JP2015122798A - 無線通信装置及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低消費電力化が図られた無線通信装置及び無線通信方法を提供する。
【解決手段】本発明の実施形態による無線通信装置は、アンテナから受信信号が入力され、パケットを受信する受信部と、受信部で受信したパケットを解釈するパケット処理部と、アンテナから受信信号が入力され、パケットの受信の有無を検出するパケット検出部と、パケット検出部で検出されるパケットの受信の有無の時間的変化から得られるデータ列が、所定のパターンに対応するか否かを判定する判定部と、判定部での判定の結果に基づいて、パケット処理部への電力の供給を制御する電源制御部とを具備する。
【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は低消費電力化が図られた無線通信装置及び無線通信方法に関する。

無線基地局および無線端末を用いる無線ＬＡＮシステムが用いられている。ここで，無線基地局を低消費電力化するための技術が公開されている（特許文献１参照）。即ち，所定レベル以上の受信電力が検出された場合にのみ，無線基地局全体を動作させることで，その低消費電力化が図られる。

特開２００１−１５６７８８号公報

しかしながら，上記技術では，無線ＬＡＮと同じ周波数帯を使用する他システム（Bluetooth(R)や電子レンジ等）からの電波の受信により，無線基地局の消費電力が増大する可能性がある。

この発明は上記の問題を解決するためになされたものであり，電源の制御の確実性を向上した無線通信装置及び無線通信方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る無線通信装置は，アンテナから受信信号が入力され，パケットを受信する受信部と，前記受信部で受信したパケットを解釈するパケット処理部と，前記アンテナから受信信号が入力され，パケットの受信の有無を検出するパケット検出部と，前記パケット検出部で検出されるパケットの受信の有無の時間的変化から得られるデータ列が，所定のパターンに対応するか否かを判定する判定部と，前記判定部での判定の結果に基づいて，前記パケット処理部への電力の供給を制御する電源制御部とを具備する。

本発明の第１実施形態に係る無線ＬＡＮシステムを表すブロック図である。 端末の起動手順の一例を表す流れ図である。 図２の起動手順のときの信号の流れの一例を表す図である。 信号判定部の内部構成の一例を示すブロック図である。 電源制御部での信号の時間的関係を表すタイミングチャートである。 端末の休止手順の一例を表す流れ図である。 図６の休止手順のときの信号の流れの一例を表す図である。 本発明の第２実施形態に係る無線ＬＡＮシステムを表すブロック図である。 基地局の起動時の動作手順の一例を表す流れ図である。 図９の起動手順のときの信号の流れの一例を表す図である。 図９の起動手順のときの信号の流れの一例を表す図である。 基地局の休止手順の一例を表す流れ図である。 図１２の休止手順のときの信号の流れの一例を表す図である。 第３の実施の形態に係る無線ＬＡＮシステムでの端末，基地局の配置の一例を表す模式図である。 端末の内部構成を表すブロック図である。 基地局の内部構成を表すブロック図である。 端末の動作手順の一例を表すフロー図である。 端末の動作手順の一例を表すフロー図である。 図１７，図１８の動作手順のときの信号の流れの一例を表す図である。 第３の実施の形態に係る無線ＬＡＮシステムでの端末，基地局の配置の一例を表す模式図である。

（第１の実施の形態）
以下，図面を参照して，本発明の第１の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る無線ＬＡＮシステム１００を表すブロック図である。無線ＬＡＮシステム１００は，基地局１０１と，端末１０２とを含む。１台の基地局１０１には，少なくとも１台以上の端末１０２がアソシエーションして通信可能である。アソシエーションは，端末１０２が基地局１０１に通信可能に接続されていることをいう。

基地局１０１は，いわゆるアクセスポイントであり，送信制御部１０３，パケット処理部１０４，無線送受信部１０５，接続端末テーブル１２０を有する。

送信制御部１０３は，パケットの送信をパケット処理部１０４に指示する。このパケットには，送信停止指示パケットおよび基地局１０１の識別子を表す一連のパケットが含まれる。送信停止指示パケットは，端末１０２に対して送信の停止を指示するためのものであり，基地局１０１に接続している全ての端末１０２に送信される。

送信制御部１０３は，識別子送信用のタイマＴを有する。このタイマＴのタイムアウトによって，送信制御部１０３が識別子の送信を指示する。例えば，タイマＴが周期的にタイムアウトすることで，識別子が周期的に送信される。

パケット処理部１０４は，送信制御部１０３からの指示に従い，送信するパケットを生成する。また，パケット処理部１０４は，無線送受信部１０５が受信するパケットを解釈する。

無線送受信部１０５は，パケットを送受信する。具体的には，無線送受信部１０５は，パケット処理部１０４が生成したパケットを送信する。無線送受信部１０５は，端末１０２から送信されたパケットを受信する。

接続端末テーブル１２０は，基地局１０１に通信可能に接続（アソシエーション）される端末１０２を識別する識別子を記憶する。

端末１０２は，無線送受信部１０８と，パケット処理部１０７と，電源制御部１０６とを有する。

無線送受信部１０８は，パケットを送受信する。具体的には，無線送受信部１０８は，パケット処理部１０７が生成したパケットを送信する。無線送受信部１０５は，基地局１０１から送信されたパケットを受信する。

パケット処理部１０７は，無線送受信部１０８が受信するパケットを解釈する。

電源制御部１０６は，パケット処理部１０７と無線送受信部１０８の電源を制御するものであり，信号判定部１１０を有する。なお，信号判定部１１０の詳細は後述する。

（無線ＬＡＮシステム１００の動作）
以下，無線ＬＡＮシステム１００の動作について説明する。

Ａ．端末１０２の起動
図２は，端末１０２の起動手順の一例を表す流れ図である。図３は，図２の起動手順のときの信号の流れの一例を表す図である。図２，図３では，基地局１０１からの所定の識別子の送信によって，端末１０２内のパケット処理部１０７と無線送受信部１０８の電源が入れられる（端末１０２の起動）。

（１）タイマＴのタイムアウト（ステップＳ１１）
タイマＴがタイムアウトする。このタイムアウトが基地局１０１からの所定の識別子の送信の契機となる。例えば，周期的なタイムアウトにより，識別子が周期的に（例えば，１秒に１回）送信される。

（２）送信停止指示パケットの送受信（ステップＳ１２）
識別子の送信に先立ち，送信制御部１０３がパケット処理部１０４に対して送信停止指示パケット（例えば，「Quiet frame」）の送信を指示しても良い。この指示の結果，送信停止指示パケットが，パケット処理部１０４により作成され，無線送受信部１０５により送信される。基地局１０１にアソシエーションしている全ての端末１０２に送信停止指示パケットが送信される。

送信停止指示パケットを受信した端末１０２は，パケットの送信を所定時間停止する。この所定時間（送信停止時間ｔｓ）は，送信停止指示パケットにより指示可能である。このとき，送信停止時間ｔｓとして，識別子の送信に十分な時間（識別子の送信に要する時間ｔｉより長い時間，例えば，時間ｔｉの数倍〜１０倍程度）が指定される。基地局１０１からの識別子の送信中に，端末１０２からの送信が停止される。この結果，基地局１０１からの識別子を端末１０２が認識する確実性が向上する。

（３）識別子（ＩＤ）の送信（ステップＳ１３）
送信制御部１０３からの指示によりパケット処理部１０４が識別子の信号を生成する。送信制御部１０３が，それぞれのパケット長と送信間隔を指定して一連のパケットの送信を指示する。無線送受信部１０５からのパケット（信号）の送信の有無（送信および非送信）によって，「１」および「０」を表し，「１」，「０」の時間的変化によって表される識別子（ＩＤ）を構成する。所定の長さの送信状態の継続（パケット，例えば，データフレーム（Data frame）の送信）によって「１」が表される。所定の時間の非送信状態の継続（例えば，データフレームの非送信）によって「０」が表される。このパケットに，基地局１０１自身宛のパケット（データフレーム（Data frame））を用いることができる。

無線送受信部１０５は，パケット処理部１０４から受けたパケットを無線で送信する。パケット処理部１０４からのパケットの送出の有無に応じて，無線送受信部１０５からのパケットの送信の有無が切り替えられる。この送信の有無の切り替えが識別子の送信を意味する。

（４）誤り検出信号の送信（ステップＳ１４）
識別子の誤りを検出するための信号（誤り検出信号）を，識別子に付加して送信しても良い。例えば，識別子に含まれる１の数が偶数個，奇数個である場合それぞれで，誤り検出信号を０，１とする。図３では，識別子に含まれる１の個数が偶数（４個）なので，誤り検出信号は「０」となる。なお，誤り検出信号を，１ビットでなく，複数ビットで表しても良い。

（５）識別子および誤り検出信号の受信（ステップＳ１５）
端末１０２の電源制御部１０６が，基地局１０１からの信号（識別子と誤り検出信号）を受信する。電源制御部１０６は，所定時間の信号の受信を「１」と判定し，所定時間の信号の非受信を「０」と判定する。この受信，非受信の組み合わせにより，電源制御部１０６は識別子と誤り検出信号を検出する。

（６）識別子の検査（ステップＳ１６）
電源制御部１０６は，誤り検出信号により，識別子に誤りがないかを検査する。即ち，識別子を構成する各ビットを加算し，誤り検出信号と比較する。この加算結果と誤り検出信号が一致したとき，識別子に誤りが無いとされる。

（７）識別子の判別・電源の制御（ステップＳ１７，Ｓ１８）
識別子に誤りがない場合には，電源制御部１０６が，アソシエーションの可否を判別する。電源制御部１０６は，受信した識別子がアソシエーション可能な基地局１０１の識別子と一致するか否かを判別する。識別子が一致する場合，端末１０２が基地局１０１にアソシエーション可能と判定される。識別子が一致しない場合，端末１０２が基地局１０１にアソシエーション不能と判定される。

基地局１０１へのアソシエーションが不可の場合，電源制御部１０６は特に何の動作もしない。一方，基地局１０１へのアソシエーションが可能の場合，電源制御部１０６は端末１０２内のパケット処理部１０７と無線送受信部１０８の電源を入れる（端末１０２の起動）。これにより，端末１０２が基地局１０１にアソシエーション可能となる。

（電源制御部１０６の詳細）
電源制御部１０６は，識別子の認定のための信号判定部１１０を有する。

図４は，信号判定部１１０の内部構成の一例を示すブロック図である。信号判定部１１０は，非同期信号受信装置であり，信号検出器１１１，特定ビット検出部１１２，発振器１１３，カウンタ１１４，タイミング生成器１１５，データ取得部１１６，データ判定部１１７，メモリ部１１８で構成される。発振器１１３がカウンタ１１４とタイミング生成器１１５に接続されている。信号検出器１１１にアンテナからの受信信号が入力され，データ判定部１１７より判定信号が出力される。

信号検出器１１１は，信号（パケット）の有無を検出し，その結果を表すデータ信号を生成するものであり，パケットの受信の有無を検出するパケット検出部として機能する。

特定ビット検出部１１２は，識別子に先立って送信される特定ビットを検出し，カウンタ１１４でのカウントの開始，終了を制御する。

発振器１１３は，カウンタ１１４でのカウントの対象となるクロック信号を生成する。

カウンタ１１４は，特定ビット検出部１１２からの制御により，クロック信号をカウントする。

タイミング生成器１１５は，データ信号からデータを取得するタイミングを決定する。

データ取得部１１６は，タイミング生成器１１５で決定されたタイミングで，データ信号からデータを取得する。

データ判定部１１７は，取得されたデータの組み合わせが識別子と一致するか否かを判定するものであり，パケット検出部で検出されるパケットの受信の有無の時間的変化が，所定の識別子と対応するか否かを判定する判定部として機能する。

メモリ部１１８は，端末１０２がアソシエーション可能な基地局１０１の識別子（ＩＤ）を記憶する。

図５は，電源制御部１０６での信号の時間的関係を表すタイミングチャートである。電源制御部１０６の動作について図５のタイミングチャートを元に説明する。図５の（ａ）〜（ｉ）はそれぞれ次の信号を表す。

（ａ）：信号検出器１１１から出力されるデータ信号
（ｂ）：発信器１１３のクロック信号
（ｃ），（ｄ）：特定ビット検出部１１２の検出結果出力信号
（ｅ）：タイミング生成器１１５の出力タイミング信号
（ｆ），（ｇ）：カウンタ１１４のカウントデータ列
（ｈ）：データ取得部１１６で収集された受信信号のデータ列
（ｉ）：メモリ部１１８に記憶されているデータ列
信号検出器１１１は，アンテナからの受信信号から信号（例えば，パケット）の有無を検出し，データ信号を生成する（（ａ）参照）。具体的には，受信信号の強度が所定値以上であるか否かによって，受信信号を２値化し，データ信号を生成する。この２値化は，パケットの有無（信号の有無）のみを区別するためのものであり，パケットに含まれるデータの「１」，「０」を区別しない。パケットの非送信中での受信信号の強度は，送信側から信号自体が発せられないため，パケットの送信中での「１」，「０」の受信信号いずれの強度よりも小さい。このため，パケットの送信中での「１」，「０」の受信信号での低い方の強度と，無信号状態での受信信号の強度の間に閾値を設定して受信信号を二値化することで，パケットの有無を検出できる。

この例では，識別子（ＩＤ）に先だって，３ビットの特定ビットデータ「１，０，１」が送信されるものとする（（ａ）参照）。この特定ビットデータは，１ビットの「０」，「１」を交互に含み，非同期状態で識別子を受信可能とするために，付加される。即ち，特定ビットデータは，識別子の開始，および識別子を構成する「０」，「１」のビット（パルス）のパルス長（受信時間）の基準値を表す。

特定ビット検出部１１２は，信号検出器１１１から入力されるデータ信号から先頭ビット１の立ち上がりのエッジを検出し，その検出結果に対応する信号を出力する（（ｃ）参照）。

特定ビット検出部１１２での特定ビットデータの検出結果に基づいて，カウンタ１１４は，発振器１１３のクロック信号のカウントを開始，停止する。

特定ビット検出部１１２による特定ビットデータ「１」のビットの立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジの検出によって，カウンタ１１４はカウントを開始，停止する。カウンタ１１４はカウントの結果を保持する。ここでは，カウンタ１１４でのカウント数ｎ０は「５」となる（（ｆ）参照）。

特定ビット検出部１１２による次の特定ビットデータ「０」のビットの立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジの検出によって，カウンタ１１４はカウントを開始，停止する。カウンタ１１４はカウントの結果を保持する。ここでは，カウンタ１１４でのカウント数ｎ１は「５」となる（（ｇ）参照）。

タイミング生成器１１４は，（ｆ），（ｇ）のカウント数ｎ０，ｎ１が条件（１）を満足する場合，その後のデータ収集を開始する。ここではｎ０＝ｎ１＝５なので，条件（１）が満たされる。

ｎ１−α＜ｎ０＜ｎ１＋α …… 条件（１）
ここで，α：１以上の所定の定数（例えば，１，２）
特定ビットの３ビット目「１」に対し，タイミング生成器１１５はカウンタ数（ｎ０／２）のタイミングでデータを収集する。（ｎ０／２）は，小数点以下が繰り上げられる。この場合，ｎ０＝５のため，３カウント後のタイミングでデータが収集され（ｎ０／２＝３），データ「１」が得られる。

その後のデータ列に対しては，カウンタ数ｎ０の間隔でデータが収集される。この場合，ｎ＝５のため，５カウント後のタイミングでデータが収集され，データ「０」が得られる。

この後はカウンタ数ｎ０の間隔でデータ収集が続けられる。規定のデータビット数に達するかもしくはデータ終了の符号を受信するまで，データの収集が続けられる。この例では，データ列として特定ビットの３ビット目を含め，データ列「１，０，０，１，１，１，０」が取得される。

メモリ部１１８は，識別子ＩＤ等の固有データ列を記憶する（（ｉ）参照）。この場合，データ列「１，０，０，１，１，１，０」が記憶される。データ判定部１１７は，（ｈ），（ｉ）のデータ列が一致するか否かを判定し，判定結果を表す信号（例えば，一致を表す「１」の信号）を出力する。

信号検出器１１１を用いることで，非同期での信号受信が可能となる。即ち，発信器１１３からのクロック信号は，受信した識別子，すなわち入力されるデータ列のデータレートと関連性が無くて良い。また，短いデータ列の信号を受信できれば足りるため，発信器１１３が高精度である必要が無い。このため，発信器１１３への高価な水晶発信器等の使用，温度の補償，発振周波数の制御が不要となる。したがって，簡易な発振器１１３を用いて，信号判定部１１０を実現可能である。信号判定部１１０全体の１チップＩＣ化により（水晶発信器等の外部部品不要），低コスト化，実装面積の削減，低消費電力化が可能となる。

Ｂ．端末１０２の休止
図６は，端末１０２の休止手順の一例を表す流れ図である。図７は，図６の休止手順のときの信号の流れの一例を表す図である。図６，図７では，端末１０２内のパケット処理部１０７と無線送受信部１０８の電源が切られる（端末１０２の休止）。

（１）所定時間のビーコン（Beacon）の非受信の判断（ステップＳ２１）
パケット処理部１０７は，基地局１０１からのビーコンが所定期間非受信であるか否かを判断する。無線ＬＡＮ圏内では，端末１０２が基地局１０１からのビーコンを定期的に受信する。一方，無線ＬＡＮ圏外では，端末１０２が基地局１０１からのビーコンを受信しない。基地局１０１からのビーコンが所定期間非受信のとき，無線ＬＡＮ圏外と判断できる。

（２）電源の制御（ステップＳ２２）
ビーコンが所定時間非受信のとき，パケット処理部１０７は，パケット処理部１０７及び無線送受信部１０８への電源を切る（端末１０２の休止）。これにより，端末１０２が無線ＬＡＮ圏外の場合に，端末１０２の誤起動による消費電力の増大が防止される。

以上のように，本実施の形態によれば，以下の利点を有する。

（１）アソシエーション可能な基地局１０１の認識・電源制御
基地局１０１から識別子が送信され，確認された場合にのみ，端末１０２が起動される。即ち，基地局１０１と端末１０２との接続の可否（アソシエーション可否）に応じて，端末１０２を起動するか否か（電源ＯＮとするか否か）が定まり，低消費電力化が実現される。

（２）識別子の作成・認識容易
パケットを送信するパターン（パケット長（データフレームの長さ），送信間隔）によって識別子を容易に生成できる。端末１０２の電源制御部１０６がこのパターンから識別子を容易に認識できる。このデータフレームに，IEEE８０２．１１で規定されている自局宛データフレームを利用できる。

（３）識別子の送信の妨害の防止
識別子送信の前に基地局１０１が送信停止指示パケット（例えば，「Quiet frame」）を送信する。この結果，基地局１０１とアソシエーションしている全ての端末１０２が所定時間送信を停止し，基地局１０１からの識別子の送信の妨害が防止される。ここで，基地局１０１が送信する識別子の長さに基づいた時間だけ，送信停止指示パケットにより端末１０２の送信を停止することができる。この結果，基地局１０１が識別子を送信するために必要十分な時間だけ，端末１０２からの送信が停止され，スループットの低下が最小限に抑えられる。

（４）識別子の認識の誤り防止
識別子に誤り検出信号を付加し送信することで，識別子の誤認識が防止される。無線ＬＡＮシステム１００に隣接する他の基地局，端末等からの干渉によって，識別子に誤りが生じた場合，その旨を認識可能となる。その結果，端末１０２を誤って起動する可能性が低減される。

（５）無線ＬＡＮの圏外での低消費電力化
無線ＬＡＮ以外に別途無線通信装置を付加することなく，無線ＬＡＮの圏外での，端末１０２の消費電力の大幅な低減が可能となる。

ここで，本実施の形態において，端末１０２が基地局であっても良い。即ち，基地局１０１が近隣の基地局にパケットを送信して（例えば，図３参照），この基地局を起動させる（電源をＯＮする）。例えば，（１）基地局１０１にアソシエーションしている端末が所定台数以上の場合，（２）基地局１０１が処理するトラフィックが所定量以上の場合，（３）基地局１０１にアソシエーションしている端末からの信号の電界強度またはレートが所定レベル以下の場合，基地局１０１がパケットを送信して，他の基地局を起動させる。

他の基地局が起動することで，基地局１０１にアソシエーションしていた端末の一部は，新たに起動したこの基地局にアソシエーション可能となる。その結果，基地局１０１の負荷が低減され，無線ＬＡＮシステム１００の効率的な運用が可能となる。

（第２の実施の形態）
以下，図面を参照して，本発明の第２の実施の形態を詳細に説明する。図８は本発明の第２実施形態に係る無線ＬＡＮシステム２００を表すブロック図である。無線ＬＡＮシステム２００は，端末２０１と，基地局２０２と，を含む。１台の基地局２０２には，少なくとも１台以上の端末２０１がアソシエーションして通信可能である。

端末２０１は，送信制御部２０３，パケット処理部２０４，無線送受信部２０５，を有する。

送信制御部２０３は，パケットの送信をパケット処理部２０４に指示する。このパケットには，端末２０１の識別子を表す一連のパケットが含まれる。

送信制御部２０３は，識別子の送信を指示する。例えば，端末２０１が主装置（例えば，パーソナルコンピュータ（ＰＣ））に設置される場合，この主装置の電源が入ったことを送信制御部２０３が認識し，識別子の送信を指示する。

パケット処理部２０４は，送信制御部２０３からの指示に従い，送信するパケットを生成する。また，パケット処理部２０４は，無線送受信部２０５が受信するパケットを解釈する。

無線送受信部２０５は，パケットを送受信する。具体的には，無線送受信部２０５は，パケット処理部２０４が生成したパケットを送信する。無線送受信部２０５は，基地局２０２から送信されたパケットを受信する。

基地局２０２は，いわゆるアクセスポイントであり，無線送受信部２０８，パケット処理部２０７，電源制御部２０６，接続端末テーブル２２０を有する。

無線送受信部２０８は，パケットを送受信する。具体的には，無線送受信部２０８は，パケット処理部２０７が生成したパケットを送信する。無線送受信部２０５は，端末２０１から送信されたパケットを受信する。

パケット処理部２０７は，無線送受信部２０８が受信するパケットを解釈する。

電源制御部２０６は，パケット処理部２０７と無線送受信部２０８との電源を制御するものであり，信号判定部２１０を有する。信号判定部２１０は，第１の実施形態の信号判定部１１０と同様の構成を有する。

接続端末テーブル２２０は，基地局２０２に通信可能に接続（アソシエーション）される端末２０１を識別する識別子を記憶する。

（無線ＬＡＮシステム２００の動作）
以下，無線ＬＡＮシステム２００の動作について説明する。

Ａ．基地局２０２の起動
図９は，基地局２０２の起動時の動作手順の一例を表す流れ図である。図１０，図１１はそれぞれ，図９の起動手順のときの信号の流れの一例を表す図である。図９〜図１１では，端末２０１からの所定の識別子の送信によって，基地局２０２内のパケット処理部２０７と無線送受信部２０８の電源が入れられる（基地局２０２の起動）。

（１）端末２０１の起動（ステップＳ３１）
端末２０１が起動する。例えば，端末２０１を搭載する主装置（例えば，ＰＣ）の起動により，送信制御部２０３等が起動する。

（２）送信停止指示パケットの送受信（ステップＳ３２）
識別子の送信に先立ち，送信制御部２０３がパケット処理部２０４に対して送信停止指示パケット（例えば，「Quiet frame」）の送信を指示しても良い。この指示の結果，送信停止指示パケットが，パケット処理部２０４により作成され，無線送受信部２０５により送信される。端末２０１と同じチャネルを使用している全ての端末２０１に送信停止指示パケットが送信される。

送信停止指示パケットを受信した端末２０１は，パケットの送信を所定時間停止する。この所定時間（送信停止時間ｔｓ）は，送信停止指示パケットにより指示可能である。このとき，送信停止時間ｔｓとして，識別子の送信に十分な時間（識別子の送信に要する時間ｔｉより長い時間，例えば，時間ｔｉの数倍〜１０倍程度）が指定される。端末２０１からの識別子の送信中に，他の端末２０１からの送信が停止される。この結果，端末２０１からの識別子を基地局２０２が認識する確実性が向上する。

（３）識別子（ＩＤ）の送信（ステップＳ３３）
送信制御部２０３からの指示によりパケット処理部２０４が識別子の信号を生成する。第１の実施形態と同様，無線送受信部２０５からのパケット（信号）の送信の有無（送信および非送信）によって，「１」および「０」を表し，「１」，「０」の時間的変化によって表される識別子（ＩＤ）を構成する。

このパケットに，基地局２０２を探索するためのパケット（例えば，IEEE８０２．１１で定められた，「Probe request frame」）あるいは端末２０１自身宛のパケット（データフレーム（Data frame））を用いることができる。図１０，図１１ではそれぞれ，「Probe request frame」，「Data frame」によって，識別子を生成している。

無線送受信部２０５は，パケット処理部２０４から受けたパケットを無線で送信する。パケット処理部２０４からのパケットの送出の有無に応じて，無線送受信部２０５からのパケットの送信の有無が切り替えられる。この送信の有無の切り替えが識別子の送信を意味する。

ここで，識別子を複数回送信することが好ましい。例えば，基地局２０２の近隣で，他の無線システム（端末や基地局）が通信している場合，この通信の電波が端末２０１より送信される識別子と干渉する可能性がある。端末２０１が識別子を複数回送信することで，基地局２０２の電源制御部２０６が識別子を認識する可能性が高くなる。

識別子に「Probe request frame」を用いる場合，全チャネルで識別子を送信することが好ましい。基地局２０２の近隣の基地局が「Probe request frame」に対して，「Probe response frame」を返信し，端末２０１からの識別子の送信が阻害される可能性がある。無線ＬＡＮの全チャネルで「Probe request frame」による識別子を送信することで，基地局２０２の電源制御部２０６が識別子を認識できる可能性が高くなる。

（４）誤り検出信号の送信（ステップＳ３４）
識別子の誤りを検出するための信号（誤り検出信号）を，識別子に付加して送信しても良い。例えば，識別子に含まれる１の数が偶数個，奇数個である場合それぞれで，誤り検出信号を０，１とする。なお，誤り検出信号を，１ビットでなく，複数ビットで表しても良い。

（５）識別子および誤り検出信号の受信（ステップＳ３５）
基地局２０２の電源制御部２０６が，端末２０１からの信号（識別子と誤り検出信号）を受信する。電源制御部２０６は，所定時間の信号の受信を「１」と判定し，所定時間の信号の非受信を「０」と判定する。この受信，非受信の組み合わせにより，電源制御部２０６は識別子と誤り検出信号を検出する。

（６）識別子の検査（ステップＳ３６）
電源制御部２０６は，誤り検出信号により，識別子に誤りがないかを検査する。即ち，識別子を構成する各ビットを加算し，誤り検出信号と比較する。この加算結果と誤り検出信号が一致したとき，識別子に誤りが無いとされる。

（７）識別子の判別・電源の制御（ステップＳ３７，Ｓ３８）
識別子に誤りがない場合には，電源制御部２０６が，アソシエーションの可否を判別する。電源制御部２０６は，受信した識別子がアソシエーション可能な端末２０１の識別子と一致するか否かを判別する。識別子が一致する場合，端末２０１が基地局２０２にアソシエーション可能と判定される。識別子が一致しない場合，端末２０１が基地局２０２にアソシエーション不能と判定される。

端末２０１がアソシエーション不可の場合，電源制御部２０６は特に何の動作もしない。一方，端末２０１がアソシエーション可能の場合，電源制御部２０６は基地局２０２内のパケット処理部２０７と無線送受信部２０８の電源を入れる（基地局２０２の起動）。これにより，端末２０２が基地局２０１にアソシエーション可能となる。

以上では，端末２０１の起動に伴って（即ち，端末２０１の起動をトリガとして），基地局２０２が起動される。これに対して，端末２０１がアソシエーションしている基地局からの受信信号をトリガとして，基地局２０２を起動しても良い。具体的には，（１）受信信号の電界強度が所定値以下となること，（２）受信信号のレートが所定値を下回ること，（３）受信信号のＱｏＳパラメータが保証されなくなったこと等，をトリガとして，基地局２０２を起動できる。この場合，端末２０１の近隣の新たな基地局２０２が起動することで，端末２０１が所定レベル以上の品質で通信することが可能となる。

Ｂ．基地局２０２の休止
図１２は，基地局２０２の休止手順の一例を表す流れ図である。図１３は，図１２の休止手順のときの信号の流れの一例を表す図である。図１２，図１３では，基地局２０２内のパケット処理部２０７と無線送受信部２０８の電源が切られる（基地局２０２の休止）。

（１）アソシエーションしている端末２０１の有無の判断（ステップＳ４１）
パケット処理部２０７は，アソシエーションしている端末２０１の有無を判断する。端末２０１が基地局２０２にアソシエーションし通信する。一方，端末２０１が基地局２０２との接続を切断し（Disassociation），基地局２０２にアソシエーション（接続）する端末２０１が存在しなくなる可能性がある。この場合，基地局２０２の休止が可能と判断できる。

（２）電源の制御（ステップＳ４２）
アソシエーションしている端末２０１が存在しないとき，パケット処理部２０７は，パケット処理部２０７及び無線送受信部２０８への電源を切る（基地局２０２の休止）。これにより，アソシエーションしている端末２０１が無い場合に，基地局２０２の電力消費が低減される。

以上のように，本実施の形態によれば，以下の利点を有する。

（１）アソシエーション可能な端末２０１の認識・電源制御
端末２０１から識別子が送信され，確認された場合にのみ，基地局２０２が起動される。即ち，端末２０１と基地局２０２との接続の可否（アソシエーション可否）に応じて，基地局２０２を起動するか否か（電源ＯＮとするか否か）が定まり，低消費電力化が実現される。

（２）識別子の作成・認識容易
パケットを送信するパターン（パケット長（データフレームの長さ），送信間隔）によって識別子を容易に生成できる。基地局２０２の電源制御部２０６がこのパターンから識別子を容易に認識できる。このデータフレームに，IEEE８０２．１１で規定されている「Probe request」，自局宛「Data Packet」を利用できる。

（３）繰り返し送信による認識の誤り防止
識別子を複数回送信することで，基地局２０２の電源制御部２０６による識別子の誤認識を防止できる。例えば，基地局２０２の近隣で，他の端末や基地局が通信している場合，この通信の電波が端末２０１より送信される識別子と干渉する可能性がある。端末２０１が識別子を複数回送信することで，基地局２０２の電源制御部２０６が識別子を認識する可能性が高くなる。

識別子に「Probe request frame」を用いる場合，全チャネルで識別子を送信することが好ましい。基地局２０２の近隣の基地局が「Probe request frame」に対して，「Probe response frame」を返信し，端末２０１からの識別子の送信が阻害される可能性がある。無線ＬＡＮの全チャネルでProbe request frameによる識別子を送信することで，基地局２０２の電源制御部２０６が識別子を認識できる可能性が高くなる。

（４）識別子の認識の誤り防止
識別子に誤り検出信号を付加し送信することで，識別子の誤認識が防止される。無線ＬＡＮシステム２００に隣接する他の基地局，端末等からの干渉によって，識別子に誤りが生じた場合，その旨を認識可能となる。その結果，端末２０２を誤って起動する可能性が低減される。

（５）基地局２０２にアソシエーションする端末２０１が存在しない場合の低消費電力化
無線ＬＡＮ以外に別途無線通信装置を付加することなく，基地局２０２にアソシエーションする端末２０１が存在しない場合での，基地局２０２の消費電力の大幅な低減が可能となる。

（第３の実施の形態）
以下，図面を参照して，本発明の第３の実施の形態を詳細に説明する。図１４は，第３の実施の形態に係る無線ＬＡＮシステム３００を表す模式図である。無線ＬＡＮシステム３００は，端末３０１Ａ〜３０１Ｄ，基地局３０２を有する。基地局３０２の通信可能なエリアＡ内に，端末３０１Ａ〜３０１Ｃが配置されている。また，エリアＡ外に，端末３０１Ｄが配置されている。

端末３０１Ａ〜３０１Ｄはそれぞれ，中継機能を提供し，他の端末３０１Ａ〜３０１Ｄと基地局３０２間の通信を中継するようにできる。図１４では，端末３０１Ａが端末３０１Ｄと基地局３０２間の通信を中継する例を示している。この結果，基地局３０２は，直接通信可能なエリアＡを越えて，端末３０１Ｄと通信し，無線ＬＡＮを形成できる。

無線ＬＡＮシステム３００は，例えば，標準規格IEEE８０２．１１ｓに対応できる。端末３０１Ａ，基地局３０２はそれぞれ，例えば，標準規格IEEE８０２．１１ｓのMesh Point（ＭＡＰ），Mesh Portal（ＭＰＰ）として機能する。即ち，端末３０１Ｄは，端末３０１Ａ（ＭＡＰ），基地局３０２（ＭＰＰ）を介して，有線網へ接続できる。

図１５は，端末３０１Ａ（３０１）の内部構成を表すブロック図である。端末３０１は，通信制御部３０３，パケット処理部３０４，無線送受信部３０５，電池３０６，電源制御部３０７を含む。なお、端末３０１Ｂ〜３０１Ｄが中継機能を有する場合は、図１５と同様の構成となる。

通信制御部３０３は以下の（１）〜（４）として機能する。

（１）パケットの送信をパケット処理部３０４に指示する送信制御部
このパケットには，所定の識別子を表す一連のパケットが含まれる。

（２）基地局３０２を検知する基地局検知部
（３）基地局３０２と，他の端末３０１間の通信を中継する中継部
（４）所定の識別子を生成する生成部
パケット処理部３０４は，送信制御部３０３からの指示に従い，送信するパケットを生成する。また，パケット処理部３０４は，無線送受信部３０５が受信するパケットを解釈する。

無線送受信部３０５は，パケットを送受信する。具体的には，無線送受信部３０５は，パケット処理部３０４が生成したパケットを送信する。無線送受信部３０５は，基地局３０１，他の端末３０２から送信されたパケットを受信する。

電池３０６は，外部電源から供給される電力を蓄積する。

電源制御部３０７は，電池３０６からパケット処理部３０４と無線送受信部３０５への電力の供給を制御する。具体的には，パケット処理部３０４と無線送受信部３０５に供給される電力が低電力状態，高電力状態の２段階に切り替えられる。前者，後者をそれぞれ電源ＯＦＦ状態，電源ＯＮ状態という。なお，電源ＯＦＦ状態の場合でも，パケットの受信の時間的変化が所定の識別子と対応するか否かの判定は可能である。

電源制御部３０７は，以下の（１）〜（４）として機能する。

（１）パケットの受信の有無を検出するパケット検出部
（２）パケット検出部で検出されるパケットの受信の有無の時間的変化が，所定の識別子と対応するか否かを判定する判定部
（３）電池３０６が外部電源に接続されているか否かを検出する接続検出部
（４）電池３０６の残量を測定する測定部
図１６は，基地局３０２の内部構成を表すブロック図である。基地局３０２は，通信制御部３０８，パケット処理部３０９，無線送受信部３１０，有線送受信部３１１を含む。

通信制御部３０８は，パケットの送受信を制御する。

パケット処理部３０９は，通信制御部３０８からの指示に従い，送信するパケットを生成する。また，パケット処理部３０９は，無線送受信部３１０が受信するパケットを解釈する。

無線送受信部３１０は，パケットを無線で送受信する。具体的には，無線送受信部３１０は，パケット処理部３０９が生成したパケットを送信する。無線送受信部３１０は，端末３０１から送信されたパケットを受信する。

有線送受信部３１１は，パケットを有線で送受信する。具体的には，有線送受信部３１１は，パケット処理部３０９が生成したパケットを送信する。有線送受信部３１１は，有線網から送信されたパケットを受信する。

（無線ＬＡＮシステム３００の動作）
以下，無線ＬＡＮシステム３００の動作について説明する。図１７，図１８はそれぞれ，端末３０１Ｄ，３０１Ａの動作手順の一例を表すフロー図である。図１９は，図１７，図１８の動作手順のときの信号の流れの一例を表す図である。なお，当初，端末３０１Ａは電源ＯＦＦ状態とする（パケット処理部３０４，無線送受信部３０５が低消費電力状態）。

Ａ．端末３０１Ｄの動作
（１）基地局３０２の探索・接続（ステップＳ５１〜Ｓ５４）
接続要求に基づき，端末３０１Ｄは基地局３０２を探索する（ステップＳ５１，Ｓ５２）。接続要求は，基地局３０２との接続の要求を意味する。例えば，端末３０１Ｄ内で動作するプログラムから他の端末３０１，インターネットへの接続を要求するコマンドが発行される。なお，接続要求がない場合，接続要求が発生するまで端末３０１Ｄは待機する。

基地局３０２の探索（SCAN）は，アクティブ（Active Scan），パッシブ（Passive Scan）のいずれでも可能である。アクティブ方式では，基地局３０２からのビームを受信する。パッシブ方式では，基地局３０２に検出用のパケットを送信し，基地局３０２からの返信を受信する。

探索の結果，基地局３０２が検出されたら，基地局３０２と接続する（ステップＳ５３，Ｓ５４）。

（３）中継局（端末３０１Ａ）の探索・接続（ステップＳ５５〜Ｓ５７）
基地局３０２が検出されない場合，端末３０１Ｄは，中継局（他の端末３０１）を探索する。即ち，パケットの送信パターンを用いて，所定の識別子が送信される（ステップＳ５５）。次のように，この識別子には，種々のパケットを利用できる。

・端末３０１自身宛の所定の長さのData frame
・基地局３０２を探索するためのProbe request frame
なお，この識別子は無線ＬＡＮで使用可能な複数のチャネルを使用して複数回送信されても良い。

端末３０１Ｄが端末３０１Ａからの返信を受信することで（ステップＳ５６），端末３０１Ａを検出する。その後，端末３０１Ｄから端末３０１Ａに接続要求を送信することで，端末３０１Ｄが端末３０１Ａに接続される（ステップＳ５７，Ｓ５８）。

Ｂ．端末３０１Ａの動作
（１）電源ＯＮ（ステップＳ６１，Ｓ６２）
既述のように，端末３０１Ａは，電源ＯＦＦとする。端末３０１Ａが所定の識別子を受信することで，端末３０１Ａの電源がＯＮする（Ｓ６２）。即ち，パケット処理部３０４，無線送受信部３０５に電力が供給される。

なお，電池３０６が，外部電源に接続されていない場合や，電池３０６の残量が所定レベル以下の場合には，電源ＯＦＦ状態を維持しても良い。電池３０６の消耗による中継の中断を防止できる。

（２）基地局の探索・接続（ステップＳ６３〜Ｓ６５）
端末３０１Ａは基地局３０２を探索する（ステップＳ６３）。探索の結果，基地局３０２が検出されたら，端末３０１Ａは基地局３０２と接続する（ステップＳ６４，Ｓ６５）。

（３）中継局（端末３０１Ｂ，３０１Ｃ等）の探索・接続（ステップＳ６６〜Ｓ６８）
基地局３０２が検出されない場合，端末３０１Ａは，中継局（他の端末３０１）を探索する。即ち，パケットの送信パターンを用いて，所定の識別子が送信される（ステップＳ６６）。

端末３０１Ａが，返信を受信することで，端末３０１Ｂ，３０１Ｃを検出する。端末３０１Ａから端末３０１Ｂ，３０１Ｃに接続要求を送信することで，端末３０１Ｄが端末３０１Ｂ，３０１Ｃに接続される。近隣に存在する，他の端末３０１を起動し，中継局として利用できる。一方，端末３０１Ａが，所定時間以内に，返信を受信しない場合にはパケット処理部３０４，無線送受信部３０５を電源ＯＦＦ状態としてもよい（ステップＳ７３）。

（４）端末３０１Ａとの接続（ステップＳ７１〜Ｓ７３）
既述のように，端末３０１Ｄから端末３０１Ａに接続要求が送信される（ステップＳ５７）。この接続要求を受信すると（ステップＳ７１），端末３０１Ａは端末３０１Ｄと接続可能か否か判断する。接続可能であると判断した場合，端末３０１Ａは端末３０１Ｄと接続する（ステップＳ７２）。

ここで，起動した端末３０１Ａが，所定時間以内に，端末３０１Ｄからの接続要求を受信しない場合にはパケット処理部３０４，無線送受信部３０５を電源ＯＦＦ状態としてもよい（ステップＳ７３）。

以上では，基本的に，エリアＡ外の端末３０１Ｄが端末３０１Ａを中継して基地局３０２と接続する動作の一例を示した（図１４参照）。エリアＡ外の端末３０１Ｄが，エリアＡ外の端末３０１Ａと，エリアＡ内の端末３０１Ｂとを中継して，基地局３０２と接続することも可能である（図２０参照）。

ここで，他の端末３０１を起動するために使用する識別子は，同一の無線ＬＡＮシステムに属する端末３０１Ａ〜３０１Ｄの全てで同一にできる。さらに，同一の無線ＬＡＮシステムに属する全ての端末３０１は，同一のタイミングで同一の識別子に変更する機能を持っていてもよい。

本実施の形態は以下の利点を享受できる。

（１）エリアＡ外の端末３０１Ｄが，エリアＡの端末３０１Ａを経由して基地局３０２と通信できる。無線ＬＡＮの通信可能なエリアを広げることが可能となり，より高信頼な無線ＬＡＮシステムを実現できる。このとき，端末３０１，基地局３０２以外に別途無線通信装置を付加する必要が無い。

（２）エリアＡ内に存在する端末３０１を電源ＯＦＦ状態から電源ＯＮ状態とすることが可能である。基地局３０２のエリア内に存在する端末３０１が中継機能を提供するためには，常に電源ＯＮ状態とする必要がない。端末３０１自身に通信の必要がない場合に，電源ＯＦＦ状態としておいても中継機能を提供できる。この結果，端末３０１の低消費電力化が可能となる。

（３）電池３０６が外部電源に接続されていない場合や，電池３０６の残量が少ない場合，端末３０１が中継機能を提供しないことが可能である。他の端末３０１の通信を中継している端末３０１Ａの，通信中の電池切れ防止が可能である。

（４）同一システムに所属する端末３０１が同一の識別子を保持することができる。この場合，このシステムに所属しない端末３０１が，このシステムに所属する端末３０１を電源ＯＦＦ状態から電源ＯＮ状態とすることができなくなる。この結果，端末３０１の無駄な電力消費が防止され，低消費電力化が可能となる。

（５）識別子を同一システムに所属する全ての端末３０１が同時に変更しても良い。該システムに所属しない端末（第三者の端末）に該識別子を盗まれたとしても，所定時刻が経過すると該識別子が変更されるため，端末３０１の電源が不用意にONさせられること防ぐことが可能となる。

（その他の実施形態）
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく，実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また，上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより，種々の発明を形成できる。例えば，実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに，異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１００…無線ＬＡＮシステム，１０１…基地局，１０２…端末，１０３…送信制御部，１０４…パケット処理部，１０５…無線送受信部，１０６…電源制御部，１０７…パケット処理部，１０８…無線送受信部，１１０…信号判定部，１１１…信号検出器，１１２…特定ビット検出部，１１３…発振器，１１４…カウンタ，１１５…タイミング生成器，１１６…データ取得部，１１７…データ判定部，１１８…メモリ部

Claims (20)

1. アンテナから受信信号が入力され、パケットを受信する受信部と、
   前記受信部で受信したパケットを解釈するパケット処理部と、
   前記アンテナから受信信号が入力され、パケットの受信の有無を検出するパケット検出部と、
   前記パケット検出部で検出されるパケットの受信の有無の時間的変化から得られるデータ列が、所定のパターンに対応するか否かを判定する判定部と、
   前記判定部での判定の結果に基づいて、前記パケット処理部への電力の供給を制御する電源制御部とを具備する無線通信装置。
2. 前記受信部で用いられるクロック信号と異なるクロック信号を生成する発振部をさらに具備し、前記判定部は、前記発振部が生成したクロック信号を用いて前記データ列を得る請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記データ列を得るために用いられるクロック信号を生成する発振部をさらに具備し、
   前記発振部は、前記受信部にはクロック信号を供給しない請求項１に記載の無線通信装置。
4. 前記判定部は、前記データ列が、通信可能に接続される通信装置を識別する識別子に対応するか否かを判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線通信装置。
5. 前記電源制御部は、前記判定部での判定の結果に基づいて、前記受信部への電力の供給を制御する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
6. 他の無線通信装置を起動させるためのパケットを送信する送信部をさらに有する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の無線通信装置。
7. 前記無線通信装置が基地局であり、前記送信部は、接続している端末が所定の台数以上の場合、他の基地局を起動させるためにパケットを送信する請求項６に記載の無線通信装置。
8. 前記無線通信装置が基地局であり、前記送信部は、処理するトラフィックが所定量以上の場合、他の基地局を起動させるためのパケットを送信する請求項６に記載の無線通信装置。
9. 前記無線通信装置が基地局であり、前記送信部は、接続している端末からの信号の電界強度またはレートが所定レベル以下の場合に、他の基地局を起動させるためのパケットを送信する請求項６に記載の無線通信装置。
10. 前記送信部は、他の無線通信装置を起動させるためのパケットを送信する前に、接続している端末からのパケット送信を停止させる送信停止指示パケットを送信する請求項６乃至９のいずれか１項に記載の無線通信装置。
11. 前記他の無線通信装置を起動させるためのパケットは、自装置を識別する識別子に誤り検出信号を付加した情報を表す請求項６に記載の無線通信装置。
12. 前記無線通信装置が無線ＬＡＮの基地局であり、前記パケット検出部で検出されるパケットは、Probe request frameまたはData frameが用いられる請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の無線通信装置。
13. 前記無線通信装置が無線ＬＡＮの端末であり、前記電源制御部は、前記判定部によって、前記データ列が通信可能に接続される基地局を識別する識別子に対応すると判定された場合に、前記パケット処理部への電力の供給するよう制御する請求項５に記載の無線通信装置。
14. 外部電源から供給される電力を蓄積し、前記パケット処理部へ蓄積した電力を供給する電池をさらに具備し、
    前記電源制御部は、前記判定部によって前記データ列が所定のパターンに対応すると判定され、前記電池が前記外部電源に接続されている場合に、前記パケット処理部への電力を供給するよう制御する請求項５に記載の無線通信装置。
15. 外部電源から供給される電力を蓄積し、前記パケット処理部へ蓄積した電力を供給する電池をさらに具備し、
    前記電源制御部は、前記判定部によって前記データ列が所定のパターンに対応すると判定され、前記電池に蓄積された電力量が所定値以上である場合に、前記パケット処理部への電力を供給するよう制御する請求項５に記載の無線通信装置。
16. 前記無線通信装置は無線ＬＡＮの端末であり、
    無線ＬＡＮの基地局を検知する基地局検知部をさらに有し、
    前記送信部は、前記基地局検知部で基地局が検知されなかった場合に、他の無線通信装置を起動させるためのパケットを送信する請求項６に記載の無線通信装置。
17. 前記基地局検知部で基地局が検知された場合、前記受信部で受信したパケットを前記基地局に中継する中継部をさらに具備する請求項１６に記載の無線通信装置。
18. 前記所定のパターンは、所属する通信システム毎に定められたパターンであること請求項１に記載の無線通信装置。
19. 前記所定のパターンは、自装置が所属する通信システムに応じて定められた時刻が経過すると変更する請求項１８に記載の無線通信装置。
20. アンテナから受信信号が入力され、パケットを受信部が受信するステップと、
    前記受信部で受信したパケットをパケット処理部が解釈するステップと、
    前記アンテナから受信信号が入力され、パケットの受信の有無をパケット検出部が検出するステップと、
    前記パケット検出部で検出されるパケットの受信の有無の時間的変化から得られるデータ列が、所定のパターンに対応するか否かに基づいて、前記パケット処理部への電力の供給を電源制御部が制御するステップとを含む無線通信方法。

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