでは、前記接続開始信号の受信強度が所定値以上の場合に、前記他の通信装置に対して前記応答信号を出力し、所定値よりも小さい場合は前記他の通信装置に対して応答信号を出力しないことを特徴とする通信方法。
7. 前記第１ステップにおいて、電池の残量が所定値以下である場合に、前記省電力の使用モードで、前記他の通信装置に対して前記応答信号を出力することを特徴とする請求項６記載の通信方法。
8. さらに、入力操作を受けて、前記使用モードを前記通常の使用モードまたは前記省電力のいずれかに設定する、第２ステップを備え、
   前記第１ステップにおいて、前記第２ステップにより省電力の使用モードが選択された場合に、前記省電力の使用モードで、前記他の通信装置に対して前記応答信号を出力することを特徴とする請求項６または７記載の通信方法。
9. さらに、前記他の通信装置を識別可能な識別情報を記憶することが可能な、第３ステップを備え、
   前記第１ステップにおいて、前記第３ステップにより識別情報が記憶されている場合に、前記他の通信装置に対して応答信号を出力することを特徴とする請求項６ないし８いずれか１項に記載の通信方法。
10. さらに、前記他の通信装置を識別可能な識別情報を記憶することが可能な、第３ステップを備え、
    前記第１ステップにおいて、前記第３ステップにより識別情報が記憶されていない場合は、前記他の通信装置に対して応答信号を出力しないことを特徴とする請求項６ないし９いずれか１項に記載の通信方法。