JP3708095B2

JP3708095B2 - 無線通信装置および無線通信方法

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Publication number: JP3708095B2
Application number: JP2003292395A
Authority: JP
Inventors: 島徹中; 立朋子足; 光清利; 本岳文坂
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-08-12
Filing date: 2003-08-12
Publication date: 2005-10-19
Anticipated expiration: 2023-08-12
Also published as: US7174161B2; EP1507434A2; US20050037802A1; JP2005064857A; CN100367678C; CN1581709A; EP1507434A3

Description

本発明は無線通信装置および無線通信方法に関する。

無線基地局（ＡＰ（Access Point）ともいう。以下、単に基地局と記す。）は、その電波の届くセル内に存在する無線通信装置（ＳＴＡ（Station）ともいう）に対して周期的にビーコン信号（beacon）を送信する。ビーコン信号は、基地局の時間情報、基地局と端末との通信を確立するための情報、次のビーコン信号が送信される時期、基地局における無線通信装置へ送信すべきデータの蓄積状況などの情報を含む。

無線通信装置は、基地局から周期的に送信されるビーコン信号を受信する。このビーコン信号により、無線通信装置はセル内の情報を把握し、基地局と同期し続けることができる。また、ビーコン信号は無線通信装置へ送信すべきデータの蓄積状況を含むので、無線通信装置は、基地局から当該無線通信装置へ送信すべき未送信データが基地局内に蓄積されているか否かを知ることができる。

従来の無線通信装置は、無線通信装置内の送受信システムの全体を停止させるドーズモード（Doze mode）と、送受信システムの全体を活動させるアウェイクモード（Awake mode）という２つのモードを有していた。ドーズモードは、アウェイクモードよりも、より低消費電力なモードである。未送信データが基地局内に蓄積されている場合には、無線通信装置はアウェイクモードになり、基地局から未送信データを受信していた。未送信データが基地局内に蓄積されていない場合には、無線通信装置はドーズモードになり、無線通信装置の電力消費を低減させていた。
特開平７−３２７２５６号公報特開平７−２５４８７２号公報

しかしながら、従来の無線通信装置は、基地局に未送信データが無い場合であっても、基地局から周期的に送信されているビーコン信号を受信するために、周期的にアウェイクモードになる必要がある。これは、無線通信装置にとって無駄な電力が必要になるという問題につながる。

この無駄な電力の消費をさらに低減させるために、従来の無線通信装置は、基地局から周期的に送信されるビーコン信号を毎回受信することなく間欠受信していた。

しかし、ビーコン信号を間欠受信する無線通信装置は、上記の問題を根本的に解決するものではない。また、この無線通信装置は、ビーコン信号を間欠受信するので、スループットの低下、データ送信の遅延、基地局におけるデータ蓄積量の増大等の問題が生じる。

そこで、本発明の目的は、基地局から無線通信装置へ送信されるデータのスループットを低下，データ送信の遅延，基地局におけるデータ蓄積量の増大等の問題を解決しつつ、消費電力を従来よりも低減させた無線通信装置を提供することである。

本発明に従った実施の形態による無線通信装置は、無線通信における基地局と通信可能な無線通信装置であって、アンテナと、前記アンテナを介して前記基地局から送信された信号を受信する受信処理部と、前記基地局の情報を含み前記基地局から周期的に送信される標識信号を処理する標識信号処理部と、前記基地局と前記無線通信装置とを通信接続するために、前記基地局との認証処理を実行する認証処理部と、前記受信処理部が前記標識信号を受信する時に前記認証処理部をオフ状態にしかつ前記受信処理部および前記標識信号処理部をオン状態にする制御部とを備えている。

本発明に従った実施の形態による無線通信方法は、無線通信における基地局から送信された信号を受信する受信処理部と、前記基地局の情報を含み前記基地局から周期的に送信される標識信号を処理する標識信号処理部と、前記基地局と前記無線通信装置とを通信接続するために前記基地局との認証処理を実行する認証処理部とを含む無線通信装置を用いた無線通信方法であって、
前記標識信号処理部が前記標識信号を受信していないときに、前記認証処理部、前記受信処理部および前記標識信号処理部をオフ状態にするステップと、前記受信処理部が前記標識信号を受信する時に、前記認証処理部をオフ状態にしかつ前記受信処理部および前記標識信号処理部をオン状態にするステップを具備する。

本発明に従った他の実施の形態による無線通信方法は、無線通信における基地局から送信された信号を受信する受信処理部と、前記基地局から前記無線通信装置へ送信されるべき送信データの有無を通知する標識信号を処理する標識信号処理部と、前記基地局と前記無線通信装置とを通信接続するために前記基地局との認証処理を実行する認証処理部とを含む無線通信装置を用いた無線通信方法であって、
前記標識信号処理部が前記標識信号を受信していないときに、前記認証処理部、前記受信処理部および前記標識信号処理部をオフ状態にするステップと、前記受信処理部が前記標識信号を受信する時に、前記認証処理部をオフ状態にしかつ前記受信処理部および前記標識信号処理部をオン状態にするステップと、前記受信処理部が前記標識信号によって前記送信データの有無を判断するステップと、前記送信データが有る場合に、前記受信処理部、前記標識信号処理部および前記認証処理部をオン状態にするステップと、前記送信データが無い場合に、前記受信処理部、前記標識信号処理部および前記認証処理部をオフ状態にするステップとを具備する。

本発明による無線通信装置は、基地局から無線通信装置へ送信されるデータのスループットを低下，データ送信の遅延，基地局におけるデータ蓄積量の増大等の問題を解決しつつ、消費電力を従来よりも低減させることができる。

以下、図面を参照し、本発明による実施の形態を説明する。これらの実施の形態は本発明を限定するものではない。

なお、本明細書中に用いる語句「標識信号」とは、「ビーコン信号」のことである。

また、本明細書中、オン状態とは、機能が働いている状態のことを指し、オフ状態とは、機能が止まっている状態のことをいう。

本発明による実施の形態に係る無線通信装置は、ビーコン信号を受信するときに、送受信システム全体を起動させることなく、ビーコン信号を処理するために必要な要素のみを起動させるレイジーモードになる。これにより、無線通信装置は、ビーコン信号を受信する際に、消費電力を低減させることができる。

以下の実施形態は、ＩＥＥＥ８０２．１１に従った無線ＬＡＮシステムに適用されている。しかし、本発明はＩＥＥＥ８０２．１１だけでなく、他の無線通信方式にも適用できる。また、以下の実施形態は、ＩＥＥＥ８０２．１１に従ったパワーセーブモードに基づいている。

（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る第１の実施形態に従った無線ＬＡＮシステムの構成図である。基地局ＡＰのセル内には、無線通信装置ＳＴＡ１、ＳＴＡ２およびＳＴＡ３が存在する。無線通信装置ＳＴＡ１、ＳＴＡ２およびＳＴＡ３は、基地局ＡＰを介して互いに通信することができる。尚、このセル内に存在する無線通信装置の数は３つに限定されず、ＳＴＡ間で通信を行なってもよい。

図２は、本発明に係る第１の実施形態に係る無線通信装置ＳＴＡのブロック図である。無線通信装置ＳＴＡは、図１に示す無線通信装置ＳＴＡ１〜ＳＴＡ３のいずれでもよい。

図２において、無線通信装置ＳＴＡは、アンテナ１０、受信処理部２０、送信処理部３０、状態判断部４０および制御部５０を備えている。状態判断部４０は、同期処理部４２、認証処理部４４およびアソシエーション処理部４６を含む。

受信処理部２０は、アンテナ１０を介して基地局ＡＰから送信された電波を受信し、この電波をデジタル変換する。送信処理部３０は、デジタル信号を送信電波信号に変換し、アンテナ１０を介して基地局ＡＰへ送信する。

同期処理部４２は、受信処理部２０によって処理されたビーコン信号に含まれる基地局の時間情報，基地局と端末との通信接続を確立するための情報，次のビーコン信号が送信される時期，基地局における無線通信装置へ送信すべき未送信データの蓄積状況などの情報をビーコン信号から取得する。

同期処理部４２は、基地局ＡＰの時間に無線通信装置ＳＴＡの時間を合わせる（図示していないが、従来と同様に無線通信装置ＳＴＡは時計を備えている）。これにより、データを送受信する際に参照する時計が、基地局ＡＰおよび無線通信装置ＳＴＡのそれぞれにおいて同時刻となる。

同期処理部４２は、無線通信装置ＳＴＡと基地局ＡＰとが通信するために必要な情報を無線通信装置ＳＴＡ内のメモリ等に格納する。し、同期処理部４２は、既に無線通信装置ＳＴＡ内のメモリ等に格納している場合には、この格納している情報を更新する。無線通信装置ＳＴＡと基地局ＡＰとが通信するために必要な情報とは、ビーコン信号の送信周期，ＤＴＩＭ（Delivery Traffic Indication Massage）を含むビーコン信号の送信周期（ＤＴＩＭインターバル（DTIMInterval）ともいう），基地局ＡＰの能力情報，無線通信装置ＳＴＡが属するセルのＩＤ(SSID(Service Set ID))，基地局ＡＰの伝送レート，送信チャネルの情報などである。

さらに、同期処理部４２は、無線通信装置ＳＴＡが、ＩＥＥＥ８０２．１１に従ったパワーセーブモードに基づいて動作している際に、基地局ＡＰに蓄積された基地局ＡＰから無線通信装置ＳＴＡへ送信すべき未送信データの有無を判断する。基地局ＡＰは、ＩＥＥＥ８０２．１１に従ったパワーセーブモードに基づいて、無線通信装置ＳＴＡ宛てのデータを一時的に格納する。本明細書中では、基地局ＡＰに格納されており無線通信装置ＳＴＡへ未だ送信されていないデータを、説明の便宜上、“未送信データ”と記す。

認証処理部４４は、基地局ＡＰとの認証処理を行う。これにより、無線通信装置ＳＴＡは、基地局ＡＰによって暗号化された送信データを復号化することができ、これにより基地局ＡＰとのデータ通信が可能となる。

アソシエーション処理部４６は、無線通信装置ＳＴＡが属するセルを認識すると共に、このセルに属する他の無線通信装置を認識する。また、アソシエーション処理部４６は、複数のセルからなるネットワークにおいて、他のセルの基地局に対して、自己が属するセルを認識させて、他のセルとの通信を円滑に行えるようにする。これにより、無線通信装置ＳＴＡは、自己が属するネットワーク内の通信機器や、ネットワークが属するインターネットを介して、世界中の通信機器とデータ通信することができる。

制御部５０は、内部でクロックを発生せずに外部から入力されたクロックにより動作し、受信処理部２０，送信処理部３０および状態判断部４０を制御する。図示しないが、無線通信装置ＳＴＡ全体を制御する制御手段も従来と同様に存在している。

図３は、無線通信装置ＳＴＡの動作モードを示す概念図である。本実施形態による無線通信装置ＳＴＡは、ドーズモードＤＺおよびアウェイクモードＡＷの他に、レイジーモード（Lazy mode）ＬＺを採用することができる。これらモードは、無線通信装置ＳＴＡ全体を制御する制御手段によって制御される。

ドーズモードＤＺは、受信処理部２０，送信処理部３０，状態判断部４０内の同期処理部４２，認証処理部４４，アソシエーション処理部４６の全て，制御部５０がいずれもオフ状態であるモードである。

アウェイクモードＡＷは、受信処理部２０，状態判断部４０内の同期処理部４２，認証処理部４４，アソシエーション処理部４６の全て，制御部５０がいずれもオン状態であるモードである。アウェイクモードＡＷにおいて送信処理が必要な場合には、送信処理部３０もオン状態になる。一方、アウェイクモードＡＷにおいて送信処理が不要な場合には、送信処理部３０はオフ状態のまま、受信処理部２０および状態判断部４０内の同期処理部４２，認証処理部４４，アソシエーション処理部４６の全て，制御部５０がオン状態となる。

レイジーモードＬＺは、受信処理部２０および状態判断部４０内の同期処理部４２がオン状態であり、尚且つ、送信処理部３０，状態判断部４０内の認証処理部４４，アソシエーション処理部４６，制御部５０が全てオフ状態であるモードである。

通常、無線通信装置ＳＴＡが基地局ＡＰからデータを受信するときには、受信処理部２０，状態判断部４０内の同期処理部４２，認証処理部４４，アソシエーション処理部４６の全てはオン状態でなければならない。しかし、無線通信装置ＳＴＡが基地局ＡＰからビーコン信号を受信するときには、受信処理部２０および状態判断部４０内の同期処理部４２は、オン状態である必要が有るが、状態判断部４０内の認証処理部４４，アソシエーション処理部４６はオン状態である必要はない。ビーコン信号の処理は、状態判断部４０内の同期処理部４２において実行され、認証処理およびマッピング処理は必要としないからである。

レイジーモードＬＺにおいては受信処理部２０および状態判断部４０内の同期処理部４２がオン状態であるので、無線通信装置ＳＴＡは基地局ＡＰからのビーコン信号を処理することができる。一方で、レイジーモードＬＺにおいては送信処理部３０，状態判断部４０内の認証処理部４４，アソシエーション処理部４６がオフ状態であるので、無線通信装置ＳＴＡはアウェイクモードＡＷよりも電力消費が少ない。

図４は、基地局ＡＰのビーコン信号の送信時期および無線通信装置ＳＴＡのモードを経時的に示した図である。図５は、無線通信装置ＳＴＡの動作の流れを示すフロー図である。図４および図５を参照して、基地局ＡＰおよび無線通信装置ＳＴＡの動作を説明する。尚、図４において、無線通信装置ＳＴＡの動作モードＡＷ、ＬＺおよびＤＺは、消費電力の高いモードの順に、即ち、アウェイクモードＡＷ、レイジーモードＬＺおよびドーズモードＤＺの順に記載されている。

無線通信装置ＳＴＡがＩＥＥＥ８０２．１１のパワーセーブモードを使える（Ｓ５のＹＥＳ）場合、無線通信装置ＳＴＡは、基地局ＡＰにパワーセーブモードの使用を通知し（Ｓ１０）、その後、ドーズモードへ移行する（Ｓ１５）。ステップＳ１５と同時に、基地局ＡＰは、パワーセーブモードで動作中の無線通信装置ＳＴＡ宛のデータを保持する（Ｓ１７）。一方、無線通信装置ＳＴＡがパワーセーブモードでない場合には、基地局ＡＰは無線通信装置ＳＴＡ宛のデータを保持しない（Ｓ５のＮＯ）。

基地局ＡＰは、ビーコン信号Ｂ_１からＢ_８を無線通信装置ＳＴＡへ周期的に送信する（Ｓ２０）。無線通信装置ＳＴＡは、ビーコン信号Ｂ_１〜Ｂ_８を周期的に受信するとき（Ｓ３０のＹＥＳ）、一時的にレイジーモードＬＺになる（Ｓ３２）。ビーコン信号を受信していないときには（Ｓ３０のＮＯ）、無線通信装置ＳＴＡはビーコン信号を受信するまでドーズモードで動作する（Ｓ３４）。

無線通信装置ＳＴＡがビーコン信号を受信したとき、図２に示す同期処理部４２はビーコン信号Ｂ_１〜Ｂ_８からの情報に基づいて基地局ＡＰに未送信データが有るか否かを判断する（Ｓ４０）。基地局ＡＰに未送信データが無い場合には、無線通信装置ＳＴＡはドーズモードＤＺに戻る（Ｓ５０）。一方、基地局ＡＰに未送信データが有る場合には、無線通信装置ＳＴＡはアウェイクモードＡＷになり、基地局ＡＰから未送信データを受信する（Ｓ６０）。無線通信装置ＳＴＡが基地局ＡＰから未送信データを全て受信した後、無線通信装置ＳＴＡはドーズモードＤＺに戻る（Ｓ７０）。

例えば、図４においては、ビーコン信号Ｂ_２とＢ_３との間に、他の無線通信装置から送信された無線通信装置ＳＴＡ宛てのデータ（未送信データ）Ｄ_１が基地局ＡＰに格納され、ビーコン信号Ｂ_５とＢ_６との間には、未送信データＤ_２が基地局ＡＰに格納されている。よって、無線通信装置ＳＴＡがビーコン信号Ｂ_３およびＢ_６を受信したときには、無線通信装置ＳＴＡはアウェイクモードＡＷになる。無線通信装置ＳＴＡは、基地局ＡＰから未送信データを受信した後、ドーズモードＤＺに戻る。

一方、無線通信装置ＳＴＡがビーコン信号Ｂ_１、Ｂ_２、Ｂ_４、Ｂ_５、Ｂ_７およびＢ_８を受信したときには、基地局ＡＰには未送信データが格納されていない。よって、無線通信装置ＳＴＡはこれらのビーコン信号をレイジーモードＬＺで処理し、この処理が終了した後にドーズモードＤＺに戻る。

これらのステップＳ１０〜Ｓ７０は、無線通信装置ＳＴＡが、パワーセーブモードであって基地局ＡＰからビーコン信号を受信している限り繰り返し実行される。

本実施形態によれば、無線通信装置ＳＴＡはレイジーモードＬＺでビーコン信号を受信し、このビーコン信号を処理する。レイジーモードＬＺは、アウェイクモードＡＷに比較し、状態判断部４０内の認証処理部４４およびアソシエーション処理部４６がオフ状態である分だけ消費電力が少ない。ビーコン信号は周期的に送信されるので、無線通信装置ＳＴＡが長期間パワーセーブモードである場合には、無線通信装置ＳＴＡの消費電力は従来よりも大幅に低減する。

また、本実施形態において、無線通信装置ＳＴＡは、ビーコン信号が基地局ＡＰから送信される毎にレイジーモードＬＺとなる。これにより、同期処理部４２は、全てのビーコン信号を処理する。従って、無線通信装置ＳＴＡは、データ通信におけるスループットを低下させることなく、消費電力を低減させることができる。

無線通信装置ＳＴＡは、複数のビーコン信号が基地局ＡＰから送信される毎にレイジーモードＬＺとなってもよい。即ち、無線通信装置ＳＴＡは、ビーコン信号を間欠受信してもよい。これにより、さらに、無線通信装置ＳＴＡの消費電力は低減し得る。

尚、基地局ＡＰからの送信データには、他の未送信データの有無を示す情報が含まれている。よって、ビーコン信号と次のビーコン信号との間に複数の未送信データが基地局ＡＰに格納されている場合、無線通信装置ＳＴＡは、複数の未送信データのうちの１つのデータを受信したときに、他の未送信データが基地局ＡＰに未だ残存していることを認識することができる。よって、この場合、最後の未送信データが基地局ＡＰから無線通信装置ＳＴＡに送信されるまで、無線通信装置ＳＴＡはアウェイクモードＡＷを維持する。無線通信装置ＳＴＡは、最後の未送信データを受信した後に、ドーズモードＤＺへ移行する。

（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態に従った基地局ＡＰのビーコン信号の送信時期および無線通信装置ＳＴＡのモードを経時的に示した図である。図７は、第２の実施形態に従った無線通信装置ＳＴＡの動作の流れを示すフロー図である。本実施形態は、図２に示された無線通信装置ＳＴＡを用いて実行することができる。本実施形態において、無線通信装置ＳＴＡは、ＤＴＩＭを含むビーコン信号とＴＩＭを含むビーコン信号とを区別し、ビーコン信号を間欠受信する。

一般に、ＩＥＥＥ８０２．１１に従った無線ＬＡＮシステムでは、ＤＴＩＭ（Delivery Traffic Indication Message）を含むビーコン信号と、ＴＩＭ(Traffic Indication Message)を含むビーコン信号とがある。ＤＴＩＭおよびＴＩＭは、共にパワーセーブモードである無線通信装置ＳＴＡに対して、基地局ＡＰ内における未送信データの有無を通知する点で共通するが、未送信データの内容において異なる。即ち、ＤＴＩＭは、無線通信装置ＳＴＡの属するセル内外に存在する全ての無線通信装置宛てのデータ（ブロードキャストデータ（broadcast data）ともいう）の有無、複数の無線通信装置宛てのデータ（マルチキャストデータ（multicast data）ともいう）の有無、および、無線通信装置ＳＴＡ宛て、即ち、自局宛てのデータ（ユニキャストデータ（unicast data）ともいう）の有無の情報を通知する。ＴＩＭは、ユニキャストデータの有無の情報を未送信データとして通知するが、ブロードキャストデータの有無およびマルチキャストデータの有無の情報を通知しない。

本実施形態において、無線通信装置ＳＴＡは、パワーセーブモードにおいて、ＤＴＩＭを含むビーコン信号を受信し、ＴＩＭを含むビーコン信号を受信しない。基地局ＡＰは、３つのビーコン信号を送信する毎に、ＤＴＩＭを含むビーコン信号を送信する。例えば、ビーコン信号Ｂ_１〜Ｂ_８のうちビーコン信号Ｂ_１、Ｂ_４およびＢ_７がＤＴＩＭを含み、他のビーコン信号はＴＩＭを含むものとする。即ち、本実施形態において、ＤＴＩＭインターバルが３周期である。尚、ＤＴＩＭインターバルは、２周期であってもよく、あるいは、４周期以上であってもよい。ここで、１周期はビーコン信号が基地局ＡＰから送信される周期（ビーコンインターバルともいう）である。

本実施形態において、まず、図５に示すステップＳ５およびＳ１０が実行される。次に、無線通信装置ＳＴＡは、所属する予定であるセルのビーコン信号のうちＤＴＩＭがビーコンインターバル２周期以上で送信されるか否かを判断する（Ｓ１２）。ＤＴＩＭがビーコンインターバル２周期以上で送信される場合（Ｓ１２のＹＥＳ）、無線通信装置ＳＴＡは、セルに所属する際に、ＤＴＩＭのみを受信することを基地局ＡＰへ通知する（Ｓ１３）。

次に、図５に示すステップＳ１５およびＳ１７が実行された後、ＤＴＩＭを含むビーコン信号は基地局ＡＰから無線通信装置ＳＴＡへ周期的に送信される（Ｓ２１）。また、ＤＴＩＭを含むビーコン信号はＤＴＩＭを含む次のビーコン信号が基地局ＡＰから送信される時期の情報を含む。よって、無線通信装置ＳＴＡは、ビーコン信号のうちＤＴＩＭを含むビーコン信号のみを受信することができる。

無線通信装置ＳＴＡは、ＤＴＩＭを含むビーコン信号を受信する毎に（Ｓ３１のＹＥＳ）、レイジーモードＬＺとなる（Ｓ３２）。これを受信していないとき（Ｓ３１のＮＯ）には、無線通信装置ＳＴＡは、ＤＴＩＭを含むビーコン信号を受信するまでドーズモードＤＺで動作する（Ｓ３４）。

無線通信装置ＳＴＡがＤＴＩＭを含むビーコン信号を受信した場合（Ｓ３１のＹＥＳ）には、ステップＳ３２の後、図５に示すステップＳ４０〜Ｓ７０が実行される。例えば、図６に示すように無線通信装置ＳＴＡがビーコン信号Ｂ_１を受信したときには、未送信データが基地局ＡＰに格納されていなかったと仮定する。この場合、無線通信装置ＳＴＡは、一旦、レイジーモードＬＺとなり、ビーコン信号Ｂ_１を処理した後にドーズモードＤＺへ戻る。

無線通信装置ＳＴＡがビーコン信号Ｂ_４を受信したときには、ビーコン信号Ｂ_１とＢ_４との間において、ユニキャストデータＵＤ_１およびブロードキャストデータＢＤ_１が基地局ＡＰに未送信データとして格納されている。よって、無線通信装置ＳＴＡは、レイジーモードＬＺとなりビーコン信号Ｂ_４を処理した後、ユニキャストデータＵＤ_１およびブロードキャストデータＢＤ_１を基地局ＡＰから未送信データを受信するためにアウェイクモードＡＷとなる。無線通信装置ＳＴＡは、ユニキャストデータＵＤ_１およびブロードキャストデータＢＤ_１を受信した後に、ドーズモードＤＺへ移行する。

さらに、無線通信装置ＳＴＡがビーコン信号Ｂ_７を受信したときには、ビーコン信号Ｂ_４とＢ_７との間において、ユニキャストデータＵＤ_２およびマルチキャストデータＭＤ_１が基地局ＡＰに未送信データとして格納されている。よって、無線通信装置ＳＴＡは、レイジーモードＬＺとなりビーコン信号Ｂ_７を処理した後、ユニキャストデータＵＤ_２およびマルチキャストデータＭＤ_１を基地局ＡＰから未送信データを受信するためにアウェイクモードＡＷとなる。無線通信装置ＳＴＡは、ユニキャストデータＵＤ_２およびマルチキャストデータＭＤ_１を受信した後に、ドーズモードＤＺへ移行する。

無線通信装置ＳＴＡは、ＤＴＩＭを含んだビーコン信号の送信タイミングが分かる。よって、ビーコン信号がＤＴＩＭを含まない場合、即ち、ビーコン信号がＴＩＭを含む場合には、ドーズモードＤＺで動作し続ける。例えば、基地局ＡＰがビーコン信号Ｂ_２、Ｂ_３、Ｂ_５、Ｂ_６およびＢ_８を送信したときには、無線通信装置ＳＴＡはドーズモードＤＺを維持する。

上述のドーズモードＤＺ・レイジーモードＬＺ・アウェイクモードＡＷを用いた処理は、無線通信装置ＳＴＡがパワーセーブモードである限り繰り返し実行される。

このように、本実施形態によれば、無線通信装置ＳＴＡはビーコン信号を間欠受信する。よって、本実施形態に従った無線通信装置ＳＴＡは、第１の実施形態に従った無線通信装置ＳＴＡに比較して、更に消費電力が少ない。但し、本実施形態に従った無線通信装置ＳＴＡは、第１の実施形態に従った無線通信装置ＳＴＡに比較してスループットにおいて劣る。

また、本実施形態によれば、無線通信装置ＳＴＡは、ＤＴＩＭを含むビーコン信号を受信する。よって、無線通信装置ＳＴＡは、ユニキャストデータだけでなく、マルチキャストデータおよびブロードキャストデータが基地局ＡＰ内に格納されているか否かを認識することができる。

本実施形態では、無線通信装置ＳＴＡは、ＤＴＩＭを含むビーコン信号を毎回受信していた。しかし、無線通信装置ＳＴＡは、ＤＴＩＭを含むビーコン信号を間欠受信してもよい。例えば、図６に示すビーコン信号Ｂ_１、Ｂ_４およびＢ_７のうち、無線通信装置ＳＴＡは、ビーコン信号Ｂ_１およびＢ_７を受信するときにのみ、レイジーモードＬＺとなってよい。これにより、ＤＴＩＭインターバルが６周期となる。これにより、更に無線通信装置ＳＴＡの消費電力を低減させることができる。

（第３の実施形態）
図８は、第３の実施形態に従った基地局ＡＰのビーコン信号の送信時期および無線通信装置ＳＴＡのモードを経時的に示した図である。図９は、第３の実施形態に従った無線通信装置ＳＴＡの動作の流れを示すフロー図である。本実施形態は、図２に示された無線通信装置ＳＴＡを用いて実行することができる。本実施形態において、無線通信装置ＳＴＡは、ＤＴＩＭを含むビーコン信号とＴＩＭを含むビーコン信号とを区別し、ＴＩＭを含むビーコン信号を間欠受信する。

本実施形態において、無線通信装置ＳＴＡは、パワーセーブモードにおいて、ＴＩＭを含むビーコン信号を受信し、ＤＴＩＭを含むビーコン信号を受信しない。この点で、本実施形態は、第２の実施形態と異なる。

基地局ＡＰは、図６に示す周期でＴＩＭを含むビーコン信号とＤＴＩＭを含むビーコン信号とを送信する。本実施形態においても、ＤＴＩＭインターバルは、２周期であってもよく、あるいは、４周期以上であってもよい。

本実施形態において、まず、図５に示すステップＳ５およびＳ１０が実行される。無線通信装置ＳＴＡがパワーセーブモードで動作するときには、ＤＴＩＭを含むビーコン信号を受信しないことを基地局ＡＰへ通知し、パワーセーブモードへ移行することを基地局ＡＰへ通知する（Ｓ１４）。次に、図５に示すステップＳ１５およびＳ１７が実行される。無線通信装置ＳＴＡは、パワーセーブモード移行前に取得したビーコン信号の情報より、ＤＴＩＭを含むビーコン信号の送信タイミングが分かる。よって、無線通信装置ＳＴＡは、ビーコン信号のうちＴＩＭを含むビーコン信号のみを受信することができる。

次に、基地局ＡＰがＴＩＭを含みかつＤＴＩＭを含まないビーコン信号を周期的に無線通信装置ＳＴＡへ送信する（Ｓ２２）。無線通信装置ＳＴＡがＴＩＭを含みかつＤＴＩＭを含まないビーコン信号を受信した場合（Ｓ３６のＹＥＳ）には、無線受信装置ＳＴＡはレイジーモードＬＺとなる（Ｓ３２）。これを受信していないとき（Ｓ３６のＮＯ）には、無線通信装置ＳＴＡは、ＴＩＭを含むビーコン信号を受信するまでドーズモードＤＺで動作する（Ｓ３４）。

無線通信装置ＳＴＡがＴＩＭを含むビーコン信号を受信した場合（Ｓ３６のＹＥＳ）には、ステップＳ３２の後、図５に示すステップＳ４０〜Ｓ７０が実行される。例えば、無線通信装置ＳＴＡがビーコン信号Ｂ_２を受信したときには、未送信データが基地局ＡＰに格納されていなかったと仮定する。この場合、無線通信装置ＳＴＡは、一旦、レイジーモードＬＺとなり、ビーコン信号Ｂ_２を処理した後にドーズモードＤＺへ戻る。

無線通信装置ＳＴＡがビーコン信号Ｂ３を受信したときには、ビーコン信号Ｂ２とＢ３との間において、ユニキャストデータＵＤ_１が基地局ＡＰに未送信データとして格納されている。よって、無線通信装置ＳＴＡは、レイジーモードＬＺとなりビーコン信号Ｂ_３を処理した後、ユニキャストデータＵＤ_１を基地局ＡＰから未送信データとして受信するためにアウェイクモードＡＷとなる。無線通信装置ＳＴＡは、ユニキャストデータＵＤ_１を受信した後に、ドーズモードＤＺへ移行する。

無線通信装置ＳＴＡがビーコン信号Ｂ_５を受信したときには、ビーコン信号Ｂ_４とＢ_５との間において、ブロードキャストデータＢＤ_１が基地局ＡＰに未送信データとして格納されている。しかし、ＴＩＭは、上述の通り、ブロードキャストおよびマルチキャストデータが基地局ＡＰに格納されているか否かの情報を有しない。従って、無線通信装置ＳＴＡは、レイジーモードＬＺとなりビーコン信号Ｂ_５を処理した後、ドーズモードＤＺへ移行する。このときには、ブロードキャストデータＢＤ_１は基地局ＡＰに格納されたままとなる。

さらに、無線通信装置ＳＴＡがビーコン信号Ｂ_６を受信したときには、ビーコン信号Ｂ_５とＢ_６との間において、ユニキャストデータＵＤ_２が基地局ＡＰに未送信データとして格納されている。よって、無線通信装置ＳＴＡは、レイジーモードＬＺとなりビーコン信号Ｂ_６を処理した後、ユニキャストデータＵＤ_２を基地局ＡＰから未送信データとして受信するためにアウェイクモードＡＷとなる。このとき、基地局ＡＰには、ブロードキャストデータＢＤ_１が格納されているが、ブロードキャストデータＢＤ_１は、ＴＩＭの後に送信されることはないので、受信されない。無線通信装置ＳＴＡは、ユニキャストデータＵＤ_２を受信した後に、ドーズモードＤＺへ移行する。

ＤＴＩＭを含むビーコン信号が基地局ＡＰから送信される場合、無線通信装置ＳＴＡは、ドーズモードＤＺを維持する。例えば、無基地局ＡＰがビーコン信号Ｂ_１、Ｂ_４およびＢ_７を送信するタイミングでは、無線通信装置ＳＴＡはドーズモードＤＺを維持する。基地局ＡＰでは、ＤＴＩＭを含むビーコン信号Ｂ_ｎを送信後、ブロードキャストデータＢＤ_１を送信しているが、この無線通信装置ＳＴＡでは受信されない。上記の動作は、無線通信装置ＳＴＡがパワーセーブモードである限り繰り返し実行される。

このように、本実施形態によれば、無線通信装置ＳＴＡはＴＩＭを含むビーコン信号のみを受信し、ＤＴＩＭを含むビーコン信号を受信しない。よって、本実施形態に従った無線通信装置ＳＴＡは、第１の実施形態に従った無線通信装置ＳＴＡに比較して消費電力が少ない。また、無線通信装置ＳＴＡは、ＴＩＭを含むビーコン信号を全て受信してもよいし、ＴＩＭを間欠受信してもよい。例えば、図８のＢ_２，Ｂ_５，Ｂ_８のみを受信してもよい。

また、本実施形態によれば、無線通信装置ＳＴＡは、ＴＩＭを含むビーコン信号を受信する。よって、無線通信装置ＳＴＡは、自局宛てのユニキャストデータが基地局ＡＰ内に格納されているときのみにアウェイクモードＡＷに移行すれば足りる。一般に、ブロードキャストデータおよびマルチキャストデータは、無線通信装置ＳＴＡのユーザにとって重要度が低い。一方で、自局宛てのユニキャストデータは、無線通信装置ＳＴＡのユーザにとって重要度が比較的高い。本実施形態によれば、重要度の低いブロードキャストデータおよびマルチキャストデータが基地局ＡＰから送信されているときには、無線通信装置ＳＴＡはこれらのデータを受信せずにドーズモードＤＺになる。よって、無線通信装置ＳＴＡの消費電力を低減させることができる。一方で、重要度の高いユニキャストデータが基地局ＡＰ内に格納されているときには、無線通信装置ＳＴＡはアウェイクモードＡＷになる。これにより、無線通信装置ＳＴＡはユニキャストデータを適時に受信することができる。

本発明に係る第１の実施形態に従った無線ＬＡＮシステムの構成図。本発明に係る第１の実施形態に従った無線通信装置ＳＴＡのブロック図。無線通信装置ＳＴＡの動作モードを示す概念図。基地局ＡＰのビーコン信号の送信時期および無線通信装置ＳＴＡのモードを経時的に示した図。無線通信装置ＳＴＡの動作の流れを示すフロー図。第２の実施形態に従った基地局ＡＰのビーコン信号の送信時期および無線通信装置ＳＴＡのモードを経時的に示した図。第２の実施形態に従った無線通信装置ＳＴＡの動作の流れを示すフロー図。第３の実施形態に従った基地局ＡＰのビーコン信号の送信時期および無線通信装置ＳＴＡのモードを経時的に示した図。第３の実施形態に従った無線通信装置ＳＴＡの動作の流れを示すフロー図。

符号の説明

１０アンテナ
２０受信処理部
３０送信処理部
４０状態判断部
４２同期処理部
４４認証処理部
４６アソシエーション処理部
５０制御部
ＳＴＡ無線通信装置
ＡＰ無線基地局
ＡＷアウェイクモード
ＬＺレイジーモード
ＤＺドーズモード。

Claims

無線通信における基地局と通信可能な無線通信装置において、
アンテナと、
前記アンテナを介して前記基地局から送信された信号を受信する受信処理部と、
前記基地局の情報を含み前記基地局から周期的に送信される標識信号を処理する標識信号処理部と、
前記基地局と前記無線通信装置とを通信接続するために、前記基地局との認証処理を実行する認証処理部と、
前記受信処理部が前記標識信号を受信する時に前記認証処理部をオフ状態にしかつ前記受信処理部および前記標識信号処理部をオン状態にする制御部とを備えた無線通信装置。
前記アンテナを介して前記基地局へ送信すべき信号を送信する送信処理部をさらに備え、
前記制御部は、前記受信処理部が前記標識信号を受信する時に、前記送信処理部をオフ状態にすることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
複数の前記基地局の電波が届く範囲のそれぞれを示す各セルのうち、前記無線通信装置が属するセルを認識し、このセルに属する他の無線通信装置を認識し、さらに、他のセルにおける基地局に対して前記無線通信装置が属するセルを認識させるアソシエーション処理部をさらに備え、
前記制御部は、前記受信処理部が前記標識信号を受信する時に、アソシエーション処理部をオフ状態にすることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
前記標識信号は、前記基地局から前記無線通信装置へ送信されるべき未送信データの有無を示す情報を含み、
前記制御部は、前記受信処理部が前記標識信号を受信する時に前記認証処理部をオフ状態にしかつ前記受信処理部および前記標識信号処理部をオン状態にし、前記標識信号処理部が前記標識信号を処理した結果、前記未送信データが前記基地局に有る場合には、前記受信処理部，前記標識信号処理部および前記認証処理部をオン状態にし、前記未送信データが無い場合には、前記受信処理部，前記標識信号処理部および前記認証処理部をオフ状態に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項に記載の無線通信装置。
前記標識信号は、該標識信号の次に標識信号が送信される時期に関する情報を含み、
前記制御部は、前記標識信号が送信されていないときには、前記認証処理部、前記受信処理部および前記標識信号処理部をオフ状態にしておき、前記標識信号が送信される毎に、前記認証処理部をオフ状態にしかつ前記受信処理部および前記標識信号処理部をオン状態に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項に記載の無線通信装置。
前記標識信号は、該標識信号の次の標識信号が送信される時期に関する情報を含み、
前記制御部は、前記標識信号が送信されていないときには、前記認証処理部、前記受信処理部および前記標識信号処理部をオフ状態にしておき、複数の前記標識信号が送信される毎に、前記認証処理部をオフ状態にしかつ前記受信処理部および前記標識信号処理部をオン状態に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項に記載の無線通信装置。
前記標識信号が、前記基地局から前記無線通信装置へ送信されるべきマルチキャストデータまたはブロードキャストデータの有無を示す第１の情報を含む場合には、前記制御部は、前記認証処理部をオフ状態にしかつ前記受信処理部および前記標識信号処理部をオン状態にし、
前記標識信号が、前記基地局から前記無線通信装置へ送信されるべき該無線通信装置宛てのユニキャストデータの有無を示す第２の情報を含む場合には、前記制御部は、前記認証処理部，前記受信処理部および前記標識信号処理部をオフ状態に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項に記載の無線通信装置。
前記標識信号が、前記基地局から前記無線通信装置へ送信されるべきマルチキャストデータまたはブロードキャストデータの有無を示す第１の情報を含む場合には、前記制御部は、前記認証処理部，前記受信処理部および前記標識信号処理部をオフ状態にし、
前記標識信号が、前記基地局から前記無線通信装置へ送信されるべき該無線通信装置宛てのユニキャストデータの有無を示す第２の情報を含む場合には、前記制御部は、前記認証処理部をオフ状態にしかつ前記受信処理部および前記標識信号処理部をオン状態に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項に記載の無線通信装置。
無線通信における基地局から送信された信号を受信する受信処理部と、前記基地局の情報を含み前記基地局から周期的に送信される標識信号を処理する標識信号処理部と、前記基地局と前記無線通信装置とを通信接続するために前記基地局との認証処理を実行する認証処理部とを含む無線通信装置を用いた無線通信方法であって、
前記標識信号処理部が前記標識信号を受信していないときに、前記認証処理部、前記受信処理部および前記標識信号処理部をオフ状態にするステップと、
前記標識信号処理部が前記標識信号を受信する時に、前記認証処理部をオフ状態にしかつ前記受信処理部および前記標識信号処理部をオン状態にするステップを具備した無線通信方法。
無線通信における基地局から送信された信号を受信する受信処理部と、前記基地局から前記無線通信装置へ送信されるべき送信データの有無を通知する標識信号を処理する標識信号処理部と、前記基地局と前記無線通信装置とを通信接続するために前記基地局との認証処理を実行する認証処理部とを含む無線通信装置を用いた無線通信方法であって、
前記標識信号処理部が前記標識信号を受信していないときに、前記認証処理部、前記受信処理部および前記標識信号処理部をオフ状態にするステップと、
前記標識信号処理部が前記標識信号を受信する時に、前記認証処理部をオフ状態にしかつ前記受信処理部および前記標識信号処理部をオン状態にするステップと、
前記標識信号処理部が前記標識信号によって前記送信データの有無を判断するステップと、
前記送信データが有る場合に、前記受信処理部、前記標識信号処理部および前記認証処理部をオン状態にするステップと、
前記送信データが無い場合に、前記受信処理部、前記標識信号処理部および前記認証処理部をオフ状態にするステップとを具備した無線通信方法。