JP6170467B2 - アクセスポイント装置 - Google Patents

Description

本発明は、アクセスポイント装置に関する。

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。

無線ＬＡＮアクセスポイント装置（以下、「アクセスポイント」と記載する。）及び無線端末に関するパワーセーブモードについて説明する。ＩＥＥＥ８０２．１１規格では、無線端末についてはパワーセーブモードを定義しているが、アクセスポイントについては定義されていない（例えば、非特許文献１参照）。例えば、夜中など、長時間に亘ってトラフィックが発生しないような場合も、アクセスポイントは常にパワーセーブモードに移行することができない。

さらに、商用電源ではなく、独立電源を利用してアクセスポイントが運用される場合を想定すると、そのような条件下においては、アクセスポイントの省電力化が求められる。これらの観点において、ＩＥＥＥ８０２．１１標準規格に則って実現する省電力機能として、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）。ＮＡＶは、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。

以下、アクセスポイントが複数存在し、各アクセスポイント間の通信をメッシュネットワーク構成で行う環境を想定する。メッシュネットワーク構成で行う通信には、ＩＥＥＥ８０２．１１ｓ規格を利用することができる。ＩＥＥＥ８０２．１１ｓ規格は、複数の無線ＬＡＮ機器がメッシュネットワーク構成で行う通信プロトコルを標準規格化している。

ＩＥＥＥ８０２．１１ｓ規格では、アクセスポイント同士の通信に対する省電力化機能として、Ａｃｔｉｖｅモード／ＬｉｇｈｔＳｌｅｅｐモード／ＤｅｅｐＳｌｅｅｐモードによる運用が規定されている。Ａｃｔｉｖｅモードでは、Ａｗａｋｅ状態のみがあり、ＬｉｇｈｔＳｌｅｅｐモード／ＤｅｅｐＳｌｅｅｐモードでは、Ａｗａｋｅ状態とＤｏｚｅ状態に遷移することができる。Ａｗａｋｅ状態は、常にフレームを送受信可能な状態である。Ｄｏｚｅ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状態であるが、Ａｗａｋｅ状態と比較して消費電力が小さくなる（例えば、非特許文献４参照）。なお、各モードの切り替えは任意のタイミングで行うことができるが、その切替の判断基準については定義されていない。

Ａｃｔｉｖｅモードでは、常にＡｗａｋｅ状態を取っているため、ピアとなるアクセスポイントから送信されたフレームを任意のタイミングで受信することができ、ピアのアクセスポイントに対して任意のタイミングでフレームを送信することができる。そのため、待機時間においても回路への電源供給を削ることがないため、消費電力も大きくなる。

ＬｉｇｈｔＳｌｅｅｐモードでは、Ａｗａｋｅ状態とＤｏｚｅ状態を併用する。Ｄｏｚｅ状態ではフレームの送受信を行うことができないが、ビーコン信号送信後の一定期間をＡｗａｋｅ状態で動作し、その間に所定の手続きに従ってフレームの送受信を行う。また、ピアのアクセスポイントが送信するビーコン信号を必ず受信するために、同タイミングにおいて必ずＡｗａｋｅ状態へ遷移する。ビーコン信号受信後、その受信したビーコン信号に記述されている情報に従い、ピアのアクセスポイントとフレームの送受信を行うことができる。フレーム送受信完了後、Ｄｏｚｅ状態に遷移することで省電力化を図ることができる。

ＤｅｅｐＳｌｅｅｐモードでも、Ａｗａｋｅ状態とＤｏｚｅ状態を併用する。Ｄｏｚｅ状態ではフレームの送受信を行うことができないが、自アクセスポイントからのビーコン信号送信後の一定期間をＡｗａｋｅ状態で動作し、その間に所定の手続きに従ってフレームの送受信を行う。ＤｅｅｐＳｌｅｅｐモードでは、ピアのアクセスポイントが送信するビーコン信号を受信せず、自らのビーコン信号送信のタイミングでのみピアのアクセスポイントと通信を行う。そのため、ＬｉｇｈｔＳｌｅｅｐモードと比較して長い時間をＤｏｚｅ状態で動作可能であるため、高い効果の省電力化を図ることができる。

IEEE STANDARDS ASSOCIATION，"Part 11:Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications"，IEEE Std 802.11s-2012，２０１２年 小川将克、外４名，「無線ＬＡＮアクセスポイントにおける省電力モード」，社団法人 電子情報通信学会，信学技法 MoMuC2008-93(2009-03)，ｐ．４７−５０，２００９年 小川将克、外４名，「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」，社団法人 電子情報通信学会，信学技法 MoMuC2008-13(2009-05)，ｐ．１７３−１７７，２００９年 IEEE STANDARDS ASSOCIATION，"Part 11:Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications Amendment 10: Mesh Networking"，IEEE Std 802.11s-2011，２０１１年

図８は、従来方式の通信ネットワークの構成例を示すブロック図である。同図に示すように、通信ネットワークにはメッシュネットワークを構成する５台のアクセスポイント９が存在している。各アクセスポイント９をそれぞれ、アクセスポイント９−１〜９−５と記載する。

同図において、アクセスポイント９−１〜９−５は、全てＡｃｔｉｖｅモードで動作している。ここでは、アクセスポイントがＡｃｔｉｖｅモードで動作する場合の、周囲に存在する他のアクセスポイントからのビーコン信号受信による動作、また消費電力量の推移について説明する。

図９は、図８に示す通信ネットワーク構成におけるアクセスポイント９−１〜９−５のビーコン信号送受信の動作例を示す図である。ただし、ここでは説明を簡略化するためにＤＴＩＭ（Delivery Traffic Indication Message）のみを取り上げて説明する。ＤＴＩＭとはビーコン信号に含まれるＴＩＭ（Traffic Indication Message）の中で、送信したいデータフレームの有無を通知するために利用されるフレームであり、ＤＴＩＭの間隔は任意に設定される。同図において、実線のＤＴＩＭは送信を示し、点線は受信を示す。

図９によると、アクセスポイント９−１は下位のアクセスポイント９−２からのＤＴＩＭのみを受信している。また、アクセスポイント９−２は上位のアクセスポイント９−１、及び、下位のアクセスポイント９−３〜９−５からのＤＴＩＭを受信している。アクセスポイント９−３〜９−５はそれぞれ、上位のアクセスポイント９−２からのＤＴＩＭのみを受信している。隣接する（ビーコン信号受信が可能な範囲に存在する）アクセスポイントの数が多いアクセスポイント９−２は、他のアクセスポイント９よりも多くのＤＴＩＭを受信している。

図１０は、図９の動作例におけるアクセスポイント９−１〜９−５の消費電力量の推移を示す図である。同図に示すように、アクセスポイント９−１〜９−５は、信号の送受信がない間も少しずつ電力量を消費しているが、他のアクセスポイント９からのＤＴＩＭ受信と自アクセスポイントによるＤＴＩＭ送信によって消費される電力量が増加する。先述したように、アクセスポイント９−２は、他のアクセスポイント９に比べて多くのＤＴＩＭを受信しているため、その受信数に応じて消費電力も増加している様子がわかる。

このように、隣接するアクセスポイントの数の増加に伴ってビーコン信号受信回数は増加する。これは、トラフィックの有無には無関係であり、アクセスポイントの数やアクセスポイント間の距離によって決定される。従って、限られたエリアにアクセスポイントが多数存在するような環境においては、トラフィックがなくトラフィックデータの送受信に伴う消費電力がない場合、アクセスポイントの消費電力量に占めるビーコン信号受信による消費電力量の割合が高くなる。

上記事情に鑑み、本発明は、消費電力量を低減することが可能なアクセスポイント装置を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、通信ネットワークを構成するアクセスポイント装置であって、前記通信ネットワークを構成する他のアクセスポイント装置とアンテナを介して無線通信を行う無線通信処理部と、前記無線通信処理部による通信状況を監視する通信状況監視部と、信号の受信が可能な時間が段階的に異なる複数のモードの中から、前記他のアクセスポイント装置に対するモードを前記通信状況監視部が監視した通信状況に基づいて決定し、決定した前記モードにより前記無線通信処理部を制御するモード切替制御部と、を備えることを特徴とするアクセスポイント装置である。

本発明の一態様は、上述するアクセスポイント装置であって、前記モード切替制御部は、複数の前記モードの中から、上位の他のアクセスポイントに対するモードを前記通信状況より得られる上位の他のアクセスポイントの数に基づいて決定し、決定した前記モードにより前記無線通信処理部を制御する上位アクセスポイントモード切替制御部と、複数の前記モードの中から、下位の他のアクセスポイントに対するモードを前記通信状況より得られる下位の他のアクセスポイントの数に基づいて決定し、決定した前記モードにより前記無線通信処理部を制御する下位アクセスポイントモード切替制御部とを備える、ことを特徴とする。

本発明の一態様は、上述するアクセスポイント装置であって、前記上位アクセスポイントモード切替制御部は、上位の他のアクセスポイントの数を段階に分け、上位の他のアクセスポイントの数が少ない段階ほど信号の受信が可能な時間の上限が長くなるように前記モードを決定し、前記下位アクセスポイントモード切替制御部は、下位の他のアクセスポイントの数を段階に分け、下位の他のアクセスポイントの数が少ない段階ほど信号の受信が可能な時間の上限が長くなるように前記モードを決定する、ことを特徴とする。

本発明の一態様は、上述するアクセスポイント装置であって、前記モード切替制御部は、複数の前記モードの中から、前記他のアクセスポイント装置に対するモードを前記通信状況より得られるトラフィックに基づいて決定する、ことを特徴とする。

本発明の一態様は、上述するアクセスポイント装置であって、前記モード切替制御部は、前記通信状況より得られるトラフィック量を複数の段階に分け、複数の前記モードの中から、トラフィック量が多い段階ほど信号の受信が可能な時間が長いモードを決定する、ことを特徴とする。

本発明の一態様は、上述するアクセスポイント装置であって、前記モード切替制御部は、複数の前記モードの中から、前記他のアクセスポイント装置に対するモードを自装置が備える蓄電池の残量に基づいて決定する、ことを特徴とする。

本発明の一態様は、上述するアクセスポイント装置であって、前記モード切替制御部は、前記蓄電池の残量を段階に分け、複数の前記モードの中から、残量の多い段階ほど信号の受信が可能な時間が長いモードを決定する、ことを特徴とする。

本発明により、消費電力量を低減することが可能なアクセスポイント装置を提供することができる。

本発明の一実施形態によるアクセスポイントの構成を示す機能ブロック図である。 同実施形態によるアクセスポイントが保持するＡｃｔｉｖｉｔｙレベルテーブルの例を示す図である。 同実施形態によるアクセスポイントが保持するＡｃｔｉｖｉｔｙレベルテーブルの他の例を示す図である。 同実施形態によるアクセスポイントの上位アクセスポイント及び下位アクセスポイントに対するＡｃｔｉｖｉｔｙレベル判断処理のフローチャートである。 同実施形態による通信ネットワークの構成例を示す図である。 図５に示す通信ネットワーク構成における各アクセスポイントのビーコン信号送受信の動作例を示す図である。 図６に示す動作例における各アクセスポイントの消費電力量の推移を示す図である。 従来方式の通信ネットワークの構成例を示す図である。 図８に示す通信ネットワーク構成における各アクセスポイントのビーコン信号送受信の動作例を示す図である。 図９に示す動作例における各アクセスポイントの消費電力量の推移を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態によるアクセスポイント装置（以下、「アクセスポイント」と記載する。）を説明する。本実施形態では、アクセスポイント間の通信を、ＩＥＥＥ８０２．１１ｓ規格に準じて行う場合を例にして説明する。

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り、本実施形態と関係する機能ブロックのみを抽出して示してある。同図に示すようにアクセスポイント１は、アンテナ２１、無線通信処理部２２、通信状況監視部２３、モード切替制御部２４、及び電力供給部２７を備えて構成される。

無線通信処理部２２は、アンテナ２１を介して無線通信を行い、他のアクセスポイント１とメッシュネットワーク構成により接続する。通信状況監視部２３は、無線通信処理部２２を監視して通信状況を把握する。通信状況監視部２３は、把握した通信状況を示す通信情報をモード切替制御部２４に通知する。通信状況には、例えば、上位あるいは下位に存在する他のアクセスポイント１の数や、トラフィックなどが含まれる。

モード切替制御部２４は、無線通信処理部２２を制御する。また、モード切替制御部２４は、通信状況監視部２３から通知された通信情報に基づいて、他のアクセスポイント１に対するＡｃｔｉｖｉｔｙレベルを設定するよう制御する。なお、モード切替制御部２４は、自アクセスポイントの１つ上位に存在する他のアクセスポイント１と、１つ下位に存在する他のアクセスポイント１とに対して別々のＡｃｔｉｖｉｔｙレベルを設定するよう制御し得る。１つ上位に存在する他のアクセスポイント１、及び、１つ下位に存在する他のアクセスポイント１は、自アクセスポイントに隣接する他のアクセスポイント１、すなわち、ビーコン信号受信が可能な範囲に存在するピアのアクセスポイントである。以下では、自アクセスポイントの１つ上位に存在する他のアクセスポイント１を上位アクセスポイントとも記載し、自アクセスポイントの１つ下位に存在する他のアクセスポイント１を下位アクセスポイントとも記載する。

Ａｃｔｉｖｉｔｙレベルは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｓ規格において既定されるＡｃｔｉｖｅモード／ＬｉｇｈｔＳｌｅｅｐ（Light Sleep）モード／ＤｅｅｐＳｌｅｅｐ（Deep Sleep）モードである。
Ａｃｔｉｖｅモードの場合、モード切替制御部２４は、常に無線通信処理部２２をフレームの送受信が可能なＡｗａｋｅ状態とする。モード切替制御部２４は、ピアとなるアクセスポイントから送信されたフレームの受信と、ピアのアクセスポイントに対するフレームの送信を任意のタイミングで行う。
ＬｉｇｈｔＳｌｅｅｐモードの場合、モード切替制御部２４は、ビーコン信号送信後の一定期間、無線通信処理部２２をＡｗａｋｅ状態で動作させ、無線通信処理部２２は、その間に所定の手続きに従ってフレームの送受信を行う。また、モード切替制御部２４は、ピアのアクセスポイントが送信するビーコン信号を必ず受信するために、同タイミングにおいて必ず無線通信処理部２２をＡｗａｋｅ状態へ遷移させる。無線通信処理部２２は、ビーコン信号受信後、ビーコン信号に記述されている情報に従い、ピアのアクセスポイントとフレームの送受信を行う。モード切替制御部２４は、フレーム送受信完了後、無線通信処理部２２をＤｏｚｅ状態に遷移させる。無線通信処理部２２は、Ｄｏｚｅ状態では、フレームの送受信を行うことができない。
ＤｅｅｐＳｌｅｅｐモードの場合、モード切替制御部２４は、自らのビーコン信号送信のタイミングのみピアのアクセスポイントと通信を行うよう無線通信処理部２２をＡｗａｋｅ状態へ遷移させ、フレーム送受信完了後は、Ｄｏｚｅ状態に遷移させる。

モード切替制御部２４は、上位アクセスポイントモード切替制御部２５、下位アクセスポイントモード切替制御部２６を備えて構成される。上位アクセスポイントモード切替制御部２５は、上位アクセスポイントに対するＡｃｔｉｖｉｔｙレベルを設定する。下位アクセスポイントモード切替制御部２６は、下位アクセスポイントに対するＡｃｔｉｖｉｔｙレベルを設定する。
電力供給部２７は、各部に電力を供給する。

続いて、通信ネットワークを構成するアクセスポイント１の動作について説明する。この通信ネットワークにおいては、複数のアクセスポイント１がメッシュネットワークを構成しているものとする。
図２は、Ａｃｔｉｖｉｔｙレベルがトラフィックによって定義される場合のＡｃｔｉｖｉｔｙレベルテーブルの一例を示す図である。同図に示すＡｃｔｉｖｉｔｙレベルテーブルは、アクセスポイント１のモード切替制御部２４が、トラフィックに基づいて各Ａｃｔｉｖｉｔｙレベルによる運用を切り替える場合の例を示す。

モード切替制御部２４は、通信状況監視部２３から通知される通信情報を蓄積し、蓄積した通信情報からトラフィックを把握する。モード切替制御部２４は、ユーザにより予め設定されたパターンと、把握したトラフィックとに基づいてＡｃｔｉｖｉｔｙレベルを決定する。例えば、パターン１が設定されている場合、モード切替制御部２４は、トラフィック量が５［Ｍｂｐｓ（メガビット毎秒）］以上のときはＡｃｔｉｖｅモードと判断し、１［Ｍｂｐｓ］以上５［Ｍｂｐｓ］未満のときはＬｉｇｈｔＳｌｅｅｐモードと判断し、１［Ｍｂｐｓ］未満のときはＤｅｅｐＳｌｅｅｐモードと判断する。モード切替制御部２４は、上位アクセスポイント及び下位アクセスポイントに対して、決定したＡｃｔｉｖｉｔｙレベルを無線通信処理部２２に設定するよう制御する。

なお、各パターンのＡｃｔｉｖｉｔｙレベルそれぞれに対応するトラフィックの範囲は任意に設定し得る。通常は同一パターン内において、Ａｃｔｉｖｅモードに対応するトラフィック範囲＞ＬｉｇｈｔＳｌｅｅｐモードに対応するトラフィック範囲＞ＤｅｅｐＳｌｅｅｐモードに対応するトラフィック範囲である。

上記においては、トラフィックによってＡｃｔｉｖｉｔｙレベルを決定する場合について示したが、電力供給部２７が蓄電池で実現される場合、蓄電池残量によってＡｃｔｉｖｉｔｙレベルを決定してもよい。
図３は、Ａｃｔｉｖｉｔｙレベルが蓄電池残量によって定義される場合のＡｃｔｉｖｉｔｙレベルテーブルの一例を示す図である。同図に示すＡｃｔｉｖｉｔｙレベルテーブルは、アクセスポイント１のモード切替制御部２４が、自アクセスポイントが備える蓄電池の電池残量（蓄電池残量）に基づいて各Ａｃｔｉｖｉｔｙレベルによる運用を切り替える場合の例を示す。

モード切替制御部２４は、ユーザにより予め設定されたパターンと、検出した蓄電池残量とに基づいてＡｃｔｉｖｉｔｙレベルを決定する。例えば、パターン１が設定されている場合、モード切替制御部２４は、蓄電池残量が１００〜７１％のときはＡｃｔｉｖｅモードと判断し、７０〜３１％のときはＬｉｇｈｔＳｌｅｅｐモードと判断し、３０〜０％のときはＤｅｅｐＳｌｅｅｐモードと判断する。モード切替制御部２４は、上位アクセスポイント及び下位アクセスポイントに対して、決定したＡｃｔｉｖｉｔｙレベルを無線通信処理部２２に設定するよう制御する。

各パターンのＡｃｔｉｖｉｔｙレベルそれぞれに対応する蓄電池残量の範囲は任意に設定し得る。通常は同一パターン内において、Ａｃｔｉｖｅモードに対応する蓄電池残量の範囲＞ＬｉｇｈｔＳｌｅｅｐモードに対応する蓄電池残量の範囲＞ＤｅｅｐＳｌｅｅｐモードに対応する蓄電池残量の範囲である。

アクセスポイント１は、上記のように他のアクセスポイント１に対するＡｃｔｉｖｉｔｙレベルを決定した上で、さらに、図４に示すように上位アクセスポイント及び下位アクセスポイントに対するＡｃｔｉｖｉｔｙレベルを決定する。
図４は、本実施形態によるアクセスポイント１による上位アクセスポイント及び下位アクセスポイントに対するＡｃｔｉｖｉｔｙレベル判断処理のフローチャートである。同図に示すＡｃｔｉｖｉｔｙレベル判断処理において、モード切替制御部２４は、上位アクセスポイントの数、及び下位アクセスポイントの数によってＡｃｔｉｖｉｔｙレベルを判定する。

同図に示すＡｃｔｉｖｉｔｙレベル判断処理は、メッシュネットワーク構成により接続される複数のアクセスポイント１が、ＩＥＥＥ８０２．１１ｓ規格に従った経路確率手法であるプロアクティブルーティングを実施することを契機に起動される。また、プロアクティブルーティングは、一定周期で行われるものであり、その周期によって同図に示すＡｃｔｉｖｉｔｙレベル判断処理が起動する。

まず、メッシュネットワーク構成の通信ネットワークにおいて、プロアクティブルーティングが実施され、メッシュネットワーク構成における経路表が作成される。各アクセスポイント１は、作成された経路表を記憶する（ステップＳ１）。

具体的には、プロアクティブルーティングは次のように行われる。メッシュネットワーク構成において、外部ネットワークと接続する役割を担うアクセスポイント１であるルートアクセスポイントが、下位のアクセスポイント１に対してＲＲＥＱ（Route Request）をブロードキャスト送信する。下位のアクセスポイント１は、受信したＲＲＥＱを次々にブロードキャスト送信し、ＲＲＥＱは、メッシュネットワーク構成内の全てのアクセスポイント１まで届く。各アクセスポイント１は、ルートアクセスポイントまでの経路を選択すると、その経路を利用してＲＲＥＰ（Route Reply）をルートアクセスポイントにユニキャスト送信する。この一連の動作によって、ルートアクセスポイントはメッシュネットワーク構成内の全てのアクセスポイント１に対する経路表を作成する。さらに、作成された経路表はメッシュネットワーク構成内の全てのアクセスポイント１に共有される。

モード切替制御部２４は、無線通信処理部２２が送受信したＲＲＥＱ及びＲＲＥＰに基づいて作成した経路表を参照し、自アクセスポイント（ＡＰ）の上位と下位のそれぞれに存在する他のアクセスポイント１を把握する（ステップＳ２）。上位アクセスポイントモード切替制御部２５は、自アクセスポイントの１つ上位に存在する他のアクセスポイント１の数である上位アクセスポイント数Ｎ１がＡ個未満か否かを判断する（ステップＳ３）。

上位アクセスポイントモード切替制御部２５は、上位アクセスポイント数Ｎ１がＡ個以上であると判断した場合（ステップＳ３：ＮＯ）、上位アクセスポイント数Ｎ１がＢ個未満（Ａ＜Ｂ）であるか否かを判断する（ステップＳ４）。

上位アクセスポイントモード切替制御部２５は、上位アクセスポイント数Ｎ１がＢ個以上であると判断した場合（ステップＳ４：ＮＯ）、上位アクセスポイントに対する自ＡｃｔｉｖｉｔｙレベルをＤｅｅｐＳｌｅｅｐモードに遷移させると判断する。上位アクセスポイントモード切替制御部２５は、上位アクセスポイントに対する自ＡｃｔｉｖｉｔｙレベルをＤｅｅｐＳｌｅｅｐモードに遷移させるよう無線通信処理部２２を制御する（ステップＳ６）。

一方、上位アクセスポイントモード切替制御部２５は、上位アクセスポイント数Ｎ１がＡ個以上Ｂ個未満であると判断した場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、ステップＳ５の判断処理を行う。すなわち、上位アクセスポイントモード切替制御部２５は、上位アクセスポイントに対する現在の自ＡｃｔｉｖｉｔｙレベルがＬｉｇｈｔＳｌｅｅｐモードもしくはＤｅｅｐＳｌｅｅｐモードであるか否かを判断する（ステップＳ５）。

上位アクセスポイントモード切替制御部２５は、上位アクセスポイントに対する自ＡｃｔｉｖｉｔｙレベルがＬｉｇｈｔＳｌｅｅｐモードでもＤｅｅｐＳｌｅｅｐモードでもないと判断した場合（ステップＳ５：ＮＯ）、上位アクセスポイントに対する自ＡｃｔｉｖｉｔｙレベルをＬｉｇｈｔＳｌｅｅｐモードに遷移させると判断する。上位アクセスポイントモード切替制御部２５は、上位アクセスポイントに対する自ＡｃｔｉｖｉｔｙレベルをＬｉｇｈｔＳｌｅｅｐモードに遷移させるよう無線通信処理部２２を制御する（ステップＳ７）。

上位アクセスポイントモード切替制御部２５は、上位アクセスポイント数Ｎ１がＡ個未満と判断した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、上位アクセスポイントに対する自Ａｃｔｉｖｉｔｙレベルのモード遷移を行わないと判断する（ステップＳ８）。
また、上位アクセスポイントモード切替制御部２５は、上位アクセスポイント数Ｎ１がＡ個以上Ｂ個未満であり（ステップＳ４：ＹＥＳ）、かつ、上位アクセスポイントに対する自ＡｃｔｉｖｉｔｙレベルがＬｉｇｈｔＳｌｅｅｐモードあるいはＤｅｅｐＳｌｅｅｐモードであると判断した場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）も、上位アクセスポイントに対する自Ａｃｔｉｖｉｔｙレベルのモード遷移を行わないと判断する（ステップＳ８）。

ステップＳ６、ステップＳ７、あるいはステップＳ８の処理の後、続いて、モード切替制御部２４は、下位アクセスポイントに対しても上位アクセスポイントと同様な切り分けを行い、Ａｃｔｉｖｉｔｙレベルを制御する。
そこで、下位アクセスポイントモード切替制御部２６は、自アクセスポイントの１つ下位に存在する他のアクセスポイント１の数である下位アクセスポイント数Ｎ２がＣ個未満か否かを判断する（ステップＳ９）。

下位アクセスポイントモード切替制御部２６は、下位アクセスポイント数Ｎ２がＣ個以上であると判断した場合（ステップＳ９：ＮＯ）、下位アクセスポイント数Ｎ２がＤ個未満（Ｃ＜Ｄ）であるか否かを判断する（ステップＳ１０）。

下位アクセスポイントモード切替制御部２６は、下位アクセスポイント数Ｎ２がＤ個以上であると判断した場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、下位アクセスポイントに対する自ＡｃｔｉｖｉｔｙレベルをＤｅｅｐＳｌｅｅｐモードに遷移させると判断する。下位アクセスポイントモード切替制御部２６は、下位アクセスポイントに対する自ＡｃｔｉｖｉｔｙレベルをＤｅｅｐＳｌｅｅｐモードに遷移させるよう無線通信処理部２２を制御する（ステップＳ１２）。

一方、下位アクセスポイントモード切替制御部２６は、下位アクセスポイント数Ｎ２がＣ個以上Ｄ個未満であると判断した場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、ステップＳ１１の判断処理を行う。すなわち、下位アクセスポイントモード切替制御部２６は、下位アクセスポイントに対する現在の自ＡｃｔｉｖｉｔｙレベルがＬｉｇｈｔＳｌｅｅｐモードもしくはＤｅｅｐＳｌｅｅｐモードであるか否かを判断する（ステップＳ１１）。

下位アクセスポイントモード切替制御部２６は、下位アクセスポイントに対する自ＡｃｔｉｖｉｔｙレベルがＬｉｇｈｔＳｌｅｅｐモードでもＤｅｅｐＳｌｅｅｐモードでもないと判断した場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、下位アクセスポイントに対する自ＡｃｔｉｖｉｔｙレベルをＬｉｇｈｔＳｌｅｅｐモードに遷移させると判断する。下位アクセスポイントモード切替制御部２６は、下位アクセスポイントに対する自ＡｃｔｉｖｉｔｙレベルをＬｉｇｈｔＳｌｅｅｐモードに遷移させるよう無線通信処理部２２を制御する（ステップＳ１３）。

下位アクセスポイントモード切替制御部２６は、下位アクセスポイント数Ｎ２がＣ個未満と判断した場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、下位アクセスポイントに対する自Ａｃｔｉｖｉｔｙレベルのモード遷移を行わないと判断する（ステップＳ１４）。
また、下位アクセスポイントモード切替制御部２６は、下位アクセスポイント数Ｎ２がＣ個以上Ｄ個未満であり（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、かつ、下位アクセスポイントに対する自ＡｃｔｉｖｉｔｙレベルがＬｉｇｈｔＳｌｅｅｐモードあるいはＤｅｅｐＳｌｅｅｐモードであると判断した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）も、下位アクセスポイントに対する自Ａｃｔｉｖｉｔｙレベルのモード遷移を行わないと判断する（ステップＳ１４）。

上記のように、アクセスポイント１によるＡｃｔｉｖｉｔｙレベルの制御動作は、上位アクセスポイント数または下位アクセスポイント数に応じて変化する。なお、アクセスポイント１は、図４のＡｃｔｉｖｉｔｙレベル判断処理に基づく制御処理を実行するか否かを、ユーザによる指定に基づいて制御してもよい。

図５は、同実施形態による通信ネットワークの構成例を示す図である。同図に示す通信ネットワークは、５台のアクセスポイント１を備えて構成される。以下では、５台のアクセスポイント１をそれぞれ、アクセスポイント１−１〜１−５と記載する。同図に示すように、アクセスポイント１−１は、外部ネットワークと接続される最上位のアクセスポイント１である。アクセスポイント１−１の１つ下位にはアクセスポイント１−２が存在し、アクセスポイント１−２の１つ下位にはアクセスポイント１−３、１−４、及び１−５が存在する。

同図に示すアクセスポイント１−１〜１−５は、上位アクセスポイントに対するＡｃｔｉｖｉｔｙレベルと下位アクセスポイントに対するＡｃｔｉｖｉｔｙレベルとのそれぞれを、図４に示すＡｃｔｉｖｉｔｙレベル判断処理により切り分けて設定するよう制御している。ここでは、図４のＡｃｔｉｖｉｔｙレベル判断処理におけるＡ及びＣの値が「２」、Ｂ及びＤの値が「３」と定められているものとする。この場合、アクセスポイント１−２は、上位アクセスポイントであるアクセスポイント１−１に対してはＡｃｔｉｖｅモードで動作し、下位アクセスポイントであるアクセスポイント１−３〜１−５に対してはＤｅｅｐＳｌｅｅｐモードで動作する。

上述したように、アクセスポイント１−２は、下位の３台のアクセスポイント１−３〜１−５に対してはＤｅｅｐＳｌｅｅｐモードで動作している。この際に、上位アクセスポイントと下位アクセスポイントによってモードを分けないと、アクセスポイント１−１に対しても、ＤｅｅｐＳｌｅｅｐモードとして動作してしまう。その場合、アクセスポイント１−２に帰属する無線端末にもその影響が発生する。特に、アクセスポイント１−２に帰属する無線端末の通信が多い場合、影響は大きくなる。つまり、アクセスポイント１−２が上位アクセスポイントに対してＤｅｅｐＳｌｅｅｐモードで動作すると、アクセスポイント１−１とアクセスポイント１−２間の通信時間が減少してしまう。そのため、アクセスポイント１−２に帰属している無線端末がアクセスポイント１−１を介して外部ネットワークと通信できる時間も減少してしまう。そこで、アクセスポイント１は、上位アクセスポイントと下位アクセスポイントでＡｃｔｉｖｉｔｙレベルを分けて制御し、そのような影響を防いでいる。このように、アクセスポイント１におけるビーコン信号受信制御による省電力化を図りながらも、ＤｅｅｐＳｌｅｅｐモードやＬｉｇｈｔＳｌｅｅｐモードによる遅延の影響を、隣接アクセスポイント全てに与えないようにすることができる。

図６は、図５に示す５台のアクセスポイント１−１〜１−５のビーコン信号送受信の動作例を示している。アクセスポイント１−２は、図４の判断処理によって、１つ上位に位置するアクセスポイント１−１に対してはＡｃｔｉｖｅモードで動作するため、アクセスポイント１−１から定期的に送信されるＤＴＩＭを受信する。一方、アクセスポイント１−２は、１つ下位に位置するアクセスポイント１−３〜１−５に対しては、ＤｅｅｐＳｌｅｅｐモードで動作するため、アクセスポイント１−３〜１−５からのＤＴＩＭを受信しない。

図７は、図６に示す動作例における各アクセスポイント１−１〜１−５の消費電力量の推移を示す図である。各アクセスポイント１−１〜１−５が受信するＤＴＩＭは、図６で説明した通りである。ＤＴＩＭを受信する回数が多いほどビーコン信号受信による消費電力が大きくなるが、本実施形態のアクセスポイント１は、周囲に存在する他のアクセスポイント１の数に応じて、自Ａｃｔｉｖｉｔｙレベルを制御する。このＡｃｔｉｖｉｔｙレベル制御によって、アクセスポイント１−２は、アクセスポイント１−３〜１−５からのビーコン信号受信の抑制を図る。従って、図１０に示す同様の通信ネットワーク構成におけるアクセスポイント９−２の消費電力量と比較し、消費電力量を低減できることがわかる。

なお、アクセスポイント１のモード切替制御部２４は、隣接する（上位及び下位の）全アクセスポイント単位で、あるいは、上位アクセスポイントや下位アクセスポイントなどの方面単位でＡｃｔｉｖｉｔｙレベルを制御しているが、制御単位はこれに限らない。例えば、他のアクセスポイント１を所定の条件によってグループ分けし、そのグループ毎にＡｃｔｉｖｉｔｙレベルを決定してもよい。グループ分けの基準は、任意に設定することができる。

上述したように、本実施形態のアクセスポイントは、信号の受信が可能な時間が段階的に異なる複数のモードを有している。そして、本実施形態のアクセスポイントは、他のアクセスポイントとの通信状況を把握し、その通信状況に応じて必要以上のビーコン受信を防ぐようにモードを選択することにより、消費電力量を削減することができる。例えば、アクセスポイントにおける信号受信の待機時間が長く、一時的にトラフィックが発生するようなイベント時に通信ネットワークを構成することが必要な場合に好適である。

通信状況としては、隣接する他のアクセスポイントの数を利用することができる。本実施形態のアクセスポイントは、隣接するアクセスポイントの数を段階に分け、数が少ない段階ほど信号の受信が可能な時間の上限が長くなるようにモードを決定する。そして、隣接する他のアクセスポイント数が多い場合は、より消費電力の消費が少なくなるパワーセーブモードに遷移する。これにより、本実施形態のアクセスポイントは、隣接するアクセスポイントからのビーコン信号の受信による電力消費を低減することを可能とする。

また、本実施形態のアクセスポイントは、隣接する他のアクセスポイントのビーコン信号送信のタイミングに同期して受信動作を活性化あるいは停止する。よって、本実施形態のアクセスポイントは、全アクセスポイント単位、上位あるいは下位など方面単位、あるいは、任意のグループ単位でパワーセーブの設定を可能としている。
また、モードの決定には、トラフィックなどの通信状況を利用することもできるが、蓄電池残容量を用いることもできる。

上述した実施形態におけるアクセスポイント１の機能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い。

以上、図面を参照して本発明の実施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。

無線の通信ネットワークを構成するアクセスポイント装置に適用することができる。

１、１−１、１−２、１−３、１−４、１−５、９、９−１、９−２、９−３、９−４、９−５…アクセスポイント， ２１…アンテナ， ２２…無線通信処理部， ２３…通信状況監視部， ２４…モード切替制御部， ２５…上位アクセスポイントモード切替制御部， ２６…下位アクセスポイントモード切替制御部、 ２７…電力供給部

Claims (7)

1. 通信ネットワークを構成するアクセスポイント装置であって、
   前記通信ネットワークを構成する他のアクセスポイント装置とアンテナを介して無線通信を行う無線通信処理部と、
   前記無線通信処理部による通信状況を監視する通信状況監視部と、
   信号の受信が可能な時間が段階的に異なる複数のモードの中から、前記他のアクセスポイント装置に対するモードを前記通信状況監視部が監視した通信状況に基づいて決定し、決定した前記モードにより前記無線通信処理部を制御するモード切替制御部と、
   を備え、
   前記モード切替制御部は、
   複数の前記モードの中から、上位の他のアクセスポイント装置に対するモードを前記通信状況に基づいて決定し、決定した前記モードにより前記上位の他のアクセスポイント装置との通信を行うよう前記無線通信処理部を制御する上位アクセスポイントモード切替制御部と、
   複数の前記モードの中から、下位の他のアクセスポイント装置に対するモードを前記通信状況に基づいて決定し、決定した前記モードにより前記下位の他のアクセスポイント装置との通信を行うよう前記無線通信処理部を制御する下位アクセスポイントモード切替制御部と、
   を備え、
   前記上位の他のアクセスポイント装置と前記下位の他のアクセスポイント装置とに対して別々の前記モードを設定可能である、
   ことを特徴とするアクセスポイント装置。
2. 前記上位アクセスポイントモード切替制御部は、
   複数の前記モードの中から、前記上位の他のアクセスポイント装置に対するモードを前記通信状況より得られる前記上位の他のアクセスポイント装置の数に基づいて決定し、決定した前記モードにより前記上位の他のアクセスポイント装置との通信を行うよう前記無線通信処理部を制御し、
   前記下位アクセスポイントモード切替制御部は、
   複数の前記モードの中から、前記下位の他のアクセスポイント装置に対するモードを前記通信状況より得られる前記下位の他のアクセスポイント装置の数に基づいて決定し、決定した前記モードにより前記下位の他のアクセスポイント装置との通信を行うよう前記無線通信処理部を制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアクセスポイント装置。
3. 前記上位アクセスポイントモード切替制御部は、
   前記上位の他のアクセスポイント装置の数を複数の段階に分け、前記上位の他のアクセスポイント装置の数が少ない段階ほど信号の受信が可能な時間の上限が長くなるように前記モードを決定し、
   前記下位アクセスポイントモード切替制御部は、
   前記下位の他のアクセスポイント装置の数を複数の段階に分け、前記下位の他のアクセスポイント装置の数が少ない段階ほど信号の受信が可能な時間の上限が長くなるように前記モードを決定する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のアクセスポイント装置。
4. 前記モード切替制御部は、
   複数の前記モードの中から、前記他のアクセスポイント装置に対するモードを前記通信状況より得られるトラフィック量に基づいて決定する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のアクセスポイント装置。
5. 前記モード切替制御部は、
   前記トラフィック量を複数の段階に分け、前記トラフィック量が多い段階ほど信号の受信が可能な時間が長いモードを決定する、
   ことを特徴とする請求項４に記載のアクセスポイント装置。
6. 前記モード切替制御部は、
   複数の前記モードの中から、前記他のアクセスポイント装置に対するモードを自装置が備える蓄電池の残量に基づいて決定する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のアクセスポイント装置。
7. 前記モード切替制御部は、
   前記蓄電池の残量を複数の段階に分け、前記蓄電池の残量の多い段階ほど信号の受信が可能な時間が長いモードを決定する、
   ことを特徴とする請求項６に記載のアクセスポイント装置。

Images