WO2010055947A1 - 通信装置 - Google Patents

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WO2010055947A1
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wireless
transmission
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base station
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清二郎 米山
伊瀬　恒太郎
利光　清
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株式会社 東芝
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    • H04W52/02—Power saving arrangements
    • H04W52/0209—Power saving arrangements in terminal devices
    • H04W52/0251—Power saving arrangements in terminal devices using monitoring of local events, e.g. events related to user activity
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access, e.g. scheduled or random access
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    • H04W52/02—Power saving arrangements
    • H04W52/0209—Power saving arrangements in terminal devices
    • H04W52/0261—Power saving arrangements in terminal devices managing power supply demand, e.g. depending on battery level
    • H04W52/0274—Power saving arrangements in terminal devices managing power supply demand, e.g. depending on battery level by switching on or off the equipment or parts thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to a communication device.
  • the IEEE802.11 wireless LAN standard defines an infrastructure mode in which a wireless terminal connects to a wireless base station and communicates via the wireless base station.
  • the power saving function (power save mode) is defined (Non-Patent Document 1). This is a function that realizes power saving on the wireless terminal side, not the wireless base station, and the wireless terminal transitions the wireless communication module to the sleep state in synchronization with the beacon signal periodically transmitted from the base station. This reduces power consumption. Since a wireless terminal that has transitioned to the sleep state cannot receive data, the wireless base station temporarily buffers the data and notifies the wireless terminal by including TIM (Traffic Indication Map) in the beacon signal. To do. The wireless terminal that has received the notification can receive the data from the wireless base station by polling the wireless base station.
  • TIM Traffic Indication Map
  • Patent Document 1 discloses a method for reducing the power consumption of a radio base station in the infrastructure mode.
  • a radio base station in the infrastructure mode needs to always wait for data transmission from a radio terminal that does not know when it occurs, and there is a problem that it cannot transition to a sleep state.
  • a method of transitioning the radio base station to a sleep state by transmitting a CTS (Clear To Send) frame that prohibits transmission of the radio terminal to the radio terminal Has proposed.
  • IEEE Std. 802.11-2007 “Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications
  • each of the power saving function on the wireless terminal side and the power saving function on the wireless base station side is shown, but a method for operating both power saving functions simultaneously is not described.
  • mobile terminals such as notebook PCs (Personal Computers) and smartphones are becoming multi-interface (3G, WiMAX, Wi-Fi, etc.).
  • mobile terminals will be set as wireless base stations and peripheral gadget devices (games) Devices, music players, etc.) are connected, and it is expected that there will be a request to access the Internet via a portable terminal.
  • both the radio base station and the radio terminal can be portable terminals having a finite battery. Therefore, it is important to simultaneously save power in both the radio base station and the radio terminal that constitute the infrastructure.
  • Patent Document 1 adopts a method of prohibiting data transmission of a wireless terminal, and transmits a CTS frame instructing prohibition using a mechanism of CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance). Therefore, since the fairness is maintained between the opportunity for the wireless terminal to transmit data and the opportunity for the wireless base station to transmit the CTS frame, the wireless terminal may receive the CTS frame before transmitting the data. .
  • CSMA / CA Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance
  • Patent Document 1 proposes a control method that gives priority to an opportunity for a wireless terminal to transmit data by controlling a backoff time in a contention window.
  • this priority control works only for the first transmission opportunity, and a wireless terminal that continuously transmits a plurality of data cannot avoid receiving a CTS frame before the transmission of the plurality of data is completed. Cannot transition to sleep state. Accordingly, there arises a problem that the power saving effect is similarly reduced.
  • a communication device as one embodiment of the present invention is A first wireless communication unit that wirelessly communicates with a first wireless device on a first wireless network; A beacon transmitter that periodically transmits a beacon signal to the first wireless device via the first wireless communication unit; A period determining unit that determines a transmission permission period that allows data transmission by the first wireless device; A notification unit for notifying the first wireless device via the beacon signal of a control signal instructing the transmission permission period; A power management unit that controls to stop the supply of power to the first wireless communication unit in a suspension period other than the transmission permission period and the transmission timing period of the beacon signal in a communication period; Is provided.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a base station A.
  • FIG. 1 shows a configuration example of a communication system according to an embodiment of the present invention.
  • 1 is the Internet
  • Z is connected to the Internet
  • 2 is a wireless link (second wireless) provided by 3G base station Z Link) 3 indicates a wireless link (first wireless link) of the IEEE802.11 standard.
  • Base station A shows a communication device (base station) that serves as both a mobile phone terminal and an IEEE802.11 radio base station.
  • Base station A operates as a mobile phone terminal for radio link 2 and IEEE802 for radio link 3.
  • .11 Operates as a radio base station.
  • H1 and H2 are wireless terminals (first wireless devices) connected to the base station A via wireless links (first wireless links) 3, respectively. It is assumed that the wireless terminal H1 has the IEEE 802.11 standard power save mode enabled and the wireless terminal H2 has the power save mode disabled.
  • Base station (communication device) A and base station Z form a wireless network (second wireless network) according to the 3G standard and perform wireless communication with each other.
  • the base station A and the wireless terminals H1 and H2 form a wireless network (first wireless network) according to the IEEE802.11 wireless LAN standard and perform wireless communication with each other.
  • the wireless terminals H1 and H2 can access the Internet 1 via the base station A.
  • FIG. 1 shows an example in which two wireless terminals are connected to the wireless link 3
  • two or more wireless terminals may be connected to the wireless link 3.
  • FIG. 2 shows a configuration example of the base station (communication device) A according to the present embodiment.
  • the base station A includes a 3G wireless communication unit 9, an IEEE 802.11 wireless communication unit 10, a base station information acquisition unit 12, a storage unit 11, a transmission permission period determination unit 13, a control signal generation unit 14, a power management unit 15, and a bridge unit. (Relay unit) 16 is provided.
  • the 3G wireless communication unit (second wireless communication unit) 9 performs wireless communication with the base station Z via the wireless link 2.
  • the 3G wireless communication unit 9 passes the data received to the wireless terminals H1 and H2 via the wireless link 2 to the IEEE802.11 wireless communication unit 10 via the bridge unit 16.
  • the IEEE802.11 wireless communication unit (first wireless communication unit) 10 performs wireless communication with the wireless terminals H1 and H2 via the wireless link 3.
  • the IEEE 802.11 wireless communication unit 10 stores the data passed from the 3G wireless communication unit 9 via the bridge unit 16 in an internal buffer, and transmits the data in the buffer to the wireless terminals H1 and H2 according to a necessary procedure. . Further, when the IEEE802.11 wireless communication unit 10 receives data addressed to devices on the Internet from the wireless terminals H1 and H2, it passes this to the 3G wireless communication unit 9 via the bridge unit 16.
  • the 3G wireless communication unit 9 transmits the passed data via the wireless link 2.
  • the IEEE 802.11 wireless communication unit 10 transmits a beacon signal (control signal) generated by the control signal generation unit 14 at regular intervals to the wireless terminals H1 and H2.
  • the bridge unit 16 bridges between the 3G wireless communication unit 9 and the IEEE802.11 wireless communication unit 10, so that the IEEE802.11 standard LAN network (first wireless network) and the 3G standard wireless network (second To relay communications between other wireless networks.
  • the base station information acquisition unit 12 acquires base station information (see FIG. 4 described later), which is information related to the state of the wireless links 2 and 3.
  • Base station information relating to the radio link 3 is particularly referred to as first link information
  • information relating to the state of the radio link 2 is particularly referred to as second link information.
  • the base station information acquisition unit 12 includes a first information acquisition unit that acquires first link information and a second information acquisition unit that acquires second link information.
  • the storage unit 11 stores therein the base station information (first and second link information) acquired by the base station information acquisition unit 12.
  • the transmission permission period determining unit 13 sets a transmission permission period in which data transmission by the wireless terminals H1 and H2 is permitted according to the base station information in the storage unit 11.
  • the transmission permission period is set, for example, in each beacon interval period from the transmission of the previous beacon signal to the transmission of the next beacon signal.
  • the starting point of the transmission permission period is the start time of the beacon interval period.
  • the length of the period may be calculated for each beacon interval period or may be calculated for a plurality of beacon interval periods.
  • the control signal generation unit (beacon transmission unit, notification unit) 14 generates a beacon signal at a constant cycle, and includes the control signal specifying the transmission permission period in the generated beacon signal via the IEEE802.11 wireless communication unit 10. To send. As a result, the wireless terminal that has received the beacon signal transmits data only during the transmission permission period specified by the beacon signal within the beacon interval period, and stops data transmission during other periods (transmission prohibited period). Yes (data reception is not prohibited).
  • the power management unit 15 supplies power to the IEEE 802.11 wireless communication unit 10 between the transmission permission period and the beacon transmission timing period, and a period other than the transmission permission period and the beacon transmission timing in the communication period. During the (pause period), control is performed so that power supply to the IEEE802.11 wireless communication unit 10 is stopped.
  • Each element 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 in FIG. 2 may be configured as hardware or may be configured as a software module executed on the base station A.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of the base station information acquisition unit 12.
  • the base station information acquisition unit 12 acquires base station information (second link information) related to the state of the radio link 2 from the 3G radio communication unit 9 (S11).
  • This base station information includes the operating state of the interface (for example, the interface up / down information set by the OS) indicating whether the connection with the wireless link 2 is established or disconnected, and the wireless link 2 And statistical information related to communication quality. Examples of the statistical information include RSSI (Received Signal Strength Indicator), BER (Bit Error Rate), and FER (Frame Error Rate).
  • the base station information acquisition unit 12 acquires base station information (first link information) regarding the state of the wireless link 3 from the IEEE 802.11 wireless communication unit 10 (S12).
  • This base station information includes statistical information related to the usage status of the radio link 10.
  • This statistical information includes, for example, the number of wireless terminals connected and the traffic volume per unit time.
  • the traffic amount is represented by the amount of data or the number of packets communicated over the wireless link 3 per unit time, for example, in units of bps (bit per seconds) or pps (packet per seconds). Note that the number of wireless terminals connected and the amount of wireless traffic per unit time are specific statistical information that only the base station can know in the infrastructure mode.
  • the base station information acquisition unit 12 registers the acquired base station information in the storage unit 11 (S13).
  • An example of base station information is shown in FIG.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of the transmission permission period determination unit 13, the control signal generation unit 14, and the power management unit 15.
  • the transmission permission period determination unit 13 acquires base station information from the storage unit 11 (S21), calculates a transmission permission period length from the acquired base station information, and transmits a transmission permission period length within the beacon interval period. The period is determined (S22). Here, a period that continues for the transmission permission period length from the start time of the beacon interval period is determined as the transmission permission period. Then, the control signal generation unit 14 instructs to prohibit data transmission in a control signal that specifies the determined transmission permission period (that is, in the beacon interval period, data transmission is permitted in the transmission permission period, and in other transmission prohibition periods. Control signal) is generated and transmitted (S23).
  • the base station A internally manages the reference value of the transmission permission period length, and is 100 msec in the present embodiment, for example.
  • the reference value may be changed by an administrator accessing the GUI of the base station A using a web browser or the like.
  • a calculation example of the transmission permission period length according to the base station information will be shown.
  • the threshold value and the minimum value may be changed by an administrator accessing the GUI of the base station using a web browser or the like.
  • the transmission permission period length is the minimum value of 10 msec because it is below the threshold of ⁇ 70 dBm.
  • the threshold value and the minimum value may be changed by an administrator accessing the GUI of the base station A using a web browser or the like.
  • the transmission permission period length is the minimum value of 10 msec because it exceeds the threshold of 10%.
  • a rule is set to set the transmission permission period length to the minimum value when FER exceeds a certain threshold.
  • the threshold value and the minimum value are assumed to be managed internally by the base station A.
  • the threshold value is 10% and the minimum value is 10 msec.
  • the threshold value and the minimum value may be changed by an administrator accessing the GUI of the base station using a web browser or the like.
  • the transmission permission period length is the minimum value of 10 msec because it exceeds the threshold of 10%.
  • the transmission permission period length is calculated from one of various types of base station information, but a plurality of base station information may be combined and calculated as follows.
  • the interface operating state is DOWN, RSSI is below the threshold, FER If any one of the above conditions is satisfied, the method of setting to the minimum value can be adopted.
  • the transmission permission period length is extended by 20 msec per wireless terminal, and further, the transmission permission period length is 20 msec per traffic amount of 200 pps. It is possible to adopt a method of adding the extension periods such as extending. For example, in the example where the number of wireless terminal connections in FIG. 4 is 5 and the traffic volume is 1000 pps, the transmission permission period length is calculated as “reference value 100 msec + number of wireless terminals 5 ⁇ 20 msec + traffic volume 1000 pps ⁇ 200 pps ⁇ 20 msec”. 300 msec.
  • the power management unit 15 supplies power to the wireless communication unit 16 during the beacon signal transmission timing period and the transmission permission period determined above, and the rest period other than the transmission permission period and the beacon transmission timing period in the communication period. Is controlled so as to stop the power supply to the wireless communication unit 16 (S24).
  • the base station A repeats S21 to S24 periodically.
  • FIG. 6 shows an example of the flow of processing for transmitting and receiving control signals and data at base station A, wireless terminal H1, and wireless terminal H2 in FIG.
  • a beacon signal including a Quiet IE (Quiet Information Element) field defined by IEEE802.11 is used as a beacon signal.
  • This field includes a field (Quiet / Offset field) for specifying an offset time for starting prohibition of data transmission and a field (Quiet / Duration field) for specifying a prohibition time until the prohibition of data transmission is canceled.
  • the control signal is a data signal in the Quiet Duration field and Quiet Offset field of Quiet IE, and the transmission permission period determination unit 13 calculates the offset time and the prohibition time to calculate the transmission permission period. Set up.
  • the transmission cycle of the beacon signal is set to 500 msec
  • the offset time is 100 msec
  • the prohibition time is calculated as 400 msec obtained by subtracting the offset time from the transmission cycle of the beacon signal.
  • the power saving mode is valid for the wireless terminal H1, and the power saving mode is invalid for the wireless terminal H2.
  • the base station A transmits a beacon signal including TIM for notifying that there is data addressed to the wireless terminal H1 (for example, data received from the Internet 2) and Quiet IE (S101).
  • the format of the beacon signal is shown in FIG. Set QuietsecIE's Quiet Duration field to 400 msec and Quiet Offset field to 100 msec.
  • the wireless terminal H1 and the wireless terminal H2 that have received the beacon signal are allowed to transmit data during a period of 100 msec (offset time) from the reception (transmission permission period), and further after 100 msec has elapsed. Data transmission can be stopped during the transmission prohibition period until 400 msec (prohibition time) elapses.
  • the beacon signal transmitted in S101 data transmission is not prohibited after 400 msec.
  • the base station A can perform parameters such as Quiet Duration and Quiet Offset (that is, calculate prohibition time and offset time) every time a beacon signal is transmitted.
  • the prohibition time set in Quiet Duration can also be set larger than the beacon signal transmission cycle.In this case, even if the wireless terminal cannot receive the next beacon signal due to radio wave interference etc. It can be directed to suppress the data transmission of the wireless terminal until the transmission of the beacon signal.
  • the beacon signal is a control signal for the purpose of periodically advertising the existence and availability of the radio link to the radio terminal by the base station, and the radio terminal that has shifted to the power save mode transmits the beacon signal.
  • the sleep state is canceled and the beacon signal reception process is reliably performed. Therefore, it can be said that the method of notifying the transmission permission period by the beacon signal is the most suitable part for reliably reporting information to the wireless terminal as compared with the notification method shown in Patent Document 1.
  • the wireless terminals H1 and H2 that have received the beacon signal are permitted to transmit data until 100 msec (offset time) has elapsed.
  • the wireless terminal H1 transmits a PS-Poll defined in the IEEE802.11 standard for polling the base station A because it has received a notification from the base station A that the data addressed to itself is buffered in S101. Then, the data addressed to itself is received from the base station A, and the data is transmitted to the base station A as necessary (S102 to S104).
  • the wireless terminal H1 in which the power save mode is valid transitions to the sleep state after data transmission / reception (S105).
  • the wireless terminal H2 in which the power save mode is invalid performs data transmission / reception during the offset time (during the transmission permission period) (S106, S107).
  • the base station A transitions to the sleep state (S108), and the wireless terminal H2 stops transmitting data (S109). Furthermore, when the transmission timing period for transmitting the next beacon signal is reached, the base station A cancels the sleep state (S110, S111) and transmits the beacon signal (S112). On the other hand, the wireless terminal H1 cancels the sleep state 111 in order to receive the next beacon signal (S112) immediately after 100 msec (offset time) has elapsed since the reception of the beacon signal and 400 msec has elapsed (S112) ( S111). In the next beacon signal, the same control signal as the previous time is set, and the wireless terminal H2 that has received the next beacon signal resumes data transmission / reception during the offset time (S113).
  • the transmission permission period length from the start of the beacon interval period is determined as the transmission permission period.
  • the transmission permission period may be divided and set within the beacon interval period. For example, when the transmission permission period length is 200 ⁇ msec, in the example of FIG. 6, the offset time is 100 ⁇ msec and the prohibition time is 300 ⁇ msec. The offset time is 100 ⁇ msec and after the prohibition time elapses until the next beacon signal transmission A transmission permission period may be a period of 100 ⁇ msec.
  • the base station A it becomes possible for the base station A to transition to the sleep state during the period of the beacon signal transmitted at a constant period and to suppress power consumption. Further, the wireless terminal H1 in which the power save mode is effective immediately transitions to the sleep state after transmission / reception of desired data to suppress power consumption, and the wireless terminal H2 in which the power save mode is not effective has a prohibited time after the offset time. Power consumption can be reduced by stopping the inter-data transmission. As a result, the power consumption of the base station A and the wireless terminals H1 and H2 can be suppressed simultaneously.
  • the data transmission of the wireless terminal is controlled using the Quiet IE's Quiet Duration field and Quiet Offset field.
  • the CF-Poll control signal and CF defined in the IEEE802.11 standard are used.
  • a case where data transmission is controlled using the -ACK + CF-End control signal will be described.
  • the block diagram and operation flowchart of the base station in the present embodiment are the same as those in the first embodiment.
  • the operation of the control signal generator 14 is particularly different from that of the first embodiment, and the difference from the first embodiment will be described below.
  • the control signal generation unit (data transmission control unit) 14 individually transmits a transmission permission frame (control signal) for allowing data transmission to the wireless terminals H1 and H2 and data transmission during the transmission permission period.
  • Transmission prohibition frames (control signals) to be prohibited are transmitted via the IEEE802.11 wireless communication unit 10 in this order.
  • the control signal generation unit 14 performs control so that the wireless terminals H1 and H2 perform data transmission only after receiving the transmission permission frame until receiving the transmission prohibition frame. After receiving the transmission prohibition frame, the wireless terminals H1 and H2 cannot perform data transmission until the transmission permission frame is received again.
  • FIG. 8 shows an example of a specific processing flow of S23 and S24 when a CF-Poll control signal (transmission permission frame) and a CF-ACK + CF-End control signal (transmission prohibition frame) are used as control signals.
  • the CF-Poll control signal is a signal for instructing the start of data transmission, and corresponds to, for example, the transmission permission frame.
  • the CF-ACK + CF-End control signal is a signal indicating an affirmation confirmation of data reception and at the same time instructing to stop data transmission, and corresponds to, for example, the transmission-inhibited frame.
  • the transmission permission period is assumed to be 100 msec continuous from the start time of the beacon interval period, and the transmission period of the beacon signal is set to 500 msec.
  • the power saving mode is valid for the wireless terminal H1, and the power saving mode is invalid for the wireless terminal H2.
  • the base station A transmits a beacon signal including a TIM notifying that there is data addressed to the wireless terminal H1 (S201).
  • the base station A performs data transmission / reception with the wireless terminal H1 and the wireless terminal H2 until 100 msec has elapsed since the transmission of the beacon signal. More specifically, the wireless terminal H1 in which the power save mode is valid receives a notification from the base station A that there is data buffered by the TIM, and transmits a PS-Poll signal to the base station A to transmit data. Is received (S202, S203). In addition, the wireless terminal H1 transmits data when receiving the CF-Poll control signal (transmission permission frame) from the base station A (S204, S205, S206). That is, permission for data transmission is given by base station A by polling with a CF-Poll control signal.
  • the CF-Poll control signal transmission permission frame
  • the base station A After receiving the data from the wireless terminal H1, the base station A transmits a CF-ACK + CF-End control signal to the wireless terminal H1, thereby notifying the wireless terminal H1 of the positive confirmation of data reception and simultaneously with the wireless terminal H1. Is instructed to stop (prohibit) data transmission (S207). Receiving the CF-ACK + CF-End control signal, the wireless terminal H1 stops data transmission (S208). The wireless terminal H1 in which the power save mode is valid transitions to the sleep state after stopping data transmission (S209).
  • the wireless terminal H2 in which the power save mode is invalid receives data from the base station A (S210), and transmits data upon receiving the CF-Poll control signal from the base station A (S211 and S212). , S213).
  • the base station A transmits a CF-ACK + CF-End control signal to the wireless terminal H2, thereby notifying the wireless terminal H2 of the positive confirmation of data reception and simultaneously instructing the wireless terminal H2 to stop data transmission.
  • Receiving the CF-ACK + CF-End control signal the wireless terminal H2 stops data transmission (S215).
  • the base station A transitions to the sleep state (S216), cancels the sleep state in the next beacon signal transmission timing period (S217), and transmits the beacon signal. (S219).
  • the wireless terminal H1 in the sleep state cancels the sleep state 111 in order to receive the next beacon signal (S218).
  • the base station A can transition to the sleep state and suppress power consumption.
  • the wireless terminal H1 in which the power save mode is valid transitions to the sleep state immediately after transmission / reception of desired data to suppress power consumption, and the wireless terminal H2 in which the power save mode is not valid transmits data after the offset time. Stopping power consumption can be reduced. As a result, the power consumption of the base station A and the wireless terminals H1 and H2 can be suppressed simultaneously.
  • the embodiment of the present invention it is possible to provide means for simultaneously realizing power saving of the base station and the wireless terminal in the infrastructure mode of the wireless system. As described above, according to each embodiment of the present invention, it is possible to simultaneously realize power saving between a communication device (base station) and a wireless terminal.

Abstract

　本発明の通信装置は、第１の無線ネットワーク上の第１の無線装置と無線通信する第１の無線通信部と、前記第１の無線通信部を介して前記第１の無線装置に周期的にビーコン信号を送信するビーコン送信部と、前記第１の無線装置によるデータ送信を許容する送信許可期間を決定する期間決定部と、前記送信許可期間を指示する制御信号を前記ビーコン信号を介して前記第１の無線装置に通知する通知部と、通信期間のうち前記送信許可期間と前記ビーコン信号の送信タイミング期間以外の休止期間においては前記第１の無線通信部への電力の供給を停止するように制御する電力管理部と、を備える。

Description

通信装置
　本発明は、通信装置に関する。
　IEEE802.11無線LAN規格には、無線端末が無線基地局に接続し、無線基地局を介して通信するインフラストラクチャモードが規定されており、さらに、インフラストラクチャモードにおいて無線端末の消費電力を抑えるための省電力機能（パワーセーブモード）が定義されている（非特許文献１）。これは、無線基地局ではなく無線端末側の省電力化を実現する機能であり、基地局から周期的に送信されるビーコン信号と同期して無線端末が無線通信モジュールをスリープ状態に遷移させることで電力消費を抑えるものである。スリープ状態に遷移した無線端末はデータを受信することができないため、無線基地局がデータを一時的にバッファリングし、ビーコン信号にTIM（Traffic Indication Map）を含めることによってその旨を無線端末に通知する。通知を受けた無線端末は無線基地局に対してポーリングを行なうことで、該データを無線基地局から受信することができる。
　一方、特許文献１には、インフラストラクチャモードにおける無線基地局の省電力化を図る方法が示されている。一般的に、インフラストラクチャモードにおける無線基地局は、いつ生じるか分からない無線端末からのデータの送信を常に待ち構えている必要があり、スリープ状態に遷移できない問題がある。特許文献１では、無線基地局がスリープ状態に遷移する前に、無線端末の送信を禁止するCTS（Clear To Send）フレームを無線端末に送信することで、無線基地局がスリープ状態に遷移する方法を提案している。
　上述の従来技術では、無線端末側の省電力機能と、無線基地局側の省電力機能の各々が示されているが、両方の省電力機能を同時に動作させる方法については述べられてはいない。近年、ノートPC（Personal Computer）やスマートフォン等の携帯端末はマルチインタフェース化(3G、WiMAX、Wi-Fi等)されつつあり、今後、携帯端末を無線基地局として設定して周辺のガジェット機器（ゲーム機、音楽再生機等）を接続し、携帯端末経由でインターネット（The Internet）にアクセスさせるという要求が出てくると予想される。このような構成では、無線基地局および無線端末はいずれもバッテリが有限な携帯端末となり得る。従って、インフラストラクチャを構成する無線基地局および無線端末の両方で同時に省電力化を図ることが重要となる。
　非特許文献１に規定された無線端末の省電力機能は、前述の通り、無線端末がスリープ状態を解除したタイミングでデータの送信および受信を行なう。従って、無線端末の省電力化を図る上では、データの送信および受信が可能となる期間を短くし、スリープ状態の期間を長く確保することが望ましい。一方、特許文献１は、無線端末のデータ送信を禁止する方式を採用しており、禁止を指示するCTSフレームをCSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）の仕組みを用いて送信する。従って、無線端末がデータを送信する機会と無線基地局がCTSフレームを送信する機会とに公平性が保たれることから、無線端末がデータを送信する前にCTSフレームを受信する可能性がある。この時、無線端末は速やかにスリープ状態に遷移することができず、省電力効果が低下する問題が生じる。また、特許文献１は、コンテンションウィンドウにおけるバックオフ時間を制御することで、無線端末がデータを送信する機会を優先する制御方法を提案している。しかし、この優先制御はあくまで最初の送信機会に対して働くものであり、複数のデータを連続送信する無線端末は、複数のデータの送信が完了する前にCTSフレームの受信を回避できず、速やかにスリープ状態に遷移することができない。従って、同様に省電力効果が低下する問題を生じる。
　本発明の一態様としての通信装置は、
　第１の無線ネットワーク上の第１の無線装置と無線通信する第１の無線通信部と、
　前記第１の無線通信部を介して前記第１の無線装置に周期的にビーコン信号を送信するビーコン送信部と、
　前記第１の無線装置によるデータ送信を許容する送信許可期間を決定する期間決定部と、
　前記送信許可期間を指示する制御信号を前記ビーコン信号を介して前記第１の無線装置に通知する通知部と、
　通信期間のうち前記送信許可期間と前記ビーコン信号の送信タイミング期間以外の休止期間においては前記第１の無線通信部への電力の供給を停止するように制御する電力管理部と、
　を備える。
本発明の一実施形態に係わる通信システムの構成例を示す図。 基地局Ａの構成例を示すブロック図。 基地局情報取得部の動作の処理の流れを示すフローチャート。 基地局情報の一例を示す図。 送信許可期間決定部、制御信号生成部、電力管理部の動作の流れを示すフローチャート。 基地局A、無線端末H1、無線端末H2間で制御信号およびデータを送受信する処理の流れの一例を示す図。 ビーコン信号の形式を示す図。 基地局A、無線端末H1、無線端末H2間で制御信号およびデータを送受信する処理の流れの他の例を示す図。
　以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施形態）
　図１に、本発明の一実施形態に係る通信システムの構成例を示す。
　図１において、１はインターネット、Zはインターネット１と接続する、携帯電話事業者が設置する3G基地局（第２の無線装置）、２は3G基地局Zが提供する無線リンク（第２の無線リンク）、３はIEEE802.11規格の無線リンク（第１の無線リンク）を示す。
　Aは携帯電話端末とIEEE802.11無線基地局を兼ねた通信装置（基地局）を示し、基地局Aは無線リンク２に対しては携帯電話端末として動作し、無線リンク３に対してはIEEE802.11無線基地局として動作する。
　H１およびH２は、それぞれ無線リンク（第１の無線リンク）３を介して基地局Aと接続された無線端末（第１の無線装置）である。無線端末H1はIEEE802.11規格のパワーセーブモードが有効であり、無線端末H2はパワーセーブモードが無効であるとする。
　基地局（通信装置）Aおよび基地局Zは3G規格に従った無線ネットワーク（第２の無線ネットワーク）を形成して互いに無線通信を行なう。基地局Aと無線端末H1、H2とはIEEE802.11の無線LAN規格に従った無線ネットワーク（第１の無線ネットワーク）を形成して互いに無線通信を行う。無線端末H1およびH2は基地局Aを介してインターネット１にアクセスすることが可能である。
　なお、図１には、無線リンク３に接続する無線端末が２台の例を示しているが、２台以上の無線端末が無線リンク３と接続しても構わない。
　図２に、本実施形態に係る基地局（通信装置）Aの構成例を示す。
　基地局Aは、３G無線通信部９、IEEE802.11無線通信部１０、基地局情報取得部１２、記憶部１１、送信許可期間決定部１３、制御信号生成部１４、電力管理部１５、ブリッジ部（中継部）１６を備えている。
　３G無線通信部（第２の無線通信部）９は、無線リンク２を介して基地局Ｚと無線通信を行なう。３G無線通信部９は、無線リンク２を介して無線端末Ｈ１、Ｈ２宛に受信したデータを、ブリッジ部１６を介してIEEE802.11無線通信部１０に渡す。
　IEEE802.11無線通信部（第１の無線通信部）１０は、無線リンク３を介して無線端末Ｈ１，Ｈ２と無線通信を行なう。IEEE802.11無線通信部１０は、３G無線通信部９からブリッジ部１６を介して渡されたデータを内部のバッファに記憶し、必要な手続に従ってバッファ内のデータを無線端末Ｈ１、Ｈ２に送信する。またIEEE802.11無線通信部１０は、無線端末Ｈ１、Ｈ２からインターネット上の装置宛のデータを受信したら、これをブリッジ部１６を介して３G無線通信部９に渡す。３G無線通信部９では渡されたデータを、無線リンク２を介して送信する。IEEE802.11無線通信部１０は、制御信号生成部１４により一定周期毎に生成されるビーコン信号（制御信号）を無線端末Ｈ１、Ｈ２に送信する。
　ブリッジ部１６は、３Ｇ無線通信部９とIEEE802.11無線通信部１０との間をブリッジすることにより、IEEE802.11規格のLANネットワーク（第１の無線ネットワーク）と3G規格の無線ネットワーク（第２の無線ネットワーク）間の通信を中継する。
　基地局情報取得部１２は、無線リンク２、３の状態に関する情報である基地局情報（後述する図４参照）を取得する。無線リンク３に関する基地局情報は特に第１のリンク情報、無線リンク２の状態に関する情報は特に第２のリンク情報と称される。基地局情報取得部１２は、第１のリンク情報を取得する第１の情報取得部と、第２のリンク情報を取得する第２の情報取得部とを備える。
　記憶部１１は、基地局情報取得部１２により取得された基地局情報（第１および第２のリンク情報）を内部に記憶する。
　送信許可期間決定部１３は、記憶部１１内の基地局情報に従って、無線端末Ｈ１、Ｈ２によるデータ送信を許可する送信許可期間を設定する。送信許可期間の設定は、たとえば直前のビーコン信号の送信から次のビーコン信号の送信までの各ビーコン間隔期間において行う。また、たとえば送信許可期間の起点はビーコン間隔期間の開始時点である。期間の長さはビーコン間隔期間毎に計算してもよいし複数のビーコン間隔期間毎に計算してもよい。
　制御信号生成部（ビーコン送信部、通知部）１４は、一定周期でビーコン信号を生成し、生成したビーコン信号に上記送信許可期間を指定した制御信号を含めてIEEE802.11無線通信部１０を介して送信する。これによりビーコン信号を受信した無線端末は、ビーコン間隔期間のうち、ビーコン信号で指定された送信許可期間の間のみデータ送信を行い、それ以外の期間（送信禁止期間）の間はデータ送信を停止する（データ受信は禁止されない）。
　電力管理部１５は、上記送信許可期間と、ビーコンの送信タイミング期間との間、IEEE802.11無線通信部１０に電力を供給し、通信期間のうち上記送信許可期間とビーコンの送信タイミング以外の期間（休止期間）の間は、IEEE802.11無線通信部１０への電力供給を停止するように制御する。
　図２の各要素９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６は、ハードウェアとして構成されてもよいし、基地局A上で実行されるソフトウエアモジュールとして構成されてもよい。
　図３は、基地局情報取得部１２の処理手順の一例を示すフローチャートである。
　まず、基地局情報取得部１２は、３G無線通信部９から、無線リンク２の状態に関する基地局情報（第２のリンク情報）を取得する（S１１）。この基地局情報は、無線リンク２と接続を確立しているか、それとも、切断しているかを示すインタフェースの稼動状態（例えば、OSで設定するインタフェースのアップ・ダウン情報など）と、無線リンク２の通信品質に関わる統計情報とを含む。統計情報としては、例えば、RSSI（Received Signal Strength Indicator）、BER（Bit Error Rate）、FER（Frame Error Rate）などがある。
　次に、基地局情報取得部１２は、IEEE802.11無線通信部１０から、無線リンク３の状態に関する基地局情報（第１のリンク情報）を取得する（S１２）。この基地局情報は、無線リンク１０の利用状況に関わる統計情報を含む。この統計情報としては、例えば、無線端末の接続数、単位時間のトラフィック量などがある。トラフィック量は、単位時間に無線リンク３で通信したデータ量もしくはパケット数で表し、例えば、bps（bit per seconds）やpps（packet per seconds）の単位で表される。なお、無線端末の接続数および単位時間の無線トラフィック量は、インフラストラクチャモードにおいて基地局のみが知り得る特有の統計情報である。
　最後に、基地局情報取得部１２は、取得した基地局情報を記憶部１１に登録する（S１３）。基地局情報の一例を図４に示す。
　図５は、送信許可期間決定部１３、制御信号生成部１４、電力管理部１５の処理手順の一例を示すフローチャートである。
　まず、送信許可期間決定部１３は記憶部１１から基地局情報を取得し（S２１）、取得した基地局情報から送信許可期間長を計算し、送信許可期間長の期間をビーコン間隔期間において送信許可期間として決定する（S２２）。ここではビーコン間隔期間の開始時点から上記送信許可期間長だけ連続する期間を送信許可期間として決定する。そして、制御信号生成部１４は、決定した送信許可期間を指定する制御信号（すなわちビーコン間隔期間のうち、送信許可期間ではデータ送信を許可し、それ以外の送信禁止期間ではデータ送信の禁止を指示する制御信号）を含むビーコン信号を生成して送信する（Ｓ２３）。
　ここで、基地局Aは、送信許可期間長の基準値を、内部的に管理しているものとし、本実施形態では例えば100msecであるとする。また、この基準値は管理者がウェブブラウザ等を用いて基地局AのGUIにアクセスし、変更可能となるようにしてもよい。以下、基地局情報に応じた送信許可期間長の計算例を示す。
＜送信許可期間長の計算例＞
（１）インタフェース稼動状態に基づく送信許可期間長の計算例
　３G無線通信部９のインタフェース稼動状態がDOWNの場合には、無線リンク３に接続する無線端末H1、H2が送信したデータは基地局Aの内部で破棄される。すなわち、インタフェース稼動状態がDOWNの場合には無線端末H1、H2がデータを送信する機会を極力抑えることが望ましい。従って、例えば、送信許可期間長を最小値に設定するというルールを設定する。ここで、最小値は基地局Aが内部的に管理しているものとし、本実施例では例えば10msecであるとする。また、この最小値は管理者がウェブブラウザ等を用いて基地局AのGUIにアクセスし、変更可能となるようにしてもよい。図４におけるインタフェース稼動状態がDOWNである例においては、送信許可期間長は最小値の10msecとなる。
（２）RSSIに基づく送信許可期間長の計算例
　インターネットアクセス用の無線リンク２のRSSIが著しく低下した場合には、無線リンク２で多くの通信データが損失し通信できない状態となる。すなわち、RSSIが著しく低下した場合には無線端末H1、H2がデータを送信する機会を極力抑えることが望ましい。従って、例えば、RSSIがある一定の閾値を下回った場合には送信許可期間長を最小値に設定するというルールを設定する。ここで、閾値および最小値は基地局Aが内部的に管理しているものとし、本実施形態では例えば閾値は-70dBm、最小値は10msecであるとする。この閾値および最小値は管理者がウェブブラウザ等を用いて基地局のGUIにアクセスし、変更可能となるようにしてもよい。図４におけるRSSIが-80dBmである例においては、-70dBmの閾値を下回るため、送信許可期間長は最小値の10msecとなる。
（３）BERに基づく送信許可期間長の計算例
　インターネットアクセス用の無線リンク２のBERが著しく増加した場合には、無線リンク２で多くの通信データが損失し通信できない状態となる。すなわち、BERが著しく増加した場合には無線端末H1、H2がデータを送信する機会を極力抑えることが望ましい。従って、例えば、BERがある一定の閾値を上回った場合には送信許可期間長を最小値に設定するというルールを設定する。ここで、閾値および最小値は基地局Aが内部的に管理しているものとし、本実施形態では例えば閾値は10%、最小値は10msecであるとする。また、この閾値および最小値は管理者がウェブブラウザ等を用いて基地局AのGUIにアクセスし、変更可能となるようにしてもよい。図４におけるBERが50%である例においては、10%の閾値を上回るため、送信許可期間長は最小値の10msecとなる。
（４）FERに基づく送信許可期間長の計算例
　インターネットアクセス用の無線リンク２のFERが著しく増加した場合には、無線リンク２で多くの通信データが損失し通信できない状態となる。すなわち、FERが著しく増加した場合には無線端末H1、H2がデータを送信する機会を極力抑えることが望ましい。従って、例えば、FERがある一定の閾値を上回った場合には送信許可期間長を最小値に設定するというルールを設定する。ここで、閾値および最小値は基地局Aが内部的に管理しているものとし、本実施形態では例えば閾値は10%、最小値は10msecであるとする。また、この閾値および最小値は管理者がウェブブラウザ等を用いて基地局のGUIにアクセスし、変更可能となるようにしてもよい。図５におけるFERが50%である例においては、10%の閾値を上回るため、送信許可期間長は最小値の10msecとなる。
（５）無線端末接続数に基づく送信許可期間長の計算例
　無線端末接続数が増加するに伴い、無線リンク３のトラフィック量が増加する可能性がある。トラフィック量が増加するに伴って送信許可期間長を拡大しなければ、基地局Aおよび無線端末H1、H2の内部でデータが破棄される可能性がある。従って、例えば、無線端末１台につき送信許可期間長を20msec延長するというルールを設定する。図５における無線端末接続数が5台である例においては、送信許可期間長は「基準値100msec＋無線端末数5台×20msec」と計算し、200msecとなる。
（６）トラフィック量に基づく送信許可期間長の計算例
　トラフィック量が増加するに伴って送信許可期間長を拡大しなければ、基地局Aおよび無線端末H1、H2の内部でデータが破棄される可能性がある。従って、例えば、トラフィック量200ppsにつき送信許可期間長を20msec延長するというルールを設定する。図４におけるトラフィック量が1000ppsである例においては、送信許可期間長は「基準値100msec＋トラフィック量1000pps÷200pps×20msec」と計算し、200msecとなる。
　ここでは各種基地局情報の内の１つから送信許可期間長を計算する例を示したが、以下のように、複数の基地局情報を組み合わせて計算してもよい。
　例えば、送信許可期間長を最小値に設定する（１）、（２）、（３）、（４）の計算例を組み合わせる場合は、インタフェース稼動状態がDOWNである、RSSIが閾値を下回る、FERが閾値を上回る、BERが閾値を上回る、のうちいずれか１つの最小値条件が満たされれば、最小値に設定する方式を採用できる。
　送信許可期間長を拡大する（５）、（６）の計算例を組み合わせる場合は、例えば、無線端末１台につき送信許可期間長を20msec延長し、さらに、トラフィック量200ppsにつき送信許可期間長を20msec延長する、というように延長期間を足し合わせる方式を採用できる。例えば、図４における無線端末接続数が5台、トラフィック量が1000ppsである例においては、送信許可期間長は「基準値100msec＋無線端末数5台×20msec＋トラフィック量1000pps÷200pps×20msec」と計算し、300msecとなる。
　なお、送信許可期間長を最小値に設定する（１）、（２）、（３）、（４）の少なくとも１つ以上と、送信許可期間長を拡大する（５）、（６）の少なくとも１つ以上とを組み合わせる場合は、前者の計算結果を優先する。従って、（１）、（２）、（３）、（４）のそれぞれに対応する上記最小値条件のうちのいずれか１つが満たされれば送信許可期間長を最小値に設定し、このとき、無線端末接続数、トラフィック量がいかなる値を示していても（５）もしくは（６）の計算は行なわず送信許可期間の延長は行なわない。
　電力管理部１５は、ビーコン信号の送信タイミング期間と、上記で決定した送信許可期間の間、無線通信部１６へ給電を行い、通信期間のうち送信許可期間とビーコンの送信タイミング期間以外の休止期間の間は、無線通信部１６への給電を停止するように制御する（S２４）。
　以降、基地局AはS２１～S２４を、周期的に繰り返し行う。
　以下、図６を用いて、ステップS２３およびS２４の具体的な処理の流れについてさらに詳細に説明する。
　図６は、図１における基地局A、無線端末H1、無線端末H2で制御信号およびデータの送受信を行なう処理の流れの一例を示している。
　本例ではビーコン信号として、IEEE802.11で規定されたQuiet IE(Quiet Information Element)フィールドを含むビーコン信号を用いる。このフィールドは、データ送信の禁止を開始するオフセット時間を指定するフィールド（Quiet Offsetフィールド）と、データ送信の禁止を解除するまでの禁止時間を指定するフィールド（Quiet Durationフィールド）を含む。このビーコン信号を用いるとき、制御信号はQuiet IEのQuiet DurationフィールドおよびQuiet Offsetフィールドのデータ信号であり、送信許可期間決定部１３は、オフセット時間と、禁止時間とを計算することにより送信許可期間の設定を行う。ここでは、ビーコン信号の送信周期が500msecに設定され、オフセット時間が100msec、禁止時間が、ビーコン信号の送信周期からオフセット時間を減算した400msecと計算したとする。また、無線端末H1はパワーセーブモードが有効であり、無線端末H2はパワーセーブモードが無効であるとする。
　まず、基地局Aは、無線端末H1宛のデータ（たとえばインターネット２から届いたデータ）がある旨を通知するTIMと、Quiet IEとを含めたビーコン信号を送信する（Ｓ１０１）。ビーコン信号の形式を図７に示す。Quiet IEのQuiet Durationフィールドには400msec、Quiet Offsetフィールドには100msecを設定する。これにより、ビーコン信号を受信した無線端末H1および無線端末H2に対して、受信から100msec（オフセット時間）の期間（送信許可期間）の間、データを送信することを許可し、100msec経過後からさらに400msec（禁止時間）が経過するまでの送信禁止期間の間、データの送信を停止するように仕向けることができる。なおＳ１０１で送信されたビーコン信号では、400msec経過後については、データ送信は禁止されていない。
　基地局Ａはビーコン信号の送信毎にQuiet DurationおよびQuiet Offset等のパラメタ（すなわち禁止時間とオフセット時間を計算する）ことが可能である。ここで、Quiet Durationに設定する禁止時間をビーコン信号の送信周期より大きく設定することもでき、この場合、無線端末が電波干渉等により次のビーコン信号を受信できなかった場合にも、さらに次のビーコン信号の送信まで無線端末のデータの送信を抑制するように仕向けることができる。
　ここで、ビーコン信号は、基地局が無線端末に対して無線リンクの存在および可用性を周期的に広告することを目的とした制御信号であり、パワーセーブモードに遷移した無線端末はビーコン信号の送信周期と同期してスリープ状態を解除して確実にビーコン信号の受信処理を行なう。従って、ビーコン信号により送信許可期間を通知する方法は、特許文献１で示した通知方法と比較して、無線端末に確実に情報を通知する上で最も適した部であると言える。
　ビーコン信号を受信した無線端末H１および無線端末H２は、100msec（オフセット時間）が経過するまではデータ送信が許可される。無線端末Ｈ１は、Ｓ１０１で基地局Aから自分宛のデータをバッファリングしている旨の通知を受けたため、基地局AをポーリングするためにIEEE802.11規格で規定されたPS-Pollを送信して、自分宛のデータを基地局Aから受信し、また必要に応じてデータを基地局Aに送信する（Ｓ１０２～Ｓ１０４）。パワーセーブモードが有効である無線端末H１は、データの送受信を行なった後にスリープ状態に遷移する（Ｓ１０５）。また、パワーセーブモードが無効である無線端末H２は、オフセット時間の間（送信許可期間の間）、データの送受信を行なう（Ｓ１０６、Ｓ１０７）。
　なお、図６で示したデータの送受信処理の順序は一例であり、実際にはCSMA/CAの仕組みによって決まる順序に応じてデータは送受信される。
　ビーコン信号の送信から100msec（オフセット時間）が経過したら、基地局Aはスリープ状態に遷移し（Ｓ１０８）、無線端末H２はデータの送信を停止する（Ｓ１０９）。さらに、次のビーコン信号を送信する送信タイミング期間になったら、基地局Aはスリープ状態を解除して（Ｓ１１０、Ｓ１１１）、ビーコン信号を送信する（Ｓ１１２）。一方、無線端末Ｈ１は、ビーコン信号の受信から100msec（オフセット時間）が経過し、さらに400msecの時間が経過する直前に、次のビーコン信号の受信（Ｓ１１２）のため、スリープ状態１１１を解除する（Ｓ１１１）。当該次のビーコン信号では前回と同じ制御信号が設定され、当該次のビーコン信号を受信した無線端末H２は、オフセット時間の間、データの送受信を再開する（Ｓ１１３）。
　本実施形態ではビーコン間隔期間の開始時点から送信許可期間長の期間を送信許可期間として決定したが、送信許可期間は、ビーコン間隔期間内で分割して設定されても構わない。たとえば送信許可期間長が200 msecのとき、図６の例においてオフセット時間を100 msec、禁止時間を300 msecとし、オフセット時間100 msecの期間と、禁止時間経過後、次のビーコン信号の送信までの100 msecの期間とを送信許可期間としてもよい。
　以上より、基地局Aは一定の周期で送信するビーコン信号の周期期間の間でスリープ状態に遷移して消費電力を抑えることが可能となる。また、パワーセーブモードが有効な無線端末H１は所望するデータの送受信後には速やかにスリープ状態に遷移して消費電力を抑え、パワーセーブモードが有効でない無線端末Ｈ２はオフセット時間の後、禁止時間の間データ送信を停止することで消費電力を抑えることができる。これらにより基地局Ａ、無線端末Ｈ１、Ｈ２の消費電力を同時に抑えることが可能となる。
（第２の実施形態）
　第１の実施形態ではQuiet IEのQuiet DurationフィールドおよびQuiet Offsetフィールドを利用して無線端末のデータ送信を制御したが、本実施形態では、IEEE802.11規格で規定されたCF-Poll制御信号およびCF-ACK+CF-End制御信号を使用してデータ送信を制御する場合について説明する。本実施形態における基地局のブロック図および動作フロー図は第１の実施形態と同じである。本実施形態では特に制御信号生成部１４の動作が第１の実施形態と異なっており、以下では第１の実施形態との差分について説明する。
　本実施形態における制御信号生成部（データ送信制御部）１４は、送信許可期間の間、無線端末Ｈ１、Ｈ２にそれぞれ個別に、データ送信を許可する送信許可フレーム（制御信号）と、データ送信を禁止する送信禁止フレーム（制御信号）とをこの順序でIEEE802.11無線通信部１０を介して送信する。これにより制御信号生成部１４は、無線端末Ｈ１、Ｈ２が送信許可フレームを受けてから送信禁止フレームを受けるまでの間のみデータ送信を行うように制御する。無線端末Ｈ１、Ｈ２は、送信禁止フレームを受けた後は、送信許可フレームを再度受信するまでデータ送信を行うことができない。
　図８は、制御信号としてCF-Poll制御信号（送信許可フレーム）およびCF-ACK+CF-End制御信号（送信禁止フレーム）を使用する場合の、S２３およびS２４の具体的な処理の流れの一例を示す。CF-Poll制御信号はデータ送信の開始を指示する信号であり、たとえば上記送信許可フレームに相当する。CF-ACK+CF-End制御信号は、データ受信の肯定確認を示すと同時にデータ送信の停止を指示する信号であり、たとえば上記送信禁止フレームに相当する。送信許可期間は、ビーコン間隔期間の開始時点から連続する100msecとし、また、ビーコン信号の送信周期は500msecに設定されているものとする。また、無線端末H１はパワーセーブモードが有効であり、無線端末H2はパワーセーブモードが無効であるとする。
　まず、基地局Aは、無線端末H1宛のデータがある旨を通知するTIMを含めたビーコン信号を送信する（Ｓ２０１）。
　次に、基地局Ａは、ビーコン信号の送信から100msecが経過するまでは、無線端末H１および無線端末H２とデータ送受信を行なう。より詳細には、パワーセーブモードが有効である無線端末H１は、基地局AからTIMによりバッファリングしているデータがある旨の通知を受けて基地局AにPS-Poll信号を送信してデータを受信する（Ｓ２０２、Ｓ２０３）。また、無線端末H１は基地局AからCF-Poll制御信号（送信許可フレーム）を受信したことを契機にデータの送信を行なう（Ｓ２０４、Ｓ２０５、Ｓ２０６）。すなわちデータ送信の許可は基地局AがCF-Poll制御信号によりポーリングを行って与える。基地局Aは、無線端末H１からデータを受信した後、無線端末Ｈ１にCF-ACK+CF-End制御信号を送信することで、データ受信の肯定確認を無線端末Ｈ１に通知すると同時に無線端末H１に対しデータ送信の停止（禁止）を指示する（Ｓ２０７）。CF-ACK+CF-End制御信号を受けた無線端末Ｈ１はデータ送信を停止する（Ｓ２０８）。パワーセーブモードが有効である無線端末H１は、データ送信を停止した後にスリープ状態に遷移する（Ｓ２０９）。
　パワーセーブモードが無効である無線端末H２は、基地局Aからデータを受信するとともに（Ｓ２１０）、基地局AからCF-Poll制御信号を受信したことを契機にデータの送信を行なう（Ｓ２１１、Ｓ２１２、Ｓ２１３）。基地局Aは無線端末H２にCF-ACK+CF-End制御信号を送信することで、データ受信の肯定確認を無線端末Ｈ２に通知すると同時に無線端末H２に対しデータ送信の停止を指示する。CF-ACK+CF-End制御信号を受けた無線端末Ｈ２はデータ送信を停止する（Ｓ２１５）。
　なお、図８で示したデータの送受信処理の順序は一例であり、実際にはCSMA/CAの仕組みによって決まる順序に応じてデータは送受信される。
　ビーコン信号の送信から100msec（オフセット時間）が経過したら、基地局Aはスリープ状態に遷移し（Ｓ２１６）、次のビーコン信号の送信タイミング期間で、スリープ状態を解除し（Ｓ２１７）、ビーコン信号を送信する（Ｓ２１９）。一方、スリープ状態の無線端末Ｈ１は、次のビーコン信号の受信のため、スリープ状態１１１を解除する（Ｓ２１８）。
　以上より、基地局Aはスリープ状態に遷移して消費電力を抑えることが可能となる。また、パワーセーブモードが有効な無線端末H１は所望するデータの送受信後には速やかにスリープ状態に遷移して消費電力を抑え、パワーセーブモードが有効でない無線端末Ｈ２はオフセット時間の後、データ送信を停止することで消費電力を抑えることができる。これらにより基地局Ａ、無線端末Ｈ１、Ｈ２の消費電力を同時に抑えることが可能となる。
以上のように本発明の実施形態によれば、無線システムのインフラストラクチャモードにおいて、基地局および無線端末の省電力化を同時に実現する手段を提供することが可能となる。　
　以上、本発明の各実施形態によれば、通信装置（基地局）と無線端末との省電力化を同時に実現することができる。

Claims (9)

  1. 　第１の無線ネットワーク上の第１の無線装置と無線通信する第１の無線通信部と、
    　前記第１の無線通信部を介して前記第１の無線装置に周期的にビーコン信号を送信するビーコン送信部と、
    　前記第１の無線装置によるデータ送信を許容する送信許可期間を決定する期間決定部と、
    　前記送信許可期間を指示する制御信号を前記ビーコン信号を介して前記第１の無線装置に通知する通知部と、
    　通信期間のうち前記送信許可期間と前記ビーコン信号の送信タイミング期間以外の休止期間においては前記第１の無線通信部への電力の供給を停止するように制御する電力管理部と、
    　を備えた通信装置。
  2. 　さらに、前記送信許可期間の間、前記第１の無線装置にデータ送信を許可する送信許可フレームと、前記データ送信を禁止する送信禁止フレームとを前記無線通信部を介して送信することにより前記第１の無線装置によるデータ送信を制御するデータ送信制御部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
  3. 　前記期間決定部は、直前のビーコン信号と次のビーコン信号とによって形成されるビーコン間隔期間の範囲で前記送信許可期間を決定し、
    　前記通知部は、前記直前のビーコン信号を介して前記送信許可期間を通知することを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
  4. 　前記第１の無線装置との第１の無線リンクの状態を示す第１のリンク情報を取得する第１の情報取得部をさらに備え、
    　前記期間決定部は、前記第１のリンク情報に基づいて前記送信許可期間を決定することを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
  5. 　前記第１の無線ネットワークとは別の第２の無線ネットワーク上の第２の無線装置と無線通信する第２の無線通信部と、
    　前記第１および第２の無線ネットワーク間の通信を中継する中継部と、
    　前記第２の無線装置との第２の無線リンクの状態を表す第２のリンク情報を取得する第２の情報取得部とをさらに備え、
    　前記期間決定部は、前記第１のリンク情報と前記第２のリンク情報に基づいて前記送信許可期間を決定することを特徴とする請求項４に記載の通信装置。
  6. 　前記制御信号は、前記ビーコン間隔期間の開始時点から前記データ送信の禁止を開始するまでのオフセット時間と、前記データ送信の禁止を解除するまでの禁止時間とを指定したことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
  7. 　前記ビーコン信号は、IEEE802.11で規定されたQuiet IE(Quiet Information Element)フィールドを含み、
    　前記オフセット時間と前記禁止時間とは前記Quiet IEフィールドに記載されたことを特徴とする請求項６に記載の通信装置。
  8. 　前記第１のリンク情報は、前記第１の無線装置の台数、または、単位時間当たりのトラフィック量、またはこれらの両方であることを特徴とする請求項７に記載の通信装置。
  9. 　前記第２のリンク情報は、前記第２の無線リンクの確立の有無、または、前記第２の無線リンクの通信品質、またはこれらの両方であることを特徴とする請求項８に記載の通信装置。
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