JP6331354B2 - 無線通信装置及び無線通信システム及び電力制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信装置、無線通信システム及び電力制御方法に関する。

ＩＥＥＥ８０２．１１方式の無線ＬＡＮ（Local Area Network）のモードには、インフラストラクチャモード（以下、インフラモードと称す）とＩＢＳＳ（Independent Basic Service Set）モードがある。
インフラモードは、アクセスポイントを設け、アクセスポイント（ＡＰ）から定期的にビーコンと呼ばれる報知情報を送信してネットワークを統括するモードである。インフラモードのネットワークに属する無線端末（ＳＴＡ）は、アクセスポイントを介してデータの送受信を行う。インフラモードは、ＢＳＳ（Basic Service Set）と呼ばれる。

ＩＢＳＳモードはアクセスポイントを介さずに無線端末同士が直接通信を行うモードであり、アドホックネットワークにおいて使用される。ＩＢＳＳモードでは、各無線端末がビーコンの送信を行う。ＩＥＥＥ８０２．１１規格のＩＢＳＳは、アドホックネットワークにおける無線ネットワークのグループを指し、相互に通信する無線ノードグループを指す独立基本サービスセットである。

インフラモードにおいて、各無線端末は、アクティブスキャンと呼ばれる機能を用いて、周囲のアクセスポイントを検索することができる。アクティブスキャンでは、アクセスポイントを検索する無線端末は、例えば、アクセスポイントを検索するためのプローブ要求をブロードキャストで送信する。一方、プローブ要求を受信したアクセスポイントは、自装置のＳＳＩＤ（Service Set IDentifier）を含むプローブ応答を送信する。プローブ要求を送信した無線端末は、アクセスポイントから受信したプローブ応答に含まれるＳＳＩＤ等により、周囲のアクセスポイントを認識することができる。

また、ＩＥＥＥ８０２．１１方式の無線ＬＡＮには、無線端末のバッテリー消費量を抑制するためのパワーマネージメント機能が規定されている。パワーマネージメント機能を有する無線端末の動作モードには、アクティブモードと省電力モードがあり、省電力モードの無線端末は、データの送受信が可能なアウェイク状態と、電力の供給を抑えたドーズ状態との間を規則的に遷移して間欠動作を行う。

さらに、無線ＰＡＮ（Personal Area Network）の無線機器において、アウェイク状態とスリープ状態の間欠動作を行い、アウェイク状態のときにウエイクアップメッセージを受信するとアウェイク状態を維持する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特表２０１２−５０３８９２号公報

無線ＬＡＮのアクセスポイントにおいても、外部電源が供給される備え付けの装置ではなく、例えば、電池で長時間動作するような低消費電力の装置が求められている。しかし、アクセスポイントは、前述したプローブ要求に応じてプローブ応答を送信した後、無線端末からの接続要求に備えて、少なくとも一定の期間アウェイク状態を維持することが望ましい。また、通常の使用環境では、無線端末のプローブ要求は比較的高い頻度で送信されているので、アクセスポイントは、頻繁にアウェイク状態とならざるを得ない。従って、アクセスポイントにおいて、アクセスポイントとは無関係のステーション（無線端末）によりアウェイクとされることなく、間欠動作を行い、消費電力を低減することには困難を伴っていた。

本発明の実施の形態は、上記問題点を鑑みてなされたものであって、アクセスポイントにおいて、アクセスポイントとは無関係のステーションによりアウェイクとされることなく、間欠動作を行い、消費電力を低減することを容易化する無線通信装置を提供することを目的とする。

本発明の一実施態様による無線通信装置（２００）は、ネットワークの識別子を含むビーコンを送信する無線通信装置（２００）であって、送受信が可能なアウェイク状態と、電力の供給を抑えたスリープ状態とを繰り返す間欠動作を制御する状態制御部（２０３）と、前記ネットワークの識別子とは異なる、前記無線通信装置に接続するために予め定められた仮想識別子を記憶した記憶部（２０４）と、前記間欠動作の前記アウェイク状態の間に受信した前記ネットワークを管理するための管理フレームが前記仮想識別子を含むか否かを判定する判定部と、を有し、前記管理フレームが前記仮想識別子を含む場合、前記管理フレームを送信した機器（１５）に応答フレームを送信して前記アウェイク状態を維持し、前記管理フレームが前記仮想識別子を含まない場合、前記管理フレームを送信した前記機器（１５）に前記応答フレームを送信することなく、前記間欠動作を継続する。

好ましくは、前記管理フレームは、無線ＬＡＮ通信のプローブ要求であって、無線通信装置（２００）は、前記プローブ要求が前記仮想識別子を含む場合、前記プローブ要求を送信した機器にプローブ応答を送信する。

好ましくは、前記管理フレームは、無線ＬＡＮ通信のアソシエーション要求であって、無線通信装置（２００）は、前記アソシエーション要求が前記仮想識別子を含む場合、前記アソシエーション要求を送信した機器にアソシエーション応答を送信する。

好ましくは、前記仮想識別子は、前記機器（１５）にインストールされた特定のアプリケーションに含まれる情報である。
好ましくは、前記仮想識別子は、工場における製造時又は出荷時に、製品シリーズ、仕向先、又は最終製品毎に設定された所定の値である。

また、本発明の一実施態様による無線通信システムは、ネットワークの識別子を含むビーコンを送信するアクセスポイント（１０）と、前記ビーコンを送信するアクセスポイント(１０)に対し、前記ネットワークを管理するための管理フレームを送信する端末装置（１５）と、を有し、前記アクセスポイント(１０)は、送受信が可能なアウェイク状態と、電力の供給を抑えたスリープ状態とを繰り返す間欠動作を行い、前記間欠動作の前記アウェイク状態の間に受信した前記管理フレームが前記ネットワークの識別子とは異なる、前記アクセスポイントに接続するために予め定められた前記仮想識別子を含む場合、前記管理フレームを送信した機器（１５）に応答フレームを送信して前記アウェイク状態を維持し、前記間欠動作の前記アウェイク状態の間に受信した前記管理フレームが前記仮想識別子を含まない場合、前記管理フレームを送信した前記機器（１５）に前記応答フレームを送信することなく、前記間欠動作を継続する。

好ましくは、前記端末装置（１５）は、前記ネットワークの識別子を含むビーコンを送信する前記アクセスポイント（１０）に対し、前記ネットワークの識別子に代えて、前記アクセスポイントに接続するために予め定められた前記仮想識別子を含む前記ネットワークを管理するための前記管理フレームを送信する。

また、本発明の一実施態様による無線通信装置（２００）の制御方法は、ネットワークの識別子を含むビーコンを送信する無線通信装置(２００)の電力制御方法であって、前記無線通信装置(２００)に送受信が可能なアウェイク状態と、電力の供給を抑えたスリープ状態とを繰り返す間欠動作を行わせ、前記間欠動作の前記アウェイク状態の間に受信した前記ネットワークを管理するための管理フレームが、前記ネットワークの識別子とは異なる、前記無線通信装置に接続するために予め定められた仮想識別子を含むか否かを判定し、前記管理フレームが前記仮想識別子を含む場合、前記管理フレームを送信した機器（１５）に応答フレームを送信して前記アウェイク状態を維持し、前記管理フレームが前記仮想識別子を含まない場合、前記管理フレームを送信した前記機器（１５）に前記応答フレームを送信することなく、前記間欠動作を継続する。

なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例に過ぎず、図示の態様に限定されるものではない。

本発明によれば、アクセスポイントにおいて、アクセスポイントとは無関係のステーションによりアウェイクとされることなく、間欠動作を行い、消費電力を低減することを容易化する無線通信装置を提供することができる。

トイラジコンシステムの一実施形態のブロック図である。 一実施形態に係る無線通信装置のブロック図である。 ビーコンフレームの構成例を示す図である。 プローブ要求フレームの構成例を示す図である。 プローブ応答フレームの構成例を示す図である。 一実施形態に係る間欠動作の一例を説明するための図である。 一実施形態に係る接続動作の一例を説明するための図である。 一実施形態に係る接続失敗時の動作の一例を説明するための図である。 一実施形態に係る無線通信システムのプローブ要求／応答動作の一例を示すシーケンスチャートである。 一実施形態に係る無線通信システムの接続動作の一例を示すシーケンスチャートである。 変形例１に係る無線通信システムの接続動作の一例を示すシーケンスチャートである。 変形例１においてアウェイク維持を行うフレームの一例を示す図である。 変形例２に係る無線通信システムの接続動作の一例を示すシーケンスチャートである。

以下に、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。

＜システムの構成＞
図１は、本発明の無線通信装置である無線ＬＡＮ装置１３を使用したトイラジコンシステムの一実施形態のブロック図である。図１において、トイラジコン１０は例えばヘリコプタや自動車等の玩具であり、トイラジコン１０はモータ、ＬＥＤを含む駆動部１１と、ジャイロセンサや速度センサ等のセンサ部１２と、無線ＬＡＮ装置１３を有している。

図１において、無線ＬＡＮ装置１３は、無線ＬＡＮネットワークのアクセスポイントとして動作し、所定の周期でネットワークの識別子であるＳＳＩＤ（Service Set IDentifier）を含むビーコンを送信する。スマートホン１５は、無線ＬＡＮの端末装置として動作し、無線ＬＡＮ装置１３に接続可能である。スマートホン１５は、リモートコントローラとして使用され、スマートホン１５からの操作指令は無線ＬＡＮを介して無線ＬＡＮ装置１３に対し送信され、無線ＬＡＮ装置１３は上記操作指令に基づいた制御信号を生成して駆動部１１に供給する。上記制御信号としてはＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）信号であったり、ＧＰＩＯ（General Purpose Input/Output：汎用入出力）信号であったりする。

また、センサ部１２内の各センサが出力する検出信号は、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）やＩ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）等のデータインタフェースを通して無線ＬＡＮ装置１３に供給される。さらに、検出信号は、無線ＬＡＮ装置１３から無線ＬＡＮを介してスマートホン１５に供給され、スマートホン１５においてトイラジコン１０の姿勢や速度等の状態が表示される。

尚、トイラジコン１０は、無線ＬＡＮ装置１３のアプリケーションの一例であり、本発明の範囲を限定するものではない。例えば、無線ＬＡＮ装置１３は、自転車、腕時計、鍵、カメラ、アクセサリー等の持ち物や貴重品等に組み込んで、データ通信、又は音や光等による存在確認をさせるような用途にも適用可能である。また、無線ＬＡＮ装置１３を、美術館や商店等の展示物、広告等に組み込んで、展示物や商品等の情報をスマートホンに提供することも可能である。さらに、無線ＬＡＮ装置１３は、電池駆動のプリンタ、スキャナ、デジタルカメラ等の各種画像形成装置や、フラッシュメモリ等の記憶媒体に組み込んで、無線でデータの送受信を行うことも可能である。

（省電力機能）
無線ＬＡＮ装置１３は、アクセスポイントとして動作し、また、バッテリーの消費量を抑制するための省電力機能を有している。具体的には、無線ＬＡＮ装置１３は、データの送受信が可能なアウェイク状態と、電力の供給を抑えたスリープ状態とを繰り返す間欠動作を行うことが可能である。また、無線ＬＡＮ装置１３は、間欠動作中にブロードキャストのＳＳＩＤ（例えば、ＳＳＩＤ長が０）を含む管理フレームであるプローブ要求、又は無線ＬＡＮ装置１３のＳＳＩＤを含むプローブ要求を受信した場合、プローブ応答を送信せずに間欠動作を継続する。例えば、無線ＬＡＮ装置１３は、ブロードキャストのＳＳＩＤを含むプローブ要求、及び無線ＬＡＮ装置１３のＳＳＩＤを含むプローブ要求を無視する。

一方、無線ＬＡＮ装置１３は、無線ＬＡＮ装置１３のＳＳＩＤとは異なる仮想ＳＳＩＤを予め記憶しており、仮想ＳＳＩＤを含むプローブ要求を受信した場合に、無線ＬＡＮ装置１３のＳＳＩＤを含むプローブ応答を送信し、所定の時間アウェイク状態を維持する。尚、無線ＬＡＮ装置１３が記憶する仮想ＳＳＩＤは、例えば、工場の製造工程等で記憶部等に書込まれる。また、仮想ＳＳＩＤの値は、必ずしも無線ＬＡＮ装置１３毎にユニークな値である必要はなく、例えば、同一シリーズのトイラジコン１０のいくつか、又は全てに、同じ値の仮想ＳＳＩＤが書き込まれていても良い。

一方、スマートホン１５では、トイラジコン１０に対応するアプリケーションが動作しており、例えば、このアプリケーションがトイラジコン１０に書き込まれている仮想ＳＳＩＤに関する情報を有している。

上記構成により、トイラジコン１０は、トイラジコン１０に対応するアプリケーションが動作するスマートホン１５等以外の、無線ＬＡＮ機器からのプローブ要求を受信しても、間欠動作を継続することができる。すなわち、上記構成によれば、アクセスポイントにおいて、間欠動作を行い、消費電力を低減することを容易化する無線通信装置を提供することができる。

＜無線ＬＡＮ装置の構成＞
図２は一実施形態に係る無線通信装置２００のブロック図である。この無線通信装置２００は、無線ＬＡＮ装置１３として用いられる。図３において、無線通信装置２００は送受信部２０１、判定部２０２、状態制御部２０３、記憶部２０４を有している。

また、無線通信装置２００は、常時、電源、及動作クロックが供給される常時動作ブロック２０６と、状態制御部２０３の制御により、電源、及び／又はクロックの供給がＯＮ／ＯＦＦ制御される間欠動作ブロック２０５とに分かれている。送受信部２０１及び判定部２０２は、高速クロックで動作し、比較的消費電力が大きい間欠動作ブロック２０５に含まれる。また、状態制御部２０３及び記憶部２０４は、低速クロックで動作し、比較的消費電力が小さい常時動作ブロック２０６に含まれる。

送受信部２０１は、無線ＬＡＮフレームの送受信を行うブロックで、アンテナ２０７を介して、無線データの送受信を行う無線送受信部、及びアクセス制御を行うＭＡＣ処理部等を含む。送受信部２０１は、ネットワークの識別子であるＳＳＩＤを含むビーコンを所定のビーコン周期で送信する。

判定部２０２は、無線通信装置２００が間欠動作を行っているとき、間欠動作のアウェイク状態の間に受信したフレームを解析して間欠動作を継続するか、又はアウェイク状態を維持するアクティブ動作に移行するかを判定する。

状態制御部２０３は、間欠動作ブロック２０５への電源、動作クロック等の供給等を制御する。また、状態制御部は、無線通信装置２００を、データ送受信が可能なアウェイク状態と、電力の供給を抑えたスリープ状態との間を周期的に遷移させる間欠動作の制御を行う。

スリープ状態は、例えば、間欠動作ブロック２０５への電源の供給を停止した状態である。これにより、データ送受信は行えなくなるが、消費電力は大幅に低減できる。

記憶部２０４は、仮想識別子を記憶する。仮想識別子は、例えば、工場における製造時、又は出荷時等に、製品シリーズ、仕向け先、最終製品等毎に所定の値が書き込まれる。或いは、出荷後にユーザや事業者が書き換え可能なものであっても良い。無線通信装置２００は、仮想識別子を含むプローブ要求に応じて、間欠動作を解除し、接続動作に対する準備を行なう。

＜ビーコンフレームの構成例＞
ビーコンは、ネットワークの基本情報等を周辺の無線端末に報知するための管理フレームである。アクセスポイントは、ビーコンの送信タイミングを示すＴＢＴＴ（Target Beacon Transmission Time）に合わせてビーコンの送信を行う。尚、管理フレームは、ネットワークの管理を行うためのフレームである。無線ＬＡＮ通信の管理フレームには、例えば、ビーコン（Beacon）、認証（Authentication）、アソシエーション（Association）要求／応答、プローブ（Probe）要求／応答、アクション（Action）、リアソシエーション（Reassocitation）要求／応答等がある。

図３はＩＥＥＥ８０２．１１規格に係るビーコンフレームの構成例を示す図である。図３において、先頭のＦｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌフィールドにはビーコンフレームであることを示す識別子が設定される。なお、図中下部の「２Ｂ」の記載はＦｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌフィールドが２バイトであることを示す。他のフィールドについても同様である。次のＤｕｒｅａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドには、「００００ｈ」（ｈは１６進数を表す）が設定される。Ａｄｄｒｅｓｓ１フィールドにはブロードキャストアドレス「ＦＦＦＦ-ＦＦＦＦ-ＦＦＦＦｈ」が設定される。Ａｄｄｒｅｓｓ２フィールドにはアクセスポイントのＭＡＣアドレスが設定される。Ａｄｄｒｅｓｓ３フィールドには、ＢＳＳＩＤ（アクセスポイントのＭＡＣアドレス）が設定される。ＢＳＳＩＤは、ＩＢＳＳネットワークのＢＳＳＩＤを作成した無線装置のＭＡＣアドレスに基づいて生成され、送受信されるフレームが属するネットワークを識別するための識別子である。フレームには、例えば、データタイプフレーム、マネジメントタイプフレーム、コントロールタイプフレームがあり、ＢＳＳＩＤは、データタイプフレーム、マネジメントタイプフレーム、及び、一部のコントロールタイプフレームにおいて使用される。なお、ビーコンフレームは、マネジメントタイプフレームである。

Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌフィールドにはフレーム番号（連番）が設定される。Ｔｉｍｅｓｔａｍｐフィールドには、ネットワークの時刻情報であるＴＳＦ（Timing Synchronization Function）タイマの値が設定される。Ｂｅａｃｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドには、ビーコン周期が設定される。Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙフィールドにはネットワークの形態（アドホックモード／インフラストラクチャモード等）が設定される。ＳＳＩＤフィールドにはネットワークの識別子が設定される。尚、ＳＳＩＤフィールドのサイズは、ネットワークの識別子の長さに応じて変化する（2バイト＋ＩＢＳＳネットワークの識別子の長さ）。

Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ Ｒａｔｅフィールドには、サポートしている転送レートの一覧が設定される。Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ Ｒａｔｅのフィールドも、サポートしている転送レートの数等に応じて長さが変化する。ＤＳＳＳ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｅｔフィールドには使用している無線チャネル番号が設定される。Ｔｒａｆｆｉｃ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ Ｍａｐ（ＴＩＭ）フィールドには、パワーマネージメントに関する各種情報が設定される。ＦＣＳフィールドにはＦｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅが設定される。

＜プローブ要求フレームの構成例＞
プローブ要求は、端末がアクティブスキャンにより、周囲のアクセスポイントを検索する際に送信する管理フレームである。

図４は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に係るプローブ要求フレームの構成例を示す図である。図４において、先頭のＦｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌフィールドには、プローブ要求フレームであることを示す識別子が設定される。Ｄｕｒｅａｔｉｏｎ／ＩＤフィールドには、無線メディアの予約時間等が設定される。Ａｄｄｒｅｓｓ１フィールドには、ブロードキャストアドレス「ＦＦＦＦ-ＦＦＦＦ-ＦＦＦＦｈ」が設定される。Ａｄｄｒｅｓｓ２フィールドには端末のＭＡＣアドレスが設定される。Ａｄｄｒｅｓｓ３フィールドには、ブロードキャストアドレス「ＦＦＦＦ-ＦＦＦＦ-ＦＦＦＦｈ」が設定される。Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌフィールドにはフレーム番号（連番）が設定される。

ＳＳＩＤフィールド４０１にはネットワークの識別子であるＳＳＩＤが設定される。ＳＳＩＤフィールド４０１は、エレメントＩＤ（Element ID）４０２、長さ（Length）４０３、情報（Information）４０４の各フィールドを含む。エレメントＩＤには、ＳＳＩＤであることを示す値「０」が設定される。長さ４０３は、ＳＳＩＤの長さを示す。プローブ要求フレームは、端末が不特定のアクセスポイントに送信する場合が多い、この場合、長さ４０３に「０」を設定することによって、宛先が不特定のアクセスポイントを示すブロードキャストとなる。一方、端末は、プローブ要求を特定のアクセスポイントに送信することも可能である。この場合、長さ４０３には、送信先のアクセスポイントのネットワークの識別子であるＳＳＩＤの長さ（本実施の形態では仮想ＳＳＩＤの長さ）を設定する。

情報４０４には、従来の端末では、送信先のアクセスポイントのネットワークの識別子であるＳＳＩＤが設定される。本実施の形態に係る無線通信システムの端末、例えば、図１のスマートホン１５は、情報４０４に、ＳＳＩＤに代えて、仮想ＳＳＩＤを設定する。

仮想ＳＳＩＤは、本実施の形態に係るアクセスポイント、例えば、図１のトイラジコン１０に接続するために予め定められた仮想の識別子である。通常のＳＳＩＤは、例えば、アクセスポイントが送信するビーコンや、プローブ応答フレーム等に含まれるが、本実施の形態に係るアクセスポイントは、仮想ＳＳＩＤの送信を行わない。例えば、図１の例では、スマートホン１５には、トイラジコン１０に対応したアプリケーションソフトウェアがインストールされており、このアプリケーションソフトウェアが仮想ＳＳＩＤに係る情報を有している。従って、トイラジコン１０は、プローブ要求のＳＳＩＤフィールドに仮想ＳＳＩＤが設定されているか否かを判断することによって、プローブ要求を送信した端末上で、トイラジコン１０に対応するアプリケーションが動作しているか否かを判断することができる。

図４に戻って説明を続ける。Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ Ｒａｔｅｓのフィールドには、サポートしている転送レートの一覧が設定される。ＤＳＳＳ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｅｔフィールドには使用している無線チャネル番号が設定される。ＦＣＳフィールドにはＦｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅが設定される。

＜プローブ応答フレームの構成例＞
プローブ応答フレームは、プローブ要求を送信した端末にネットワーク情報を送信するためのフレームであり、ビーコンフレームとほぼ同様のフォーマットなので、ここではビーコンフレームとの相違点のみ説明する。

図５は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に係るプローブ応答フレームの構成例を示す図である。図４において、先頭のＦｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌフィールドには、プローブ応答フレームであることを示す識別子が設定される。Ａｄｄｒｅｓｓ１フィールドには、プローブ要求を送信した端末のＭＡＣアドレスが設定される。

ＳＳＩＤフィールドには、ネットワークの識別子であるＳＳＩＤが設定される。尚、本実施の形態に係るアクセスポイントは、受信したプローブ要求に仮想ＳＳＩＤが含まれている場合であっても、仮想ＳＳＩＤではなく、ビーコンと同様にＳＳＩＤを設定してプローブ応答を送信する。

＜間欠動作＞
次に、本実施の形態に係るアクセスポイントである無線通信装置２００の間欠動作について説明する。

図６は、一実施形態に係る間欠動作の一例を説明するための図である。無線通信装置２００は、予め定められた周期のビーコン送信タイミングであるＴＢＴＴに応じてビーコンを送信する。ＴＢＴＴのタイミングは、ビーコンフレームに含まれるネットワークの時刻情報を示すＴｉｍｅｓｔａｍｐフィールドの値と、Ｂｅａｃｏｎ Ｉｎｔｅｒｖａｌフィールドの値により特定することができる。図６の例では、ＴＢＴＴの周期が１２８ｍｓの場合を示している。

図６において、１回目のＴＢＴＴの１ｍｓ前の時刻Ｔ１において、無線通信装置２００の状態制御部２０３は、間欠動作ブロック２０５への電力の供給を開始し、無線通信装置２００を電力の消費を抑えたスリープ状態から、データの送受信が可能なアウェイク状態へ移行させる。アウェイク状態となった無線通信装置２００は、受信動作を行う。尚、ＴＢＴＴの前にアウェイク状態へ移行させる時間１ｍｓは、無線通信装置２００に予め設定された値の一例であり、他の値であっても良い。

次に、ＴＢＴＴの時刻Ｔ２になると、無線通信装置２００は、ビーコン送信を開始し、時刻Ｔ３にビーコンの送信を完了する。状態制御部２０３は、ビーコンの送信が完了する時刻Ｔ３に、無線通信装置２００をアウェイク状態からスリープ状態へ移行させる。

状態制御部２０３は、また次のＴＢＴＴの１ｍｓ前の時刻Ｔ４において、無線通信装置２００をアウェイク状態とし、ビーコンの送信が完了する時刻Ｔ６に無線通信装置２００をスリープ状態とする。このように状態制御部２０３は、ＴＢＴＴに合わせて無線通信装置２００をアウェイク状態と、スリープ状態とを繰り返す間欠動作により、無線通信装置２００の消費電力を低減する。例えば、送受信部２０１および判定部２０２をアウェイク状態とスリープ状態とを繰り返す間欠動作により、無線通信装置２００の消費電力を低減する。また、送受信部２０１のみを間欠動作としてもよい。

図７は、一実施形態に係る接続動作の一例を説明するための図である。図７は、図１のスマートホン１５から、トイラジコン１０への接続動作の一例を示している。尚、トイラジコン１０は、本実施の形態に係る無線通信装置の一例である。図７において、アクセスポイントであるトイラジコン１０は、間欠動作を行っている。初めに、トイラジコン１０に接続を要求するスマートホン１５は、トイラジコン１０へ、ネットワークの識別子であるＳＳＩＤに代えて、予め設定された仮想ＳＳＩＤを含むプローブ要求を送信する（ステップＳ７０１）。しかし、この時点では、トイラジコン１０はスリープ状態にあるので、スマートホン１５からのプローブ要求を受信することができない。

スマートホン１５は、プローブ要求を送信した後、所定の待ち時間の間にプローブ応答を受信できない場合、プローブ要求の再送を行う（ステップＳ７０２〜Ｓ７０４）。トイラジコン１０は、図７の時刻Ｔ１においてアウェイク状態となりスマートホンからのプローブ要求を受信すると、ＳＳＩＤを含むプローブ応答をスマートホン１５へ送信する（ステップＳ７０５）。また、トイラジコン１０は、時刻Ｔ２のＴＢＴＴに対応するビーコンの送信も行う（ステップＳ７０６）。

また、トイラジコン１０は、スマートホン１５から、仮想ＳＳＩＤを含むプローブ要求を受信すると、間欠動作を中断し、ビーコンの送信が完了する時刻Ｔ３以降もアウェイク状態を維持する。

一方、スマートホン１５は、トイラジコン１０からプローブ応答を受信すると、認証（Authentication）フレームをトイラジコン１０に送信する（ステップＳ７０７）。スマートホン１５から認証フレームを受信したトイラジコン１０は、スマートホンに認証フレームを送信する（ステップＳ７０８）。続いて、スマートホン１５は、接続（Association）要求フレームをトイラジコン１０に送信する（ステップＳ７０９）。スマートホン１５から接続要求フレームを受信したトイラジコン１０は、接続応答フレームをスマートホン１５に送信し（ステップＳ７１０）、データ通信が行えるようにアウェイク状態を維持する。

仮想ＳＳＩＤはプローブ要求時に使用されるが、トイラジコン１０がプローブ応答を返した後には、トイラジコン１０のＳＳＩＤを用いて接続が行われる。仮想ＳＳＩＤはトイラジコン１０とスマートホン１５の接続関係が途切れ、再接続を試みるときに再度使用される。

尚、トイラジコン１０は、ステップＳ７０５でプローブ応答フレームを送信した後、予め定められた時間（例えば、ＴＢＴＴ周期５回分）、スマートホン１５から管理フレームを受信しなかった場合、再び間欠動作へ移行する。

図８は、一実施形態に係る接続失敗時の動作の一例を示す図である。図８は、例えば、図１のトイラジコン１０に、トイラジコン１０に対応したアプリケーションが動作するスマートホン１５以外の端末、例えば、ＰＣ（Personal Computer）等からプローブ要求があった場合の動作例を示している。

通常の無線ＬＡＮ端末であるＰＣ等は、トイラジコン１０にプローブ要求を送信する場合、プローブ要求のＳＳＩＤフィールドに、トイラジコン１０のＳＳＩＤ、又は、ブロードキャストの宛先（例えば、ＳＳＩＤの長さが０）を設定する。図８において、ＰＣ等がプローブ要求を送信する（ステップＳ８０１〜Ｓ８０４）。トイラジコン１０は、時刻Ｔ１にアウェイク状態に移行し、ＰＣ等からのプローブ要求４を受信する（ステップＳ８０４）。トイラジコン１０は、プローブ要求４に予め定められた仮想ＳＳＩＤが含まれているか否かを判断し、仮想ＳＳＩＤを含まないプローブ要求を送信したＰＣ等にはプローブ応答を送信しない。また、トイラジコン１０は、ＴＢＴＴに応じてビーコンを送信（ステップＳ８０５）した後、時刻Ｔ３にスリープ状態に移行し、間欠動作を継続する。

＜接続シーケンス＞
次に、シーケンスチャートを用いて、本実施の形態に係る無線通信システムの処理の流れを説明する。

図９は、一実施形態に係る無線通信システムのプローブ要求／応答動作の一例を示すシーケンスチャートである。図９のトイラジコン及びスマートホンは、それぞれ図１のトイラジコン１０、スマートホン１５に相当する。ＰＣ１及びＰＣ２は、トイラジコン１０の仮想ＳＳＩＤを有していない一般のＰＣ等の情報処理装置である。尚、トイラジコン１０は、ＴＢＴＴのタイミングでビーコンを送信しているが、図９では図示を省略している。また、図９のトイラジコンの動作に対応するハッチング部分は、アウェイク状態であることを示す。

図９において、一般の情報処理装置であるＰＣ１が、トイラジコン１０に対して、トイラジコン１０のＳＳＩＤを含むプローブ要求を送信する（ステップＳ９０１、Ｓ９０２）。しかし、トイラジコン１０は、トイラジコン１０のＳＳＩＤを含むプローブ要求を受信（ステップＳ９０２）しても、プローブ応答を送信せず、間欠動作を継続する。

同様にして、一般の情報処理装置であるＰＣ２が、トイラジコン１０に対して、ブロードキャストのＳＳＩＤ（例えば、ＳＳＩＤ長＝０）が設定されたプローブ要求を送信する（ステップＳ９０３、Ｓ９０４）。しかし、トイラジコン１０は、ブロードキャストのＳＳＩＤを含むプローブ要求を受信（ステップＳ９０４）しても、プローブ応答を送信せず、間欠動作を継続する。

次に、スマートホン１５が、予め定められた仮想ＳＳＩＤを含むプローブ要求を送信する（ステップＳ９０５、Ｓ９０６）。トイラジコン１０は、予め定められた仮想ＳＳＩＤを含むプローブ要求を受信すると（ステップＳ９０６）、例えば、トイラジコン１０のＳＳＩＤを含むプローブ応答をスマートホン１５に送信する（ステップＳ９０７）。また、プローブ応答を送信したスマートホン１５は、所定の期間（例えば、ＴＢＴＴの５周期）アウェイク状態を維持し、スマートホン１５からの接続に備える。スマートホン１５は、上記所定の期間の間に、スマートホン１５との接続が行われない場合、スリープ状態へ移行し、間欠動作を行う。

このように、トイラジコン１０は、仮想ＳＳＩＤを含まないプローブ要求に対してプローブ応答を送信せず、間欠動作を継続するので、アクセスポイントとして間欠動作を行い、消費電力を低減することを容易化する無線通信装置を実現することができる。

図１０は、一実施形態にかかる無線通信システムの接続動作の一例を示すシーケンスチャートである。図１０において、ステップＳ１００１からＳ１００３までの動作は、図９と同様である。ステップＳ１００３でプローブ応答を受信したスマートホン１５は、認証フレームをトイラジコン１０に送信し（ステップＳ１００４）、スマートホン１５から認証フレームを受信したトイラジコン１０は、スマートホン１５に認証フレームを送信する（ステップＳ１００５）。

トイラジコン１０から認証フレームを受信したスマートホン１５は、トイラジコン１０に接続を要求するためのアソシエーション要求を送信する(ステップＳ１００６)。アソシエーション要求を受信したトイラジコン１０は、アソシエーション応答をスマートホン１５に送信し（ステップＳ１００７）、以後、スマートホン１５とトイラジコン１０との間のデータ通信が可能となる。本実施の形態では、トイラジコン１０は、スマートホン１５との接続が完了すると、以後、アウェイク状態を維持する。

＜まとめ＞
上記動作により、本実施の形態に係る無線通信装置（アクセスポイント）は、データ送受信が可能なアウェイク状態と、電力の供給を抑えたスリープ状態との間を所定の周期で遷移させる間欠動作を制御する状態制御部を有する。これにより、アクセスポイントにおいても、無線通信装置の消費電力を低減する。

さらに、無線通信装置（アクセスポイント）は、間欠動作のアウェイク状態の間に受信した管理フレームであるプローブ要求が、予め定められた仮想ＳＳＩＤを含まない場合、応答せず、間欠動作を継続する。これにより、予め定められた端末以外からの管理フレームを受信しても、低消費電力状態を維持することができる。

また、無線通信装置（アクセスポイント）は、間欠動作のアウェイク状態の間に受信した管理フレームであるプローブ要求が、予め定められた仮想ＳＳＩＤを含む場合、応答フレームを送信し、アウェイク状態を維持するので、仮想ＳＳＩＤを有する端末とは、通常通りデータ通信を行うことができる。

以上、上記特徴により、本実施の形態によれば、アクセスポイントにおいて、アクセスポイントとは無関係のステーションによりアウェイクとされることなく、間欠動作を行い、消費電力を低減することを容易化する無線通信装置を提供することが可能となる。

［変形例１］
尚、上記実施の形態は一例であって、本発明は様々な応用が可能である。ここでは、変形例の一つについて説明する。

上記実施の形態に係るアクセスポイントでは、仮想ＳＳＩＤを含むプローブ要求に応答して間欠動作を中断し、アウェイク状態を維持するものとして説明を行った。しかし、仮想ＳＳＩＤを含むプローブ要求以外のフレームにより、アクセスポイントの間欠動作を制御させることも可能である。

アクセスポイントの間欠動作の制御に使用するフレームは、例えば、端末からアクセスポイントに送信する認証（Authentication）フレーム、アソシエーション要求フレーム、リアソシエーション要求フレーム等が適している。

また、端末からアクセスポイントに送信するデータフレーム、ＲＴＳ（Request To Send）フレーム等も適している。

図１１は、変形例１に係る無線通信システムの接続動作の一例を示すシーケンスチャートである。変形例１に係るアクセスポイントであるトイラジコン１０は、スマートホン１５からの認証フレーム、アソシエーション要求、及び、データフレームを受信すると、トイラジコン１０は、アウェイク状態をＴＢＴＴの４周期維持するように制御を行うものとする。また、スマートホン１５は、プローブ要求を行わずに、認証フレームを送信することにより、トイラジコン１０に接続を要求するものとする。

図１１において、スマートホン１５は、変形例１に係るアクセスポイントであるトイラジコン１０のＭＡＣアドレスを含む認証フレームを用いて、トイラジコンに接続の要求を開始する（ステップＳ１１０１、Ｓ１１０２）。

トイラジコン１０は、スマートホン１５から認証フレームを受信すると、スマートホン１５に認証フレームを送信する(ステップＳ１１０３)。また、トイラジコン１０は、認証フレームの受信に応じて、ＴＢＴＴ周期４回分の間アウェイク状態を維持する。尚、認証フレームには、ＳＳＩＤフィールドがないので、トイラジコン１０は仮想ＳＳＩＤの判定を行わない。

トイラジコン１０から認証フレームを受信したスマートホン１５は、トイラジコン１０にアソシエーション要求を送信する（ステップＳ１１０４）。アソシエーション要求を受信したトイラジコン１０は、スマートホン１５にアソシエーション応答を送信する（ステップＳ１１０５）。また、トイラジコン１０は、アソシエーション要求の受信に応じて、改めてＴＢＴＴ周期４回分の間アウェイク状態を維持する。

同様にして、トイラジコン１０は、スマートホン１５からデータ要求を受信すると（ステップＳ１１０６）、例えば、ＴＢＴＴ周期４回分の間アウェイク状態を維持する。このようにして、データ送受信が行われている間、トイラジコン１０は、アウェイク状態を維持する。また、トイラジコン１０は、一定期間（例えば、ＴＢＴＴ周期４回分）データの送受信が無い場合、間欠動作へ移行する。

図１２の、（ａ）にスマートホン１５から送信される認証フレームのフォーマットを、（ｂ）にデータ要求フレームのフォーマットを、（ｃ）にＲＴＳフレームのフォーマットを示す。図１２に示すように、各フレーム（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、ＳＳＩＤフィールドを有していない。そのため、トイラジコン１０は、Ａｄｒｅｓｓ１のフィールドに自装置のＭＡＣアドレスが設定されており、ＦｒａｍｅＣｏｎｔｒｏｌフィールドに、認証、データ、ＲＴＳを示す値が設定されている場合、アウェイクを維持すると判断する。

尚、変形例１においても、ＳＳＩＤフィールドにトイラジコン１０のＳＳＩＤ又はブロードキャストのＳＳＩＤが設定された管理フレームを受信しても間欠動作を継続し、応答フレームの送信を行わない。

［変形例２］
変形例２では、認証フレームの送受信を行わず、アソシエーション要求から接続要求を開始する場合の例について説明する。変形例２のアクセスポイントであるトイラジコン１０は、アソシエーション要求に仮想ＳＳＩＤが含まれるか否かを判断し、仮想ＳＳＩＤが含まれる場合、アソシエーション応答を送信し、アウェイク状態を維持して間欠動作を中断する。一方、アソシエーション要求に仮想ＳＳＩＤが含まれない場合、アソシエーション応答を送信せず、間欠動作を継続する。

図１３は、変形例２に係る無線通信システムの接続動作の一例を示すシーケンスチャートである。トイラジコン１０に接続を要求するスマートホン１５は、トイラジコン１０に予め定められた仮想ＳＳＩＤを含むアソシエーション要求を送信する（ステップＳ１３０１、Ｓ１３０２）。トイラジコン１０は、アソシエーション要求を受信すると、アソシエーション要求に予め定められた仮想ＳＳＩＤが含まれているか否かを判断する。アソシエーション要求に仮想ＳＳＩＤが含まれている場合、トイラジコン１０は、スマートホン１５にアソシエーション応答を送信し（ステップＳ１３０３）、アウェイク状態を維持する。

このとき、トイラジコン１０は、変形例１のように、所定の期間（例えば、ＴＢＴＴの４周期）アウェイク状態を維持し、その間にデータフレームを受信しない場合には、間欠動作を行っても良い。この場合、スマートホン１５は、データ通信を再開する前に、改めてアソシエーション要求を送信（ステップＳ１３０４、Ｓ１３０５）すれば良い。

変形例２では、アソシエーション要求に仮想ＳＳＩＤが含まれているか否かの判断が、簡易的な認証の役割を果たすので、より少ないシーケンスで接続動作を行うことができる。

尚、上記実施の形態及び各変形例は、組み合わせて実施しても良い。

１０ トイラジコン（無線通信装置）
１５ スマートホン
２００ 無線通信装置
２０１ 送受信部
２０２ 判定部
２０３ 状態制御部
２０４ 記憶部

Claims (9)

1. ネットワークの識別子を含むビーコンを送信する無線通信装置であって、
   送受信が可能なアウェイク状態と、電力の供給を抑えたスリープ状態とを繰り返す間欠動作を制御する状態制御部と、
   前記ネットワークの識別子とは異なる、前記無線通信装置に接続するために予め定められた仮想識別子を記憶した記憶部と、
   前記間欠動作の前記アウェイク状態の間に受信した前記ネットワークを管理するための管理フレームが前記仮想識別子を含むか否かを判定する判定部と、
   を有し、
   前記管理フレームが前記仮想識別子を含む場合、前記管理フレームを送信した機器に応答フレームを送信して前記アウェイク状態を維持し、
   前記管理フレームが前記仮想識別子を含まない場合、前記管理フレームを送信した前記機器に前記応答フレームを送信することなく、前記間欠動作を継続する無線通信装置。
2. 前記管理フレームは、無線ＬＡＮ通信のプローブ要求であって、
   前記プローブ要求が前記仮想識別子を含む場合、前記プローブ要求を送信した機器にプローブ応答を送信する請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記管理フレームは、無線ＬＡＮ通信のアソシエーション要求であって、
   前記アソシエーション要求が前記仮想識別子を含む場合、前記アソシエーション要求を送信した機器にアソシエーション応答を送信する請求項１に記載の無線通信装置。
4. 前記仮想識別子は、前記機器にインストールされた特定のアプリケーションに含まれる情報である請求項１に記載の無線通信装置。
5. 前記仮想識別子は、工場における製造時又は出荷時に、製品シリーズ、仕向先、又は最終製品毎に設定された所定の値である請求項１に記載の無線通信装置。
6. ネットワークの識別子を含むビーコンを送信するアクセスポイントと、
   前記ビーコンを送信するアクセスポイントに対し、前記ネットワークを管理するための管理フレームを送信する端末装置と、を有し、
   前記アクセスポイントは、
   送受信が可能なアウェイク状態と、電力の供給を抑えたスリープ状態とを繰り返す間欠動作を行い、
   前記間欠動作の前記アウェイク状態の間に受信した前記管理フレームが前記ネットワークの識別子とは異なる、前記アクセスポイントに接続するために予め定められた仮想識別子を含む場合、前記管理フレームを送信した機器に応答フレームを送信して前記アウェイク状態を維持し、
   前記間欠動作の前記アウェイク状態の間に受信した前記管理フレームが前記仮想識別子を含まない場合、前記管理フレームを送信した前記機器に前記応答フレームを送信することなく、前記間欠動作を継続する無線通信システム。
7. 前記端末装置は、前記アクセスポイントに対応したアプリケーションソフトウェアがインストールされており、前記アプリケーションソフトウェアが前記仮想識別子に係る情報を有している請求項６に記載の無線通信システム。
8. 前記端末装置は、前記ネットワークの識別子を含むビーコンを送信する前記アクセスポイントに対し、前記ネットワークの識別子に代えて、前記アクセスポイントに接続するために予め定められた前記仮想識別子を含む前記ネットワークを管理するための前記管理フレームを送信する請求項６に記載の無線通信システム。
9. ネットワークの識別子を含むビーコンを送信する無線通信装置の電力制御方法であって、
   前記無線通信装置に送受信が可能なアウェイク状態と、電力の供給を抑えたスリープ状態と繰り返す間欠動作を行わせ、
   前記間欠動作の前記アウェイク状態の間に受信した前記ネットワークを管理するための管理フレームが、前記ネットワークの識別子とは異なる、前記無線通信装置に接続するために予め定められた仮想識別子を含むか否かを判定し、
   前記管理フレームが前記仮想識別子を含む場合、前記管理フレームを送信した機器に応答フレームを送信して前記アウェイク状態を維持し、
   前記管理フレームが前記仮想識別子を含まない場合、前記管理フレームを送信した前記機器に前記応答フレームを送信することなく、前記間欠動作を継続する無線通信装置の電力制御方法。

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