JP3998649B2

JP3998649B2 - 無線端末、アクセスポイント装置、データ通信システム及びデータ通信方法

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Publication number: JP3998649B2
Application number: JP2004062518A
Authority: JP
Inventors: 藤真孝後; 谷尚久渋; 澤佳道谷; 尾吉彦柏
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Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2004-03-05
Filing date: 2004-03-05
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2024-03-05
Also published as: JP2005252822A

Description

本発明は、無線端末、アクセスポイント装置、データ通信システム及びデータ通信方法に関し、特に、電力消費量を低減させた無線端末、アクセスポイント装置、データ通信システム及びデータ通信方法に関する。

IEEE802.11委員会で策定された無線LANの仕様には、端末の消費電力を抑える枠組である省電力モードが存在する。

省電力モードは、アクセスポイント（AP:Access Point）装置が、省電力モードで動作する端末に対し、（１）ネットワークからのデータの蓄積、（２）端末宛のデータを蓄積中であることの通知、（３）端末宛のデータの送信依頼に対する対応、を実行することにより実現される。

アクセスポイント装置から一定時間間隔毎にビーコン信号が送信され、ビーコン信号には、TIM(Traffic Indication Map)と呼ばれる、端末（クライアント装置）宛のデータを蓄積中である旨を示すビットマップが含まれる（例えば、特許文献１を参照）。また、ビーコン信号には一定回数間隔でDTIM(Delivery Traffic Indication Message)と呼ばれるTIMが含まれ、このDTIMには、ブロードキャスト宛のデータが蓄積中である旨が含まれる。通常、ビーコン信号の受信間隔は数百ミリ秒間隔である。

クライアント装置は、ビーコン信号を受信すると、ビーコン信号内のTIMをチェックして、自装置宛のデータが存在するか否かを確認する。自装置宛のデータが存在する場合は、クライアント装置が、ポール（poll）フレームをアクセスポイント装置に送ることで、クライアント装置は、アクセスポイント装置からそのデータを受信できる。

以上から分かるように、省電力モードで動作中のクライアント装置は、（１）送信時、（２）ビーコン信号受信時に電力を消費する。
特開２００２−３００１７５公報（［０００８］）

ところで、現在、インターネット等を介して種々のサービスが提供されており、そのうち主に提供されているものは、Webサービス、FTP（File Transfer Protocol）サービス、emailサービスといったように、クライアント装置の利用者が接続の契機を与え、（１）接続、（２）データの要求、（３）データ受信、（４）切断を要するコネクション型のプルサービスである。

このようなプルサービスの場合、クライアント装置は、インターネット等にアクセスする場合以外は、アクセスポイント装置との間でデータ通信をする必要性は少ない。

しかしながら、上述した省電力モードでは、クライアント装置がインターネット等にアクセスする場合以外においても、例えばアクセスポイント装置からのビーコン信号を定期的に受信するなど、電力の使用に無駄があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電力消費量をより低減させた無線端末、アクセスポイント装置、データ通信システム及びデータ通信方法を提供することにある。

本発明のデータ通信システムは、第１レイヤのデータを生成する第１の第１レイヤ部と、前記第１レイヤのデータを用いて前記第１レイヤよりも下位の第２レイヤのデータを生成する第１の第２レイヤ部とを含む送信装置と、所定の通信回線を介して前記第１の第２レイヤ部から前記第２レイヤのデータを受け取り、受け取った前記第２のレイヤのデータから前記第１レイヤのデータを抽出すると共に前記第２のレイヤのデータを受け取ったことを示す第１確認応答メッセージを生成して前記第１の第２レイヤ部に送出する第２の第２レイヤ部と、抽出された前記第１レイヤのデータを受け取り、前記第１レイヤのデータを受け取ったことを示す前記第１の第１レイヤ部宛ての第２確認応答メッセージを生成して、前記第２の第２レイヤ部に前記第２確認応答メッセージの送出を依頼する第２の第１レイヤ部と、を含む受信装置と、を備え、前記第１の第２レイヤ部は、前記第１の第１レイヤ部から受け取った前記第１レイヤのデータを記憶し、前記第２の第２レイヤ部から前記第１確認応答メッセージを受け取ったら、記憶した前記第１レイヤのデータを用いて前記第２確認応答メッセージを生成して、前記第１の第１レイヤ部へ送出し、前記第２の第２レイヤ部は、前記第２の第１レイヤ部から受け取った前記第２確認応答メッセージの送出依頼を実行しない、ことを特徴とする。

本発明のデータ通信方法は、第１レイヤのデータを生成する第１の第１レイヤ部と、前記第１レイヤのデータを用いて前記第１レイヤよりも下位の第２レイヤのデータを生成する第１の第２レイヤ部とを含む送信装置と、所定の通信回線を介して前記第１の第２レイヤ部から前記第２レイヤのデータを受け取り、受け取った前記第２のレイヤのデータから前記第１レイヤのデータを抽出すると共に前記第２のレイヤのデータを受け取ったことを示す第１確認応答メッセージを前記第１の第２レイヤ部に送出する第２の第２レイヤ部と、抽出された前記第１レイヤのデータを受け取り、前記第１レイヤのデータを受け取ったことを示す前記第１の第１レイヤ部宛ての第２確認応答メッセージを生成して、前記第２の第２レイヤ部に前記第２確認応答メッセージの送出を依頼する第２の第１レイヤ部と、を含む受信装置と、の間でデータ通信を行うデータ通信方法であって、前記第１の第２レイヤ部は、前記第１の第１レイヤ部から受け取った前記第１レイヤのデータを記憶し、前記第２の第２レイヤ部から前記第１確認応答メッセージを受け取ったら、記憶した前記第１レイヤのデータを用いて前記第２確認応答メッセージを生成して、前記第１の第１レイヤ部へ送出し、前記第２の第２レイヤ部は、前記第２の第１レイヤ部から受け取った前記第２確認応答メッセージの送出依頼を実行しない、ことを特徴とする。

本発明により無線データ通信に伴う電力消費量を低減させることができる。

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。

図１は、本発明の実施の形態に従ったデータ通信システムの構成を概略的に示す図である。

クライアント装置１及びアクセスポイント装置２は、例えば無線ＬＡＮを構成する。クライアント装置１は、インターネット３上に配置されたコンテンツサーバ装置４に対して、アクセスポイント装置２を介してアクセス可能である。コンテンツサーバ装置４は、何らかのサービスを提供する装置であり、提供するサービスが、WebサービスならWebサーバ、FTPサービスならFTPサーバ、emailサービスならメールサーバに当たる。本実施の形態では、特にサービスを限定するものではないが、コンテンツサーバ装置４が提供するサービスは、ユーザが接続の契機を与えるコネクション型のプルサービスであるとする。

図２は、クライアント装置１の機能ブロック図である。

クライアント装置１は、TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）クライアントアプリ機能部１１と、ACK変換機能部１２と、無線LAN通信機能部１３とを備える。

TCP/IPクライアントアプリ機能部１１は、グラフィック表示やマイク、スピーカ、文字入出力といったユーザインタフェース/サービスに対応したプロトコルを実装し、例えば、Webブラウザクライアント、メールクライアントとして機能する。

ACK変換機能部１２は、アクセスポイント装置２における無線LAN-AP通信機能部２１（図３参照）から送られてくるIEEE802.11規定のackメッセージ（確認応答メッセージ）の受信を契機に、TCPによるackメッセージ（確認応答メッセージ）を生成する（後に詳述）。

無線LAN通信機能部１３は、省電力制御の機能及びMAC（Media Access Control）層プロトコル処理の機能を実行する。

ここで、省電力制御の機能とは、背景技術の欄で説明したIEEE802.11の仕様で策定された手順を実現するステーション側の機能である。MAC層プロトコル処理の機能とは、IEEE802.11の仕様で策定されたリンクの制御及び維持を行なうステーション側の機能である。

図３は、アクセスポイント装置２の機能ブロック図である。

アクセスポイント装置２は、無線LAN-AP通信機能部２１と、AP-ACK変換機能部２２と、TCP/IPコンテンツバッファ機能部２３とを備える。

無線LAN-AP通信機能部２１は、アクセスポイント装置２側のMAC層プロトコル処理の機能と、アクセスポイント装置２側の省電力制御の機能とを実行する。アクセスポイント装置２側のMAC層プロトコル処理の機能とは、IEEE802.11の仕様で策定されたリンクの制御及び維持を行なうアクセスポイント装置２側の機能である。アクセスポイント装置２側の省電力制御の機能とは、背景技術の欄で説明したIEEE802.11の仕様で策定された手順を実現するアクセスポイント装置２側の機能である。

AP-ACK変換機能部２２は、クライアント装置１における無線LAN通信機能部１３から送られてきたIEEE802.11規定のackメッセージの受信を契機に、TCPによるackメッセージを生成する（後に詳述）。

TCP/IPコンテンツバッファ機能部２３は、クライアント装置１とコンテンツサーバ装置４との通信を仲介する機能と、コンテンツサーバ装置４からクライアント装置１に送られてくるデータを代理受信及び蓄積し、全て揃のデータが揃ったら、クライアント装置１へ転送するバッファ機能とを実現する。例えば、TCP/IPコンテンツバッファ機能部２３は、http(Hyper Text Transport Protocol)に関する代理転送に特化したものならばウェブプロキシ（Web Proxy）装置である。ここでは、TCPセッションの仲介を行なうもの全般を想定している。TCP/IPコンテンツバッファ機能部２３は、ポートフォワーディングと呼ばれる機能にデータの一時蓄積機能が追加されたものと位置づけられる。

図４は、図１のシステムによる全体シーケンスを概略的に示す図である。

まず、クライアント装置１は、アクセスポイント装置２との間でリンク確立手順に従ってリンクを確立する。リンクが確立すると、クライアント装置１は電力停止モード、アクセスポイント装置２は無転送モードに入る。

通常、IEEE802.11の省電力モードでは、クライアント装置は、アクセスポイント装置から定期的に送信されるビーコン信号を受信し、自装置宛のデータがアクセスポイント装置に到着していないかどうかを確認する動作を行なうが、この電力停止モードでは、クライアント装置は、ビーコン信号の受信も行なわない。即ち、クライアント装置１における無線LAN通信機能部１３には電源が供給されず、無線LAN通信機能部１３は、送受信動作を行なわない状態である。

同様に、無転送モードに入ったアクセスポイント装置２は、クライアント装置１宛のデータが存在することを示すビーコン信号の送信を行なわない。即ち、アクセスポイント装置２は、クライアント装置１に関してビーコン信号におけるTIMの制御を行なわない。

クライアント装置１は、ユーザの契機により通信を開始する場合、アクセスポイント装置２との間でセッション確立手順を実行する。これと並行して、アクセスポイント装置２は、コンテンツサーバ装置４との間で代理セッション確立手順を実行する。

セッション確立手順及び代理セッション確立手順の実行が完了すると、クライアント装置１は省電力モードへ、アクセスポイント装置２は省電力転送モードへ移行する。つまり、いずれの装置も、通常のIEEE802.11で規定された省電力モードに移行する。但し、上述のセッション確立手順及び代理セッション確立手順の実行時は、クライアント装置１及びアクセスポイント装置２は、いずれも通常モードにあるとする。即ち、クライアント装置１及びアクセスポイント装置２における無線LAN通信機能部１３及び無線LAN-AP通信機能部２１は、常時電源が供給された状態にある。

アクセスポイント装置２は、コンテンツサーバ装置４との間で上述の代理セッション確立手順に従って代理セッションを確立すると、代理転送手順に従ってコンテンツサーバ装置４からデータを受信し、蓄積する。アクセスポイント装置２は、全てのデータを蓄積するまで、クライアント装置１宛のビーコン信号を送出しない。

ここで、クライアント装置１は、アクセスポイント装置２による代理転送手順が完了するまでの間、ビーコン信号の受信間隔を大きくとることが可能である。その様子を図５に示す。

図５に示すように、クライアント装置１は、通常数百ミリ秒間隔であるビーコン信号の受信間隔を、代理転送手順に要する時間より大きくしている。本例では、受信間隔を1secにしている。これにより、代理転送手順の実行時にビーコン信号を無駄に受信することを防いでいる。図中、クライアント装置１の時間軸上における太線部分は、クライアント装置１が活動中であることを示す。

図４に戻って、アクセスポイント装置２は、代理転送手順に従って全てのデータを蓄積したら、次に、後に詳述する軽量転送手順に従ってクライアント装置１にデータ転送を開始する。

即ち、アクセスポイント装置２は、クライアント装置１宛のデータが存在することをクライアント装置１にビーコン信号で知らせ、クライアント装置１からポール信号を受け取ったら、保持しているクライアント装置１宛のデータを全て、クライアント装置１に低消費電力及び短時間で送信する。

軽量転送手順の後、クライアント装置１及びアクセスポイント装置２は、セッション終了手順に従ってセッションを終了し、クライアント装置１は電力停止モード、アクセスポイント装置２は無転送モードに再び移行する。

以下、上述した各々の手順についてさらに詳しく説明する。

図６は、リンク確立手順のステップを詳細に示す図である。

アクセスポイント装置２における無線LAN-AP通信機能部２１は、アクセスポイント装置２側のMAC層の制御機能として、自装置の存在及びサポート機能をクライアント装置１に知らせるためにビーコン信号を送信する。

ビーコン信号には、アクセスポイント装置２によりクライアント装置１に通知する情報がIE(Information Element)として含まれる。

図７は、アクセスポイント装置２が上述の軽量転送手順をサポートしていることを示すIE（軽量転送手順IE）の例を示す。

アクセスポイント装置２は、ビーコン信号にこの軽量転送手順IEを含めることで、アクセスポイント装置２側で軽量転送手順をサポートしていること（ACK変換機能の保有）をクライアント装置１に伝えることができる。

クライアント装置１における無線LAN通信機能部１３は、クライアント装置１側のMAC層の制御機能として、IEEE802.11の通常の手順に従って、アクセスポイント装置２との間で、probe req.及びprobe resp.、auth req.及びauth resp.、assoc req.及びassoc resp.の送受信を行なう。

クライアント装置１は、アクセスポイント装置２から受信したビーコン信号に軽量転送手順IEが含まれている場合は、上述のassoc req.に軽量転送手順IEを含めることができる。これにより、クライアント装置２は、自装置が軽量転送手順を保有していること（ACK変換機能を保有していること）をアクセスポイント装置２に伝えることができる。

アクセスポイント装置２が、assoc req.に対する応答であるassoc resp.に軽量転送手順IEを含めることにより、クライアント装置１及びアクセスポイント装置２間で軽量転送手順を採用すること（ACK変換機能を使用すること）ことが確定される。

なお、クライアント装置１及びアクセスポイント装置２間での軽量転送手順の採用に関しては、上述のような軽量転送手順IEの送受信によらず、両装置の管理者が事前に設定することによっても構わない。

以上のようにして各フレーム（probe req.、probe resp.・・・）をやり取りした後、さらに、必要に応じて、図６に示すように、クライアント装置１及びアクセスポイント装置２間で高度な認証手順を実行する。以上により、クライアント装置１とアクセスポイント装置２との間でリンクが確立される。

リンクの確立後、クライアント装置１は、アクセスポイント装置２に対して、自装置が電力停止モードへ移行することを通知する（休眠開始通知）。即ち、クライアント装置１は、自装置内の無線LAN通信機能部１３への電源の供給が停止され、一切のデータ通信が不能になることをアクセスポイント装置２に通知する。なお、上述のリンク確立手順の実行時においては、クライアント装置１及びアクセスポイント装置２のいずれも通常モード状態にある。

図８は、セッション確立手順（図４参照）のステップを詳細に示す図である。

本セッション確立手順は、クライアント装置１におけるACK変換機能部１２及びアクセスポイント装置２におけるAP-ACK変換機能部２２を用いて従来よりも少ないデータ通信量及び消費電力量で行なわれるが、まずは、従来のセッション確立手順を理解するため、ACK変換機能部１２及びAP-ACK変換機能部２２を用いないでセッション確立手順を行なう例を説明する。

図９は、ACK変換機能部１２及びAP-ACK変換機能部２２を用いないでセッション確立手順を実行する場合のステップを示す図である。

図９に示すように、クライアント装置１のTCP/IPクライアントアプリ機能部１１は、ユーザから与えられた契機で、無線LAN通信機能部１３に休眠終了要求を行なう。休眠終了要求を受けた無線LAN通信機能部１３は無線LAN-AP通信機能部２１に対して休眠終了通知を送る。これによりクライアント装置１及びアクセスポイント装置２は共に通常モードに移行する。

次に、TCP/IPクライアントアプリ機能部１１は、アクセスポイント装置２のTCP/IPコンテンツバッファ機能部２３との間でTCPに従ってコネクションを設定する（TCP接続する）。即ち、TCP/IPクライアントアプリ機能部１１は、TCP/IPコンテンツバッファ機能部２３との間で、無線LAN通信機能部１３及び無線LAN-AP通信機能２１を介して、TCP-syn 、TCP-syn-ack、TCP-ackをやりとりする（３ウェイ・ハンドシェーク）。

この際、無線LAN通信機能部１３及び無線LAN-AP通信機能部２１間ではIEEE802.11の仕様に従って802.11ack（確認応答メッセージ）がやり取りされる。例えば、TCP-synをTCP/IPコンテンツバッファ機能部２３に送信する場合、無線LAN通信機能部１３は、TCP/IPクライアントアプリ機能部１１から受け取ったTCP-synをカプセル化してTCP-synフレームとし、無線LAN-AP通信機能部２１に送信する。無線LAN-AP機能部２１は、受信したTCP-synフレームに対する確認応答として無線LAN通信機能部１３に802.11ackを送信し、一方、受け取ったTCP-synフレームからTCP-synを抽出して、TCP/IPコンテンツバッファ機能部２３に渡す。

クライアント装置１は、確立されたTCPコネクションを用いて、図９に示すように、アクセスポイント装置２に向けてコンテンツ取得要求を送信する。コンテンツ取得要求の内容は、使用するサービスに依存し、例えばWebサービスの場合は、HTTP GET 要求に該当する。HTTP GET 要求の一例を図１０に示す。

コンテンツ取得要求を受信したTCP/IPコンテンツバッファ機能部２３は、TCPに従って、TCP-ack（確認応答メッセージ）を返す。

以上によりクライアント装置１とアクセスポイント装置２との間でセッションが確立される。

セッションが確立されると、クライアント装置１のTCP/IPクライアントアプリ機能部１１は、省電力移行要求を生成して無線LAN通信機能部１３に送出する。省電力移行要求を受け取った無線LAN通信機能部１３は、アクセスポイント装置２の無線LAN-AP通信機能部２１へ省電力移行通知を送出する。これによりクライアント装置１及びアクセスポイント装置２は、共に省電力モードに移行する。

次に、ACK変換機能部１２及びAP-ACK変換機能部２２を用いた場合のセッション確立手順について説明する。

図８に示すように、アクセスポイント装置２におけるAP-ACK変換機能部２２が、802.11ackフレームの受信を契機に、TCP-ackを生成して、TCP/IPコンテンツバッファ機能部２３に渡す。一方、クライアント装置１により生成及び送出されたTCP-ackは、ACK変換機能部１２によって破棄され、このため、このTCP-ackは、無線LAN通信機能部１３及び無線LAN-AP通信機能部２１間の無線通信区間を伝送されない。

同様に、ACK変換機能部１２が、コンテンツ取得要求に関連する802.11ackを無線LAN通信機能部１３から受信した場合も、これを契機にTCP-ackを生成して、TCP/IPクライアントアプリ機能部２３に渡す。一方、TCP/IPコンテンツバッファ機能部２３により生成されたTCP-ackはAP-ACK変換機能部２２によって破棄され、無線通信区間を伝送されない。

これらについてもう少し詳しく説明すると以下の通りである。

無線LAN通信機能部１３は、無線LAN-AP通信機能部２３からフレーム(例えばTCP-syn-ackフレーム) を受信した場合、上述したように、このフレームを受信した旨を示す802.11ackフレームを無線LAN-AP通信機能部２２に即座に返すことがIEEE802.11の仕様で決められている。

TCPでも同様に、TCPデータの正常な受信（例えばTCP/IPクライアントアプリ機能部１１によるTCP-syn-ackの受信）を示すTCP-ackを送信元に返すことが決められている。

本実施の形態では、これらの仕様に基づき、無線LAN通信機能部１３によってフレーム（ここでは例えばTCP-syn-ackフレームとする）が正常に受信されたことをAP-ACK変換機能部２２が認識した時点で（無線LAN通信機能部２１から802.11ackフレームを受け取った時点で）、このTCP-syn-ackがTCP/IPクライアントアプリ機能部１１に正常に受信されたとみなし、AP-ACK変換機能部２２はこのTCP-syn-ackに対応するTCP-ackを生成して、TCP/IPコンテンツバッファ機能部２３に渡す。TCPに従ってTCP/IPクライアントアプリ機能部１１によって生成されるTCP-ackは、上述のように、ACK変換機能部１２において破棄される。従って、無線LAN通信機能部１３は、このTCP-ackを無線通信区間で伝送することはなく、これによりクライアント装置１は低消費電力化される。

同様に、クライアント装置１からアクセスポイント装置２に向けて送出されたコンテンツ取得要求も、無線LAN-AP通信機能部２１によって受信されたことをACK変換機能部１２が認識した時点で（無線LAN変換通信機能部１３から802.11ackを受け取った時点で）、このコンテンツ取得要求はTCP/IPコンテンツバッファ機能部２３に正常に受信されたとみなし、ACK変換機能部１２はこのコンテンツ取得要求に対応するTCP-ackを生成して、TCP/IPクライアントアプリ機能部１１に渡す。TCPに従ってTCP/IPコンテンツバッファ機能部２３によって生成されたTCP-ackは、上述したように、AP-ACK変換機能部２２において破棄される。従って、無線LAN通信機能部１３は、このTCP-ackを無線区間で伝送することはなく、これによりクライアント装置１は低消費電力化される。

クライアント装置１とアクセスポイント装置２との間でセッションが確立されたら、アクセスポイント装置２は、上述したように、図４に示すように、コンテンツサーバ装置４との間で代理セッションを確立して、クライアント装置１から受け取ったコンテンツ取得要求をコンテンツサーバ装置４に送出する。そして、アクセスポイント装置２におけるTCP/IPコンテンツバッファ機能部２３は、代理転送手順に従ってコンテンツサーバ装置４からデータを受信する。そして、TCP/IPコンテンツバッファ機能部２３は、以下に説明する軽量転送手順に従って、受信したデータをクライアント装置に送信する。

図１１は、軽量転送手順のステップを詳細に示す図である。

TCP/IPコンテンツバッファ機能部２３は、上述の代理転送手順によって蓄積したデータ（TCP-data）をTCP/IPクライアントアプリ機能部１１に送出する。TCPによれば、TCP/IPクライアントアプリ機能部１１は、このTCP-dataを受信した時点で、確認応答としてTCP-ackを生成して、TCP/IPコンテンツバッファ機能部２３に返す必要がある。この様子を、図１２に、ACK変換機能部１２及びAP-ACK変換機能部２２を用いない場合の転送手順として示す。

これに対し、図１１に示す軽量転送手順では、TCP-dataが無線LAN通信機能部１３に受信されたことをAP-ACK変換機能部２２が認識した時点（無線LAN通信機能部２１から802.11ackを受け取った時点）で、AP-ACK変換機能部２２がTCP-ackを生成して、TCP/IPコンテンツバッファ機能部２３に渡す。一方、TCPに従ってTCP/IPクライアントアプリ機能部１１によって生成されたTCP-ackはACK変換機能部１２において破棄される。従って、無線LAN通信機能部１３は、このTCP-ackを無線通信区間で伝送することはなく、これによりクライアント装置１は低消費電力化される。

図１３は、上述の軽量転送手順に従ってTCP-dataフレームを何度か再送した結果、送信に失敗した場合に実行する再送手順のステップの一例を示す。

無線LAN-AP通信機能部２１が、IEEE802.11の仕様に従って再送を繰り返した結果、送信に失敗した場合、即ち、無線LAN通信機能部１３から802.11ackを受信できなかった場合、無線LAN-AP通信機能部２１はAP-ACK変換機能部２２に対し送信が失敗したことを示す802.11tx failメッセージを送出する。この802.11tx failメッセージを受信したAP-ACK変換機能部２２は、TCPを利用して、重複TCP-ack（duplicate TCP-ack）を生成して、TCP/IPコンテンツバッファ機能部２３へ渡す。duplicate TCP-ackを受信したTCP/IPコンテンツバッファ機能部２３は、高速リカバリ（fast recovery）と称されるTCPの再送を行なって、送信に失敗したTCP-dataの再送を速やかに行なう。

以上のようにして軽量転送手順（図１１参照）が完了すると、図４に示すように、次に、セッション終了手順が実行される。

図１４は、セッション終了手順のステップを詳細に示す図である。

まず、TCP/IPクライアントアプリ機能部１１は省電力終了要求を生成して無線LAN通信機能部１３に送出し、省電力終了要求を受け取った無線LAN通信機能部１３は省電力終了通知を無線LAN-AP通信機能部２１に送出する。これにより、クライアント装置１及びアクセスポイント装置２は、共に通常モードに移行する。

次に、クライアント装置１及びアクセスポイント装置２は、TCPに従ってセッションを閉じる。この際、上述した軽量転送手順と同様にして、TCP/IPクライアントアプリ機能部１１から送出されたTCP-finに対するTCP-ack、TCP/IPコンテンツバッファ機能部２３から送出されたTCP-finに対するTCP-ackのいずれも無線通信区間での伝送は省略される。

セッションが閉じた後、図１４に示すように、TCP/IPクライアントアプリ機能部１１は休眠開始要求を生成して無線LAN通信機能部１３に送出し、休眠開始要求を受け取った無線LAN通信機能部１３は、休眠開始通知を無線LAN-AP通信機能部２１に送出する。これにより、クライアント装置１は電力停止モード、アクセスポイント装置２は無転送モードに戻る。

ここで、AP-ACK変換機能部２２及びACK変換機能部１２によるTCP-ackの生成方法について詳しく説明する。

図１５は、AP-ACK変換機能部２２及びACK変換機能部１２によるTCP-ackの生成方法を説明する図である。

ここでは説明の簡単化のため、AP-ACK変換機能部２２によるTCP-ackの生成を例にして説明する。

AP-ACK変換機能部２２は、例えば、図８に示すように、TCP/IPクライアントアプリ機能部１１からTCP-data（TCP-syn）を受信したら、図１５に示すように、このTCP-data（TCP-syn）から受信TCP/IPヘッダ情報を抽出して、TCP/IPコンテンツバッファ機能部２３に渡す。

次いで、AP-ACK変換機能部２２は、図８に示すように、TCP/IPコンテンツバッファ機能部２３からTCP-data（TCP-syn-ack）を受け取ったら、図１５に示すように、受け取ったTCP-data（TCP-syn-ack）を送信キューに貯める。AP-ACK変換機能部２２は、送信キューの先頭データ（TCP-syn-ack）から、送信TCP/IPヘッダ情報を抽出した後、このTCP-syn-ackを、TCP/IPクライアントアプリ機能部１１に送出する。

この後、AP-ACK変換機能部２２は、無線LAN-AP通信機能部２１から802.11ackを受け取ったら、先に抽出した受信TCP/IPヘッダ情報及び送信TCP/IPヘッダ情報を用いて、図１５に示すようにTCP-ackを生成して、そのTCP-ackをTCP/IPコンテンツバッファ機能部２３に渡すと共に、そのTCP/IPをlast TCP-ackとして記憶しておく。

AP-ACK変換機能部２２は、図１５に示すように802.11tx failを受信した場合、例えば、図８において、TCP-syn-ackフレームに対する確認応答（802.11ack）を受け取ることができなかった場合は、上述のlast TCP-ackを規定個数分（重複TCP-ack）、TCP/IPコンテンツバッファ機能部２３に渡す。

図１６は、送信TCP/IPヘッダ情報及び受信TCP/IPヘッダ情報と、生成されるTCP-ackとの関係の一例を示す図である。

TCP-ackの各々のフィールドについて説明すると以下のようになる。

Ver（バージョン）: 4で固定
hlen : IPヘッダ長
TOS （サービスタイプ）: 固定値(0)
len : IPデータ長
id （識別子）: 受信TCP/IPヘッダ情報のidをcur idとして記憶し、TCP-ackを生成するたびに1を加える
off（オフセット）: 固定値(0)
ttl（生存期間）: 固定値(255)
proto （プロトコル）: 6で固定
sum : IPチェックサム
src（送信元IPアドレス）: 送信TCP/IPヘッダ情報のdst又は受信TCP/IPヘッダ情報のsrc
dst（宛先IPアドレス）: 送信TCP/IPヘッダ情報のsrc又は受信TCP/IPヘッダ情報のdst
sport（送信元ポート番号）: 送信TCP/IPヘッダ情報のdport又は受信TCP/IPヘッダ情報のsport
dport（宛先ボート番号）: 送信TCP/IPヘッダ情報のsport又は受信TCP/IPヘッダ情報のdport
seq（シーケンス番号） : 受信TCP/IPのseq＋β（上記例の場合TCPに従いβ＝１）
ack（確認応答番号）: 送信TCP/IPのseq＋α（上記例の場合TCPに従いα＝１）
flags（各種フラグ）: ackビットが1の固定値
win（ウィンドウサイズ）: 受信TCP/IPヘッダ情報のwin
sum : TCPチェックサム
urgp（緊急ポインタ） : 固定値(0)
括弧内に示した固定値は、管理者、または、システム及びネットワークの構成に従い、適正な値に設定できる。

また、上述では、送信TCP/IPヘッダ情報及び受信TCP/IPヘッダ情報を用いてTCP-ackを生成したが、必要に応じて、TCPのデータ部分を用いてもよい。

ところで、セッション終了手順（図１４参照）の冒頭で行なった省電力終了要求及び省電力終了通知、即ち、通常モードへの移行は、軽量転送手順（図１１参照）の冒頭で行なうことも可能である。この場合のシーケンスの概要を図１７に、詳細なシーケンスを図１８に示す。

図１８に示すように、ビーコン信号及びポール信号によりコンテンツの転送開始直前に省電力モードから通常モードに復帰し、通常モードでのコンテンツ受信を行なうこともできる。なお、省電力モードから通常モードへの移行は、コンテンツの受信開始時に限られない。

以上のように、本実施の形態によれば、通常モードと、省電力モードと、電力停止モードとを選択的に実行可能にし、インターネット等にアクセスする必要がないときは、電力停止モードを選択するようにしたので、クライアント装置の消費電力を低減できる。

また、本実施の形態によれば、TCP/IPコンテンツバッファ機能部は、全てのデータを蓄積してから、クライアント装置宛のビーコン信号を送出するようにしたので、クライアント装置は一度のポール信号で全てのデータを受信できる。

また、本実施の形態によれば、802.11-ackの受信を契機にTCP-ackを生成してTCPスタックに渡すようにしたので、TCP-ackを無線通信区間で伝送する必要はなく、これによりクライアント装置等の消費電力を低減できる。

本発明の実施の形態に従ったデータ通信システムの構成を概略的に示す図である。クライアント装置の機能ブロック図である。アクセスポイント装置の機能ブロック図である。図１のシステムによる全体シーケンスを概略的に示す図である。ビーコン信号の受信間隔を大きくとった例を示す図である。リンク確立手順のステップを詳細に示す図である。アクセスポイント装置が上述の軽量転送手順をサポートしていることを示すIE（軽量転送手順IE）の例を示す図である。セッション確立手順のステップを詳細に示す図である。 ACK変換機能部１２及びAP-ACK変換機能部２２を用いないでセッション確立手順を実行する場合のステップを示す図である。 HTTP GET 要求の一例を示す図である。軽量転送手順のステップを詳細に示す図である。 ACK変換機能部１２及びAP-ACK変換機能部２２を用いない場合の転送手順のステップを示す図である。再送手順のステップの一例を示す図である。セッション終了手順のステップを詳細に示す図である。 TCP-ackの生成方法を説明する図である送信TCP/IPヘッダ情報及び受信TCP/IPヘッダ情報と、生成されるTCP-ackとの関係の一例を示す図である。軽量転送手順の冒頭で通常モードへの移行を行う場合のシーケンスの概要を示す図である。軽量転送手順の冒頭で通常モードへの移行を行う場合のシーケンスを詳細に示す図である。

符号の説明

１：クライアント装置
２：アクセスポイント装置
３：インターネット
４：コンテンツサーバ装置
１１：TCP/IPクライアントアプリ機能部
１２：ACK変換機能部
１３：無線LAN通信機能部
２１：無線LAN-AP通信機能部
２２：AP-ACK変換機能部
２３：TCP/IPコンテンツバッファ機能部

Claims

第１レイヤのデータを生成する第１の第１レイヤ部と、前記第１レイヤのデータを用いて前記第１レイヤよりも下位の第２レイヤのデータを生成する第１の第２レイヤ部とを含む送信装置と、
所定の通信回線を介して前記第１の第２レイヤ部から前記第２レイヤのデータを受け取り、受け取った前記第２のレイヤのデータから前記第１レイヤのデータを抽出すると共に前記第２のレイヤのデータを受け取ったことを示す第１確認応答メッセージを生成して前記第１の第２レイヤ部に送出する第２の第２レイヤ部と、抽出された前記第１レイヤのデータを受け取り、前記第１レイヤのデータを受け取ったことを示す前記第１の第１レイヤ部宛ての第２確認応答メッセージを生成して、前記第２の第２レイヤ部に前記第２確認応答メッセージの送出を依頼する第２の第１レイヤ部と、を含む受信装置と、
を備え、
前記第１の第２レイヤ部は、前記第１の第１レイヤ部から受け取った前記第１レイヤのデータを記憶し、前記第２の第２レイヤ部から前記第１確認応答メッセージを受け取ったら、記憶した前記第１レイヤのデータを用いて前記第２確認応答メッセージを生成して、前記第１の第１レイヤ部へ送出し、
前記第２の第２レイヤ部は、前記第２の第１レイヤ部から受け取った前記第２確認応答メッセージの送出依頼を実行しない、
ことを特徴とするデータ通信システム。
前記第１の第２レイヤ部は、前記第２の第２レイヤ部から前記第１確認応答メッセージを受け取らなかった場合は、前記第１の第１レイヤ部に対して、前記第１レイヤのデータが前記第２の第１レイヤ部に届かなかった旨を送出し、
前記第１の第１レイヤ部は、前記第１レイヤのデータを再送することを特徴とする請求項１に記載のデータ通信システム。
前記第１のレイヤはＴＣＰであり、前記第１の第２のレイヤ部は、前記第１のレイヤのデータが届かなかった旨として、重複ＡＣＫを生成して送出することを特徴とする請求項２に記載のデータ通信システム。
第１レイヤのデータを生成する第１の第１レイヤ部と、前記第１レイヤのデータを用いて前記第１レイヤよりも下位の第２レイヤのデータを生成する第１の第２レイヤ部とを含む送信装置と、
所定の通信回線を介して前記第１の第２レイヤ部から前記第２レイヤのデータを受け取り、受け取った前記第２のレイヤのデータから前記第１レイヤのデータを抽出すると共に前記第２のレイヤのデータを受け取ったことを示す第１確認応答メッセージを前記第１の第２レイヤ部に送出する第２の第２レイヤ部と、抽出された前記第１レイヤのデータを受け取り、前記第１レイヤのデータを受け取ったことを示す前記第１の第１レイヤ部宛ての第２確認応答メッセージを生成して、前記第２の第２レイヤ部に前記第２確認応答メッセージの送出を依頼する第２の第１レイヤ部と、を含む受信装置と、
の間でデータ通信を行うデータ通信方法であって、
前記第１の第２レイヤ部は、前記第１の第１レイヤ部から受け取った前記第１レイヤのデータを記憶し、前記第２の第２レイヤ部から前記第１確認応答メッセージを受け取ったら、記憶した前記第１レイヤのデータを用いて前記第２確認応答メッセージを生成して、前記第１の第１レイヤ部へ送出し、
前記第２の第２レイヤ部は、前記第２の第１レイヤ部から受け取った前記第２確認応答メッセージの送出依頼を実行しない、
ことを特徴とするデータ通信方法。