JP4438013B2 - 通信装置および通信方法 - Google Patents
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Description
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムを構成するアクセスポイントまたはステーションとして動作する通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＴＶ放送やアナログの映像信号をＡ／Ｄ変換した後、無線でデジタル伝送し、モニタで視聴する、というシステムが製品化されている。このようなシステムでは、データの送信機がアクセスポイント（ＡＰ）として動作し、モニタがステーション（ＳＴＡ）として動作している。
【０００３】
ここで、上記システムにおけるＡＰとＳＴＡの動作を簡単に説明する。まず、ＡＰは、電源ＯＮ状態のときに、ビーコンを周期的に送信し、ＳＴＡからのアソシエーションを待つ。一方、ＳＴＡは、ビーコンを検出することによりＡＰの存在を認識し、ＡＰに対してアソシエーション信号を送信し、自装置の登録を促す。その後、所望のデータの送信開始を要求する信号を送信する。ＡＰは、この信号に基づいて、指定のデータの送信を開始する。
【０００４】
また、ＡＰに対してデータ送信の停止を要求する場合、ＳＴＡは、データ送信の停止指示を要求する信号を送信した後、自装置の登録を抹消するためのディスアソシエーション信号を送信する。
【０００５】
ただし、上記システムにおいて、ＡＰは、たとえば、ＳＴＡが電源ＯＦＦ状態であっても、ビーコンを周期的に送信し続け、常にＳＴＡからのアソシエーションを待つための待機状態となっているため、低消費電力の実現が困難である。
【０００６】
一方、下記特許文献１には、上記システムでは実現困難な、アクセスポイント（ＡＰ）における消費電力の低減方法が開示されている。ここでは、無線ＬＡＮアクセスポイントの消費電力を低減するために、受信レベルと予め規定された所定の受信レベルとを比較する受信レベル検出比較ブロックを備え、この受信レベル検出比較ブロックの比較結果に応じて、スリープモード（低消費電力動作モード）またはアクティブモード（通常モード）のいずれか一方の動作モードで動作する場合について記載されている。また、アクティブモード動作時に、所定時間にわたってデータの送受信がない場合は、ＡＰが、スリープモードへ移行することが記載されている。
【０００７】
また、下記特許文献１において、ＡＰは、スリープモード時、受信レベル検出比較ブロックにのみ電源供給を行っている。すなわち、スリープモード時は、信号の復調処理やフレームの解析処理等の受信処理を行っていない。また、ＡＰは、スリープモード時、送信処理も行っていない。これにより、低消費電力を実現している。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−１５６７８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１に記載の方法においては、受信レベルの比較結果に応じてスリープモードとアクティブモードを切り替えているだけなので、たとえば、不必要な信号によってスリープモードが解除されてしまう可能性がある。たとえば、電子レンジから輻射される電波や、同一もしくは隣接するチャネルを利用している他のＢＳＳ（Basic Service Set）の信号の影響で、スリープモードからアクティブモードへ移行してしまう場合がある。すなわち、上記特許文献１の方法では、スリープモードを安定して維持することができない、という問題があった。
【００１０】
また、上記特許文献１に記載の方法では、スリープモード時に、サービスの提供を受ける受信側の装置（ＳＴＡ）に対してビーコン等の信号を送信していないため、アクティブモードに移行するまで、ＢＳＳの存在を認識する機会がない、という問題もあった。
【００１１】
本発明が解決しようとする課題には、不要な信号によってスリープモードが解除される可能性がある、およびＡＰが管理するＢＳＳの存在をＳＴＡが認識できない場合がある、といった問題が一例として挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、無線通信システムにてＡＰとして動作し、当該システムにおける各ＳＴＡに対してネットワークの存在を報知する通信装置であって、動作モード（通常動作モードおよび低消費電力動作モード）の設定に関する制御を行う制御部と、ネットワークの存在を報知するためのビーコンの送信周期を決定するタイマーと、前記送信周期に基づいてビーコンを送信するビーコン送信部と、前記制御部が通常動作モードから低消費電力動作モードへの移行を指示した場合に、前記タイマー以外のデータ送受信にかかわるすべての回路（制御部およびビーコン送信部を含む）をスリープ状態（電源供給停止状態）に設定するスリープ制御部と、を備え、前記制御部が通常動作モードから低消費電力動作モードへの移行を指示した場合、前記タイマーは、ビーコンの送信周期を通常動作モード時の送信周期よりも長くなるように設定し、さらに、低消費電力動作モードにて動作中、前記タイマーは、前記スリープ制御部に対して、通常動作モード時よりも長い間隔で送信されているビーコンの送信タイミングよりも第１の時間だけ早いタイミングで起床要求を通知し、さらに、当該ビーコンの送信タイミングから第２の時間経過後にスリープ要求を通知し、前記スリープ制御部は、起床要求を受信した場合に、ネットワーク参加要求の受信処理にかかわる回路に電源を供給し、また、スリープ要求を受信した場合に、当該回路を再度スリープ状態に移行させることを特徴とする。
［００１３］
［００１４］
［００１５］
また、請求項１０に記載の発明は、通常動作モードおよび低消費電力動作モードの設定に関する制御を行うモード制御部と、ネットワークの存在を報知するためのビーコンの送信周期を決定するタイマーと、前記送信周期に基づいてビーコンを送信するビーコン送信部と、前記モード制御部が通常動作モードから低消費電力動作モードへの移行を指示した場合に前記タイマー以外のデータ送受信にかかわるすべての回路を電源供給停止状態に設定するスリープ制御部と、を備え、前記モード制御部が通常動作モードから低消費電力動作モードへの移行を指示した場合、前記タイマーは、ビーコンの送信周期を通常動作モード時の送信周期よりも長くなるように設定し、さらに、低消費電力動作モードにて動作中、前記タイマーは、前記スリープ制御部に対して、通常動作モード時よりも長い間隔で送信されているビーコンの送信タイミングよりも第１の時間だけ早いタイミングで起床要求を通知し、さらに、当該ビーコンの送信タイミングから第２の時間経過後にスリープ要求を通知し、前記スリープ制御部は、起床要求を受信した場合に、ネットワーク参加要求の受信処理にかかわる回路に電源を供給し、また、スリープ要求を受信した場合に、当該回路を再度電源供給停止状態に移行させるＡＰ、を含む無線通信システムにてＳＴＡとして動作し、当該システムにおけるＡＰからのビーコンによりネットワークの存在を認識する通信装置であって、ネットワークへの参加を制御する制御部と、前記ＡＰが送信するビーコンを受信するビーコン受信部と、前記制御部からのネットワーク参加手続き開始要求に基づいて、ネットワーク参加要求を送信するネットワーク参加手続き制御部と、を備え、前記ネットワーク参加手続き制御部は、前記ＡＰが低消費電力動作モードで動作中、通常動作モード時よりも長い間隔で送信されているビーコンを受信した後、前記ＡＰ内で第２の時間が経過するまでの間にネットワーク参加要求を送信することを特徴とする。
［００１６］
［００１７］
また、請求項１４に記載の発明は、無線通信システムにおいて、ＡＰとして動作する通信装置が、ＳＴＡとして動作する通信装置に対して、ビーコンによりネットワークの存在を報知する場合の、ＡＰの通信方法であって、通常動作モードで動作中、ネットワークに参加しているＳＴＡの総数がゼロになった場合、またはネットワークに参加しているどのＳＴＡからも特定時間にわたって信号を受信しなかった場合に、低消費電力動作モードへ移行し、ビーコンの送信周期を通常動作モード時の送信周期よりも長くなるように設定し、タイマー以外のデータ送受信にかかわるすべての回路をスリープ状態（電源供給停止状態）に設定する第１のステップと、低消費電力動作モードで動作中、通常動作モード時よりも長い間隔で送信されているビーコンの送信タイミングよりも第１の時間だけ早いタイミングでネットワーク参加要求の受信処理にかかわる回路に電源を供給し、当該ビーコンの送信タイミングから第２の時間経過後に当該回路を再度スリープ状態に移行させる第２のステップと、低消費電力動作モードで動作中、前記ビーコンの送信タイミングから前記第２の時間が経過するまでの間に、前記ＳＴＡからネットワーク参加要求を受け取った場合、通常動作モードに移行し、ビーコンの送信周期を通常動作モード時の送信周期に戻す第３のステップと、を含むことを特徴とする。
［００１８］
［００１９］
【図面の簡単な説明】
［００２０］
［図１］図１は、実施の形態１のアクセスポイントの構成例を示す図である。
［図２］図２は、実施の形態１のステーションの構成例を示す図である。
［図３−１］図３−１は、通常動作モード時における、ビーコン送信タイミングと、送信処理部，受信処理部，ベースバンドブロックへの電源供給タイミングと、を示す図である。
［図３−２］図３−２は、低消費電力動作モード時における、ビーコン送信タイミングと、送信処理部，受信処理部，ベースバンドブロックへの電源供給タイミングと、を示す図である。
［図４］図４は、アクセスポイントにおける制御部の処理を示すフローチャートである。
［図５］図５は、ステーションにおける制御部の処理を示すフローチャートである。
【図６】図６は、実施の形態２のアクセスポイントの構成例を示す図である。
【図７】図７は、低消費電力動作モード時における、ビーコン送信タイミングと、送信処理部，受信処理部，ベースバンドブロックへの電源供給タイミングと、を示す図である。
【図８】図８は、アクセスポイントにおける制御部の処理を示すフローチャートである。
【図９】図９は、実施の形態３のステーションの構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、ステーションにおける制御部の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２１】
１ アンテナ
２ 切り替えスイッチ
３ 受信処理部
４ 送信処理部
５ ＰＬＬ／ＶＣＯ
６ ベースバンド処理部
７，７ａ，１１，１１ａ ＭＡＣ部
８，８ａ，１２，１２ａ 制御部
９ スリープ制御部
１０，１０ａ ベースバンドブロック
２１，３１ データ送受信部
２２ ビーコン送信部
２３，２３ａ タイマー
３２ ビーコン受信部
３３ ＢＳＳ参加手続き制御部
３４ ＢＳＳ参加信号送信部
４１ 不揮発性メモリ
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明にかかる通信装置および通信方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明にかかる通信装置として動作する、実施の形態１のアクセスポイント（ＡＰ）の構成例を示す図である。このＡＰは、アンテナ１と、送受信の切り替えスイッチ２と、所定の受信処理を行う受信処理部３と、所定の送信処理を行う送信処理部４と、受信処理部３と送信処理部４に対してクロックを供給するためのＰＬＬ／ＶＣＯ５と、所定のベースバンド処理を行うベースバンド処理部６と、データ送受信部２１，ビーコン送信部２２，およびビーコンの送信周期を決定するタイマー２３等を有するＭＡＣ部７と、ＡＰにおける実施の形態１の通信方法（動作モード（通常動作モード、低消費電力動作モード）設定方法）を制御するＣＰＵ，およびプログラムや処理の過程で発生するデータ等を記憶するＲＯＭ，ＲＡＭ等を有する制御部８と、ＭＡＣ部７からの起床要求，スリープ要求，ＢＳＳ参加要求受信通知に基づいてスリープ状態を制御するスリープ制御部９と、を備えている。
【００２４】
なお、図示のその他のブロックについては、本実施の形態のＡＰが送信（配信）するデータによって構成が異なり、たとえば、上記ＡＰが映像を配信する装置であれば、有線Ｉ／Ｆの代わりにテレビチューナやＭＰＥＧエンコーダ等を備えることになる。また、ベースバンドブロック１０は、ベースバンド処理部６，データ送受信部２１，ビーコン送信部２２等から構成され、スリープ制御部９によるスリープ状態の制御の対象となる。また、上記タイマー２３は、スリープ制御部９に対して起床要求およびスリープ要求を通知するタイミングを決定するためにも用いられる。
【００２５】
また、上記受信処理部３は、アンテナの入力を増幅するローノイズアンプ（ＬＮＡ）と、受信周波数を中間周波数に変換するダウンコンバータと、中間周波数からベースバンドのＩＱ信号へ復調する復調回路と、から構成されている。また、送信処理部４は、ベースバンドのＩＱ信号から中間周波数へ変調する変調回路と、中間周波数を送信周波数に変換するアップコンバータと、送信出力を上げるためのパワーアンプ（ＰＡ）と、から構成されている。
【００２６】
図２は、実施の形態１のステーション（ＳＴＡ）の構成例を示す図である。上記ＡＰと同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。このＳＴＡは、上記ＡＰと同様の、アンテナ１と切り替えスイッチ２と受信処理部３と送信処理部４とＰＬＬ／ＶＣＯ５とベースバンド処理部６、に加え、さらに、データ送受信部３１，ビーコン受信部３２，およびビーコン受信部３２からのビーコン受信通知に基づいてＡＰが管理するＢＳＳへ参加するための制御を行うＢＳＳ参加手続き制御部３３等を有するＭＡＣ部１１と、ＳＴＡにおける通信方法を制御するＣＰＵ，およびプログラムや処理の過程で発生するデータ等を記憶するＲＯＭ，ＲＡＭ等を有する制御部１２と、を備えている。
【００２７】
つづいて、上記のように構成されるＡＰの動作を説明する。本実施の形態におけるＡＰは、通常動作モードおよび低消費電力動作モードにて動作する機能を備え、通信状況に応じていずれか一つの動作モードで動作する。
【００２８】
通常動作モード時、ＡＰでは、制御部８の制御により、スリープ制御部９が、制御部８およびベースバンドブロック１０に常時電源を供給する。また、図示しないスイッチメカニズムにより、データを送信する場合には送信処理部４に電源を供給し、データを送信しない場合には受信処理部３に電源を供給する。
【００２９】
そして、ＭＡＣ部７内のビーコン送信部２２では、ビーコンを周期的に送信する。ビーコン送信の周期は、ＭＡＣ部７内のタイマー２３によって決定される。このビーコン送信は、ＡＰが管理するＢＳＳに参加しようとするＳＴＡに対して、ＢＳＳの存在を通知するために行う。また、このビーコン送信は、ＢＳＳに参加しているＳＴＡ間で、システムクロック同期を確立するためにも用いられる。ビーコンの送信周期は、通常、１００ｍｓｅｃ程度に設定されている。
【００３０】
また、ＡＰでは、ＳＴＡから、自装置が管理するＢＳＳに参加するためのアソシエーションフレームを所定の受信処理で受信した場合、ＭＡＣ部７内のデータ送受信部２１が、制御部８に対して新規のＳＴＡがＢＳＳに参加したこと（ＳＴＡ参加通知）を通知する。通常動作モードでは、このアソシエーションフレーム、およびＢＳＳに参加しているＳＴＡからのデータフレームを受信する必要がある。したがって、受信処理部３にはフレーム送信時以外の時間帯に電源が供給され、ベースバンドブロック１０には常時電源が供給されている。
【００３１】
また、ＳＴＡから、ＢＳＳから離脱するためのディスアソシエーションフレーム（あるいはデオーセンティケーションフレーム）を受信した場合、ＡＰでは、ＭＡＣ部７内のデータ送受信部２１が、制御部８に対してＳＴＡが離脱したこと（ＳＴＡ離脱通知）を通知する。制御部８では、データ送受信部２１から通知される上記ＳＴＡ参加通知およびＳＴＡ離脱通知を受け取ることによって、ＢＳＳに参加しているＳＴＡの総数を管理する。
【００３２】
一方、通常動作モードで動作中に、ＢＳＳに参加しているＳＴＡの総数がゼロになった場合、ＡＰは、低消費電力動作モードへ移行する。
【００３３】
低消費電力動作モードへ移行すると、制御部８は、ＭＡＣ部７およびスリープ制御部９に対して、低消費電力動作モード時の動作を行うように指示する。また、参加していたＳＴＡに対して何らかのデータ送信を行っていた場合には、それらのデータ送信を停止する。
【００３４】
ここで、低消費電力動作モード時のＭＡＣ部７の動作を以下に示す。ＭＡＣ部７では、ビーコンの送信間隔を決定しているタイマー２３の周期を、通常動作モードの設定値より長くなるように設定する（たとえば、２秒）。また、ビーコンの送信タイミングよりも所定の時間だけ早いタイミングでスリープ制御部９に対して起床要求を通知するように、タイマー２３を設定する。さらに、ビーコンの送信タイミングから所定の時間経過後（たとえば、１００ｍｓｅｃ後）にスリープ制御部９に対してスリープ要求を通知するように、タイマー２３を設定する。
【００３５】
つぎに、低消費電力動作モード時のスリープ制御部９の動作を以下に示す。スリープ制御部９では、低消費電力動作モードに移行すると、全ブロック（図示の受信処理部３、送信処理部４、ベースバンドブロック１０、制御部８に相当）をスリープ状態にする（電源供給を停止する）。そして、スリープ制御部９では、ＭＡＣ部７内のタイマー２３から起床要求を受信した場合に、受信処理部３、送信処理部４、およびベースバンドブロック１０を起床させる（電源供給を開始する）。また、ＭＡＣ部７内のタイマー２３からスリープ要求を受信した場合、受信処理部３、送信処理部４、およびベースバンドブロック１０をスリープ状態に移行させる。また、受信処理部３、送信処理部４、およびベースバンドブロックが起床されている状態では、図示しないスイッチメカニズムにより、ビーコン等のなんらかのフレームを送信する場合には送信処理部４に電源が供給され、フレームを送信しない場合には受信処理部３に電源が供給される。
【００３６】
なお、上記ＡＰにおいて、上記ＲＡＭに記憶されたデータまたは有線Ｉ／Ｆからのデータ，ビーコンを送信する場合、およびアソシエーションフレーム，ディスアソシエーションフレームを受信する場合、上記制御部８では、たとえば、無線ＬＡＮのプロトコルに従って送受信処理を制御する。一例として、ＲＡＭに記憶されたデータまたは有線Ｉ／Ｆからのデータ等を送信する場合、制御部８は、ＭＡＣ部７のデータ送受信部２１，ベースバンド処理部６，送信処理部４，および切り替えスイッチ２を経由して、アンテナ１から電波として放射するための制御を行う。一方で、アンテナ１で受信した電波を、切り替えスイッチ２，受信処理部３，ベースバンド処理部６，ＭＡＣ部７のデータ送受信部２１を経由して、受信データ（アソシエーションフレームおよびディスアソシエーションフレームに相当）としてＣＰＵに通知するための制御を行う。
【００３７】
つづいて、上記のように構成されるＳＴＡの動作を説明する。ＡＰからビーコンを受信した場合、ＳＴＡでは、ＭＡＣ部１１内のビーコン受信部３２が、ＢＳＳ参加手続き制御部３３および制御部１２に対してビーコン受信を通知し、制御部１２が、必要に応じてＢＳＳへの参加手続きの開始を要求する（ＢＳＳ参加手続き開始要求）。ＢＳＳ参加手続き制御部３３では、ＢＳＳ参加手続き開始要求を受けると、ビーコン受信部３２からのビーコン受信通知を待ち、ビーコン受信通知を受けた時点でアソシエーションフレームをＡＰに対して送信する（ＷＥＰ暗号が使われている場合には、アソシエーション前にオーセンティケーションフレームをＡＰに送信し、認証を行う）。
【００３８】
ただし、上記で説明したように、本実施の形態のＡＰは、低消費電力動作モードで動作中は、ビーコンの送信から所定の時間内でしか、ＳＴＡからのアソシエーションフレームを受信することができない。したがって、本実施の形態のＳＴＡは、上記時間内にアソシエーション（必要な場合は認証も）を行うことになる。
【００３９】
一方、ＳＴＡがＢＳＳから離脱する場合、ＢＳＳ参加手続き制御部３３では、制御部１２の指示でＡＰに対してディスアソシエーションフレームを送信する（ＷＥＰ暗号化が使用されている場合には、ディスアソシエーションフレームを送信した後にデオーセンティケーションフレームを送信する）。
【００４０】
なお、上記ＳＴＡにおいて、アソシエーションフレーム，ディスアソシエーションフレームを送信する場合、およびＡＰから配信されるデータ，ビーコンを受信する場合、制御部１２では、たとえば、無線ＬＡＮのプロトコルに従って送受信処理を制御する。一例として、アソシエーションフレームを送信する場合、制御部１２は、ＭＡＣ部１１のデータ送受信部３１，ベースバンド処理部６，送信処理部４，および切り替えスイッチ２を経由して、アンテナ１から電波として放射するための制御を行う。一方で、アンテナ１で受信した電波を、切り替えスイッチ２，受信処理部３，ベースバンド処理部６，ＭＡＣ部１１のデータ送受信部３１を経由して、受信データ（たとえば、ＡＰから配信されるデータに相当）としてＣＰＵに通知するための制御を行う。
【００４１】
つづいて、上記で説明したＡＰにおける一連の動作を時系列的に説明する。図３−１は、通常動作モード時における、ビーコン送信タイミングと、送信処理部４，受信処理部３，ベースバンドブロック１０への電源供給タイミングと、を示す図である。図３−２は、低消費電力動作モード時における、ビーコン送信タイミングと、送信処理部４，受信処理部３，ベースバンドブロック１０への電源供給タイミングと、を示す図である。
【００４２】
なお、図３−１においては、通常動作モード時のビーコン周期をＴnormalとし、図３−２においては、低消費電力動作モード時のビーコン周期をＴstanbyとし、ビーコン送信後にタイマー２３がスリープ要求を通知するまでの時間をｔaとし、タイマー２３が起床要求を通知するビーコン送信前の時間をｔbとする。
【００４３】
たとえば、上記時間帯ｔaにアソシエーションフレームを受信した場合、ＭＡＣ部７では、スリープ制御部９に対してＢＳＳ参加要求受信を通知する。また、上記時間帯ｔaにオーセンティケーションフレームを受信し、その認証が正当であると判断した場合、ＭＡＣ部７では、スリープ制御部９に対してＢＳＳ参加要求受信を通知する。この通知を受け、スリープ制御部９では、制御部８を起床させる（同時にその他のブロックを起床させてもよい）。起床後の制御部８は、ＭＡＣ部７のデータ送受信部２１からＳＴＡ参加通知を受信し、ＭＡＣ部７とスリープ制御部９とを通常動作モードに設定する。ＭＡＣ部７は、通常動作モードに設定されると、ビーコン送信周期を通常動作モードの設定値に変更する。
【００４４】
なお、通常動作モードから低消費電力動作モードに移行するための判定条件は、上記ＳＴＡがゼロになった場合に限らず、ＢＳＳに参加しているどのＳＴＡからも特定時間にわたって信号を受信しなかった場合であってもよい。これは、ＢＳＳに参加していたＳＴＡが移動し、ディスコネクションフレームの送信に失敗してしまうほど、ＡＰとの距離が大きくなった場合を想定している。たとえば、ＳＴＡがＡＰから遠く離れた場所で電源ＯＦＦされた場合、ディスコネクションフレームの送信が失敗してしまうため、制御部８で管理しているＳＴＡの総数はゼロにならない。そこで、制御部８では、ＢＳＳに参加しているどのＳＴＡからも特定時間にわたって信号を受信しなかった場合、ＢＳＳに参加しているＳＴＡが存在しないものとみなし、低消費電力動作モードへ移行する。
【００４５】
つづいて、上記ＡＰにおける制御部８の処理および上記ＳＴＡにおける制御部１２の処理の一例を、図面を用いて説明する。図４は、ＡＰにおける制御部８の処理を示すフローチャートであり、図５は、ＳＴＡにおける制御部１２の処理を示すフローチャートである。
【００４６】
まず、ＡＰの制御部８では、現在自装置が管理するＢＳＳに参加しているＳＴＡ数がゼロかどうか、またはＢＳＳに参加するＳＴＡとの間で特定時間にわたって通信が行われていないかどうか、を確認する（図４、ステップＳ１、ステップＳ２）。たとえば、ＢＳＳに参加しているＳＴＡが存在し（ステップＳ１，Ｎｏ）、かつＢＳＳに参加するＳＴＡとの間で通信が行われている場合（ステップＳ２，Ｎｏ）、制御部８では、上記確認処理を繰り返し実行する。
【００４７】
また、上記確認処理において、ＢＳＳに参加しているＳＴＡ数がゼロになった場合（ステップＳ１，Ｙｅｓ）、またはＢＳＳに参加するＳＴＡとの間で特定時間にわたって通信が行われていない場合（ステップＳ２，Ｙｅｓ）、制御部８では、ＭＡＣ部７およびスリープ制御部９を低消費電力動作モードに設定する（ステップＳ３）。そして、制御部８は、スリープ制御部９からの指示により、スリープ状態へ移行する（ステップＳ４）。
【００４８】
その後、制御部８は、ＢＳＳへの新規参加があった場合に、スリープ制御部９の指示により起床し（ステップＳ５，Ｙｅｓ）、ＭＡＣ部７およびスリープ制御部９を通常動作モードに設定する（ステップＳ６）。以降、制御部８は、上記ステップＳ１〜Ｓ６の処理を繰り返し実行する。
【００４９】
一方、ＳＴＡの制御部１２は、必要に応じてＭＡＣ部１１に対してＢＳＳ参加手続き開始を指示する（図５、ステップＳ１１）。
【００５０】
このように、本実施の形態においては、低消費電力動作モード時、タイマーとスリープ制御部にのみ常時電源を供給し、ベースバンドブロックと受信処理部には周期的に電源を供給し、電源が供給されている時間帯に受信した信号を復調し、受信フレームを解析することとした。これにより、ベースバンドブロックおよび受信処理部に電源が供給されている時間帯については、低消費電力動作モード時であっても確実にアソシエーションフレームを認識でき、従来のように雑音の影響で低消費電力動作モードから通常動作モードに移行することがなくなるので、低消費電力動作モードを安定的に維持することができる。
【００５１】
また、本実施の形態においては、低消費電力動作モード時であっても、ＳＴＡに対して定期的にビーコンを送信しているため、常時、ＳＴＡに対してＢＳＳの存在を知らせることができる。
【００５２】
（実施の形態２）
図６は、本発明にかかる通信装置として動作する、実施の形態２のアクセスポイント（ＡＰ）の構成例を示す図である。なお、前述した実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施の形態では、前述した実施の形態１と異なる構成および処理についてのみ説明する。
【００５３】
本実施の形態のＡＰは、前述した実施の形態１のアンテナ１と切り替えスイッチ２と受信処理部３と送信処理部４とＰＬＬ／ＶＣＯ５とベースバンド処理部６、に加え、ビーコンの送信周期を決定する（前述した実施の形態１とは異なり、起床要求およびスリープ要求を通知するタイミングを決定しない）タイマー２３ａ等を有するＭＡＣ部７ａと、ＡＰにおける実施の形態２の通信方法を制御するＣＰＵ，およびＲＯＭ，ＲＡＭ等を有する制御部８ａと、を備えている。また、ベースバンドブロック１０ａは、ベースバンド処理部６，データ送受信部２１，ビーコン送信部２２，タイマー２３ａ等から構成されている。
【００５４】
ここで、上記のように構成されるＡＰの動作を説明する。本実施の形態におけるＡＰは、通常動作モード（実施の形態１と同様：図３−１参照）で動作中に、たとえば、ＢＳＳに参加しているＳＴＡの総数がゼロになった場合、または、ＢＳＳに参加するＳＴＡとの間で特定時間にわたって通信が行われていない場合に、低消費電力動作モードへ移行する。低消費電力動作モードへ移行すると、制御部８ａは、ＭＡＣ部７ａに対して、低消費電力動作モード時の動作を行うように指示する。そして、ＭＡＣ部７ａでは、ビーコンの送信間隔を決定しているタイマー２３ａの周期を、通常動作モードの設定値より長くなるように設定する（たとえば、２秒）。
【００５５】
図７は、低消費電力動作モード時における、ビーコン送信タイミングと、送信処理部４，受信処理部３，ベースバンドブロック１０ａへの電源供給タイミングと、を示す図である。ここでは、低消費電力動作モード時のビーコン周期をＴstanby（＞Ｔnormal）とする。
【００５６】
また、図８は、ＡＰにおける制御部８ａの処理を示すフローチャートであり、ステップＳ１およびステップＳ２の確認処理において、ＢＳＳに参加しているＳＴＡ数がゼロになった場合（ステップＳ１，Ｙｅｓ）、またはＢＳＳに参加するＳＴＡとの間で特定時間にわたって通信が行われていない場合（ステップＳ２，Ｙｅｓ）、制御部８ａでは、ＭＡＣ部７ａを低消費電力動作モードに設定する（ステップＳ２１）。
【００５７】
なお、ステーション（ＳＴＡ）については、基本的に前述した実施の形態１と同様に動作する。ただし、本実施の形態のＡＰは、低消費電力動作モードであっても、ＳＴＡからのアソシエーションフレームをいつでも受信できるので、本実施の形態のＳＴＡは、任意のタイミングでアソシエーション（必要な場合は認証も）を行う。
【００５８】
このように、本実施の形態においては、より簡易な構成で、前述した実施の形態１と同様の効果を得ることができるとともに、単位時間当たりのビーコンの送信頻度が減っているので、消費電力を低減できる。
【００５９】
（実施の形態３）
つづいて、実施の形態３の処理について説明する。なお、実施の形態３のＡＰの構成は、前述した実施の形態２の図６と同様である。本実施の形態では、実施の形態１または２と異なる処理についてのみ説明する。
【００６０】
実施の形態３のＡＰは、低消費電力動作モード時、ＭＡＣ部７ａにおけるビーコンの送信を停止する。すなわち、ここでは、タイマー２３ａの動作を停止させる。一方、ＢＳＳへの新規参加があった場合に、タイマー２３ａの動作を再開させる。なお、低消費電力動作モード時における電源供給状態は、通常モードと同様であり、受信処理部３およびベースバンドブロック１０ａに電源が供給されている。
【００６１】
また、本実施の形態においては、ＳＴＡが以下の構成となる。図９は、実施の形態３のステーション（ＳＴＡ）の構成例を示す図である。なお、前述した実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６２】
本実施の形態のＳＴＡは、ＡＰが管理するＢＳＳへ参加するための信号を送信するＢＳＳ参加信号送信部３４等を有するＭＡＣ部１１ａと、ＳＴＡにおける実施の形態３の通信方法を制御するＣＰＵ，およびＲＯＭ，ＲＡＭ，不揮発性メモリ４１等を有する制御部１２ａと、を備えている。
【００６３】
また、図１０は、ＳＴＡにおける制御部１２ａの処理を示すフローチャートである。本実施の形態のＳＴＡは、制御部１２ａが、一度アソシエーションしたＢＳＳのＩＤ，周波数チャンネルを、不揮発性メモリ４１に記憶しておき、ＢＳＳに参加したい場合は、ビーコンを受信することなく、不揮発性メモリ４１の内容を読み出し（ステップＳ３１）、その内容に基づいて、ＢＳＳ参加信号送信部３４に対してＢＳＳの参加手続き開始を指示する（ステップＳ３２）。そして、ＳＴＡは、ＢＳＳ参加信号送信部３４がＢＳＳを管理しているＡＰに対してアソシエーションフレームを送信することによって、所望のＢＳＳに参加する。
【００６４】
このように、本実施の形態においては、低消費電力動作モード時にビーコンを停止する場合であっても、簡易な構成で、前述した実施の形態１または２と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
なお、上記各実施の形態においては、ネットワークシステムとして無線ＬＡＮシステムを想定した場合について記載したが、これに限らず、本発明にかかる通信装置および通信方法は、親局が周期的にビーコンを送信することによって提供するネットワークサービスの存在を、親局周辺に存在する子局に対して報知するようなシステムに適用することができる。たとえば、BluetoothやＵＷＢ（Ultra Wide Band）等の無線ＰＡＮ（Personal Area Network）に適用することも可能である。ただし、無線ＰＡＮの場合は、「ピコネット」が上記ＢＳＳに相当する言葉となる。
【０００１】
本発明は、無線通信システムを構成するアクセスポイントまたはステーションとして動作する通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＴＶ放送やアナログの映像信号をＡ／Ｄ変換した後、無線でデジタル伝送し、モニタで視聴する、というシステムが製品化されている。このようなシステムでは、データの送信機がアクセスポイント（ＡＰ）として動作し、モニタがステーション（ＳＴＡ）として動作している。
【０００３】
ここで、上記システムにおけるＡＰとＳＴＡの動作を簡単に説明する。まず、ＡＰは、電源ＯＮ状態のときに、ビーコンを周期的に送信し、ＳＴＡからのアソシエーションを待つ。一方、ＳＴＡは、ビーコンを検出することによりＡＰの存在を認識し、ＡＰに対してアソシエーション信号を送信し、自装置の登録を促す。その後、所望のデータの送信開始を要求する信号を送信する。ＡＰは、この信号に基づいて、指定のデータの送信を開始する。
【０００４】
また、ＡＰに対してデータ送信の停止を要求する場合、ＳＴＡは、データ送信の停止指示を要求する信号を送信した後、自装置の登録を抹消するためのディスアソシエーション信号を送信する。
【０００５】
ただし、上記システムにおいて、ＡＰは、たとえば、ＳＴＡが電源ＯＦＦ状態であっても、ビーコンを周期的に送信し続け、常にＳＴＡからのアソシエーションを待つための待機状態となっているため、低消費電力の実現が困難である。
【０００６】
一方、下記特許文献１には、上記システムでは実現困難な、アクセスポイント（ＡＰ）における消費電力の低減方法が開示されている。ここでは、無線ＬＡＮアクセスポイントの消費電力を低減するために、受信レベルと予め規定された所定の受信レベルとを比較する受信レベル検出比較ブロックを備え、この受信レベル検出比較ブロックの比較結果に応じて、スリープモード（低消費電力動作モード）またはアクティブモード（通常モード）のいずれか一方の動作モードで動作する場合について記載されている。また、アクティブモード動作時に、所定時間にわたってデータの送受信がない場合は、ＡＰが、スリープモードへ移行することが記載されている。
【０００７】
また、下記特許文献１において、ＡＰは、スリープモード時、受信レベル検出比較ブロックにのみ電源供給を行っている。すなわち、スリープモード時は、信号の復調処理やフレームの解析処理等の受信処理を行っていない。また、ＡＰは、スリープモード時、送信処理も行っていない。これにより、低消費電力を実現している。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−１５６７８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１に記載の方法においては、受信レベルの比較結果に応じてスリープモードとアクティブモードを切り替えているだけなので、たとえば、不必要な信号によってスリープモードが解除されてしまう可能性がある。たとえば、電子レンジから輻射される電波や、同一もしくは隣接するチャネルを利用している他のＢＳＳ（Basic Service Set）の信号の影響で、スリープモードからアクティブモードへ移行してしまう場合がある。すなわち、上記特許文献１の方法では、スリープモードを安定して維持することができない、という問題があった。
【００１０】
また、上記特許文献１に記載の方法では、スリープモード時に、サービスの提供を受ける受信側の装置（ＳＴＡ）に対してビーコン等の信号を送信していないため、アクティブモードに移行するまで、ＢＳＳの存在を認識する機会がない、という問題もあった。
【００１１】
本発明が解決しようとする課題には、不要な信号によってスリープモードが解除される可能性がある、およびＡＰが管理するＢＳＳの存在をＳＴＡが認識できない場合がある、といった問題が一例として挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、無線通信システムにてＡＰとして動作し、当該システムにおける各ＳＴＡに対してネットワークの存在を報知する通信装置であって、動作モード（通常動作モードおよび低消費電力動作モード）の設定に関する制御を行う制御部と、ネットワークの存在を報知するためのビーコンの送信周期を決定するタイマーと、前記送信周期に基づいてビーコンを送信するビーコン送信部と、前記制御部が通常動作モードから低消費電力動作モードへの移行を指示した場合に、前記タイマー以外のデータ送受信にかかわるすべての回路（制御部およびビーコン送信部を含む）をスリープ状態（電源供給停止状態）に設定するスリープ制御部と、を備え、前記制御部が通常動作モードから低消費電力動作モードへの移行を指示した場合、前記タイマーは、ビーコンの送信周期を通常動作モード時の送信周期よりも長くなるように設定し、さらに、低消費電力動作モードにて動作中、前記タイマーは、前記スリープ制御部に対して、通常動作モード時よりも長い間隔で送信されているビーコンの送信タイミングよりも第１の時間だけ早いタイミングで起床要求を通知し、さらに、当該ビーコンの送信タイミングから第２の時間経過後にスリープ要求を通知し、前記スリープ制御部は、起床要求を受信した場合に、ネットワーク参加要求の受信処理にかかわる回路に電源を供給し、また、スリープ要求を受信した場合に、当該回路を再度スリープ状態に移行させることを特徴とする。
［００１３］
［００１４］
［００１５］
また、請求項１０に記載の発明は、通常動作モードおよび低消費電力動作モードの設定に関する制御を行うモード制御部と、ネットワークの存在を報知するためのビーコンの送信周期を決定するタイマーと、前記送信周期に基づいてビーコンを送信するビーコン送信部と、前記モード制御部が通常動作モードから低消費電力動作モードへの移行を指示した場合に前記タイマー以外のデータ送受信にかかわるすべての回路を電源供給停止状態に設定するスリープ制御部と、を備え、前記モード制御部が通常動作モードから低消費電力動作モードへの移行を指示した場合、前記タイマーは、ビーコンの送信周期を通常動作モード時の送信周期よりも長くなるように設定し、さらに、低消費電力動作モードにて動作中、前記タイマーは、前記スリープ制御部に対して、通常動作モード時よりも長い間隔で送信されているビーコンの送信タイミングよりも第１の時間だけ早いタイミングで起床要求を通知し、さらに、当該ビーコンの送信タイミングから第２の時間経過後にスリープ要求を通知し、前記スリープ制御部は、起床要求を受信した場合に、ネットワーク参加要求の受信処理にかかわる回路に電源を供給し、また、スリープ要求を受信した場合に、当該回路を再度電源供給停止状態に移行させるＡＰ、を含む無線通信システムにてＳＴＡとして動作し、当該システムにおけるＡＰからのビーコンによりネットワークの存在を認識する通信装置であって、ネットワークへの参加を制御する制御部と、前記ＡＰが送信するビーコンを受信するビーコン受信部と、前記制御部からのネットワーク参加手続き開始要求に基づいて、ネットワーク参加要求を送信するネットワーク参加手続き制御部と、を備え、前記ネットワーク参加手続き制御部は、前記ＡＰが低消費電力動作モードで動作中、通常動作モード時よりも長い間隔で送信されているビーコンを受信した後、前記ＡＰ内で第２の時間が経過するまでの間にネットワーク参加要求を送信することを特徴とする。
［００１６］
［００１７］
また、請求項１４に記載の発明は、無線通信システムにおいて、ＡＰとして動作する通信装置が、ＳＴＡとして動作する通信装置に対して、ビーコンによりネットワークの存在を報知する場合の、ＡＰの通信方法であって、通常動作モードで動作中、ネットワークに参加しているＳＴＡの総数がゼロになった場合、またはネットワークに参加しているどのＳＴＡからも特定時間にわたって信号を受信しなかった場合に、低消費電力動作モードへ移行し、ビーコンの送信周期を通常動作モード時の送信周期よりも長くなるように設定し、タイマー以外のデータ送受信にかかわるすべての回路をスリープ状態（電源供給停止状態）に設定する第１のステップと、低消費電力動作モードで動作中、通常動作モード時よりも長い間隔で送信されているビーコンの送信タイミングよりも第１の時間だけ早いタイミングでネットワーク参加要求の受信処理にかかわる回路に電源を供給し、当該ビーコンの送信タイミングから第２の時間経過後に当該回路を再度スリープ状態に移行させる第２のステップと、低消費電力動作モードで動作中、前記ビーコンの送信タイミングから前記第２の時間が経過するまでの間に、前記ＳＴＡからネットワーク参加要求を受け取った場合、通常動作モードに移行し、ビーコンの送信周期を通常動作モード時の送信周期に戻す第３のステップと、を含むことを特徴とする。
［００１８］
［００１９］
【図面の簡単な説明】
［００２０］
［図１］図１は、実施の形態１のアクセスポイントの構成例を示す図である。
［図２］図２は、実施の形態１のステーションの構成例を示す図である。
［図３−１］図３−１は、通常動作モード時における、ビーコン送信タイミングと、送信処理部，受信処理部，ベースバンドブロックへの電源供給タイミングと、を示す図である。
［図３−２］図３−２は、低消費電力動作モード時における、ビーコン送信タイミングと、送信処理部，受信処理部，ベースバンドブロックへの電源供給タイミングと、を示す図である。
［図４］図４は、アクセスポイントにおける制御部の処理を示すフローチャートである。
［図５］図５は、ステーションにおける制御部の処理を示すフローチャートである。
【図６】図６は、実施の形態２のアクセスポイントの構成例を示す図である。
【図７】図７は、低消費電力動作モード時における、ビーコン送信タイミングと、送信処理部，受信処理部，ベースバンドブロックへの電源供給タイミングと、を示す図である。
【図８】図８は、アクセスポイントにおける制御部の処理を示すフローチャートである。
【図９】図９は、実施の形態３のステーションの構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、ステーションにおける制御部の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２１】
１ アンテナ
２ 切り替えスイッチ
３ 受信処理部
４ 送信処理部
５ ＰＬＬ／ＶＣＯ
６ ベースバンド処理部
７，７ａ，１１，１１ａ ＭＡＣ部
８，８ａ，１２，１２ａ 制御部
９ スリープ制御部
１０，１０ａ ベースバンドブロック
２１，３１ データ送受信部
２２ ビーコン送信部
２３，２３ａ タイマー
３２ ビーコン受信部
３３ ＢＳＳ参加手続き制御部
３４ ＢＳＳ参加信号送信部
４１ 不揮発性メモリ
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明にかかる通信装置および通信方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明にかかる通信装置として動作する、実施の形態１のアクセスポイント（ＡＰ）の構成例を示す図である。このＡＰは、アンテナ１と、送受信の切り替えスイッチ２と、所定の受信処理を行う受信処理部３と、所定の送信処理を行う送信処理部４と、受信処理部３と送信処理部４に対してクロックを供給するためのＰＬＬ／ＶＣＯ５と、所定のベースバンド処理を行うベースバンド処理部６と、データ送受信部２１，ビーコン送信部２２，およびビーコンの送信周期を決定するタイマー２３等を有するＭＡＣ部７と、ＡＰにおける実施の形態１の通信方法（動作モード（通常動作モード、低消費電力動作モード）設定方法）を制御するＣＰＵ，およびプログラムや処理の過程で発生するデータ等を記憶するＲＯＭ，ＲＡＭ等を有する制御部８と、ＭＡＣ部７からの起床要求，スリープ要求，ＢＳＳ参加要求受信通知に基づいてスリープ状態を制御するスリープ制御部９と、を備えている。
【００２４】
なお、図示のその他のブロックについては、本実施の形態のＡＰが送信（配信）するデータによって構成が異なり、たとえば、上記ＡＰが映像を配信する装置であれば、有線Ｉ／Ｆの代わりにテレビチューナやＭＰＥＧエンコーダ等を備えることになる。また、ベースバンドブロック１０は、ベースバンド処理部６，データ送受信部２１，ビーコン送信部２２等から構成され、スリープ制御部９によるスリープ状態の制御の対象となる。また、上記タイマー２３は、スリープ制御部９に対して起床要求およびスリープ要求を通知するタイミングを決定するためにも用いられる。
【００２５】
また、上記受信処理部３は、アンテナの入力を増幅するローノイズアンプ（ＬＮＡ）と、受信周波数を中間周波数に変換するダウンコンバータと、中間周波数からベースバンドのＩＱ信号へ復調する復調回路と、から構成されている。また、送信処理部４は、ベースバンドのＩＱ信号から中間周波数へ変調する変調回路と、中間周波数を送信周波数に変換するアップコンバータと、送信出力を上げるためのパワーアンプ（ＰＡ）と、から構成されている。
【００２６】
図２は、実施の形態１のステーション（ＳＴＡ）の構成例を示す図である。上記ＡＰと同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。このＳＴＡは、上記ＡＰと同様の、アンテナ１と切り替えスイッチ２と受信処理部３と送信処理部４とＰＬＬ／ＶＣＯ５とベースバンド処理部６、に加え、さらに、データ送受信部３１，ビーコン受信部３２，およびビーコン受信部３２からのビーコン受信通知に基づいてＡＰが管理するＢＳＳへ参加するための制御を行うＢＳＳ参加手続き制御部３３等を有するＭＡＣ部１１と、ＳＴＡにおける通信方法を制御するＣＰＵ，およびプログラムや処理の過程で発生するデータ等を記憶するＲＯＭ，ＲＡＭ等を有する制御部１２と、を備えている。
【００２７】
つづいて、上記のように構成されるＡＰの動作を説明する。本実施の形態におけるＡＰは、通常動作モードおよび低消費電力動作モードにて動作する機能を備え、通信状況に応じていずれか一つの動作モードで動作する。
【００２８】
通常動作モード時、ＡＰでは、制御部８の制御により、スリープ制御部９が、制御部８およびベースバンドブロック１０に常時電源を供給する。また、図示しないスイッチメカニズムにより、データを送信する場合には送信処理部４に電源を供給し、データを送信しない場合には受信処理部３に電源を供給する。
【００２９】
そして、ＭＡＣ部７内のビーコン送信部２２では、ビーコンを周期的に送信する。ビーコン送信の周期は、ＭＡＣ部７内のタイマー２３によって決定される。このビーコン送信は、ＡＰが管理するＢＳＳに参加しようとするＳＴＡに対して、ＢＳＳの存在を通知するために行う。また、このビーコン送信は、ＢＳＳに参加しているＳＴＡ間で、システムクロック同期を確立するためにも用いられる。ビーコンの送信周期は、通常、１００ｍｓｅｃ程度に設定されている。
【００３０】
また、ＡＰでは、ＳＴＡから、自装置が管理するＢＳＳに参加するためのアソシエーションフレームを所定の受信処理で受信した場合、ＭＡＣ部７内のデータ送受信部２１が、制御部８に対して新規のＳＴＡがＢＳＳに参加したこと（ＳＴＡ参加通知）を通知する。通常動作モードでは、このアソシエーションフレーム、およびＢＳＳに参加しているＳＴＡからのデータフレームを受信する必要がある。したがって、受信処理部３にはフレーム送信時以外の時間帯に電源が供給され、ベースバンドブロック１０には常時電源が供給されている。
【００３１】
また、ＳＴＡから、ＢＳＳから離脱するためのディスアソシエーションフレーム（あるいはデオーセンティケーションフレーム）を受信した場合、ＡＰでは、ＭＡＣ部７内のデータ送受信部２１が、制御部８に対してＳＴＡが離脱したこと（ＳＴＡ離脱通知）を通知する。制御部８では、データ送受信部２１から通知される上記ＳＴＡ参加通知およびＳＴＡ離脱通知を受け取ることによって、ＢＳＳに参加しているＳＴＡの総数を管理する。
【００３２】
一方、通常動作モードで動作中に、ＢＳＳに参加しているＳＴＡの総数がゼロになった場合、ＡＰは、低消費電力動作モードへ移行する。
【００３３】
低消費電力動作モードへ移行すると、制御部８は、ＭＡＣ部７およびスリープ制御部９に対して、低消費電力動作モード時の動作を行うように指示する。また、参加していたＳＴＡに対して何らかのデータ送信を行っていた場合には、それらのデータ送信を停止する。
【００３４】
ここで、低消費電力動作モード時のＭＡＣ部７の動作を以下に示す。ＭＡＣ部７では、ビーコンの送信間隔を決定しているタイマー２３の周期を、通常動作モードの設定値より長くなるように設定する（たとえば、２秒）。また、ビーコンの送信タイミングよりも所定の時間だけ早いタイミングでスリープ制御部９に対して起床要求を通知するように、タイマー２３を設定する。さらに、ビーコンの送信タイミングから所定の時間経過後（たとえば、１００ｍｓｅｃ後）にスリープ制御部９に対してスリープ要求を通知するように、タイマー２３を設定する。
【００３５】
つぎに、低消費電力動作モード時のスリープ制御部９の動作を以下に示す。スリープ制御部９では、低消費電力動作モードに移行すると、全ブロック（図示の受信処理部３、送信処理部４、ベースバンドブロック１０、制御部８に相当）をスリープ状態にする（電源供給を停止する）。そして、スリープ制御部９では、ＭＡＣ部７内のタイマー２３から起床要求を受信した場合に、受信処理部３、送信処理部４、およびベースバンドブロック１０を起床させる（電源供給を開始する）。また、ＭＡＣ部７内のタイマー２３からスリープ要求を受信した場合、受信処理部３、送信処理部４、およびベースバンドブロック１０をスリープ状態に移行させる。また、受信処理部３、送信処理部４、およびベースバンドブロックが起床されている状態では、図示しないスイッチメカニズムにより、ビーコン等のなんらかのフレームを送信する場合には送信処理部４に電源が供給され、フレームを送信しない場合には受信処理部３に電源が供給される。
【００３６】
なお、上記ＡＰにおいて、上記ＲＡＭに記憶されたデータまたは有線Ｉ／Ｆからのデータ，ビーコンを送信する場合、およびアソシエーションフレーム，ディスアソシエーションフレームを受信する場合、上記制御部８では、たとえば、無線ＬＡＮのプロトコルに従って送受信処理を制御する。一例として、ＲＡＭに記憶されたデータまたは有線Ｉ／Ｆからのデータ等を送信する場合、制御部８は、ＭＡＣ部７のデータ送受信部２１，ベースバンド処理部６，送信処理部４，および切り替えスイッチ２を経由して、アンテナ１から電波として放射するための制御を行う。一方で、アンテナ１で受信した電波を、切り替えスイッチ２，受信処理部３，ベースバンド処理部６，ＭＡＣ部７のデータ送受信部２１を経由して、受信データ（アソシエーションフレームおよびディスアソシエーションフレームに相当）としてＣＰＵに通知するための制御を行う。
【００３７】
つづいて、上記のように構成されるＳＴＡの動作を説明する。ＡＰからビーコンを受信した場合、ＳＴＡでは、ＭＡＣ部１１内のビーコン受信部３２が、ＢＳＳ参加手続き制御部３３および制御部１２に対してビーコン受信を通知し、制御部１２が、必要に応じてＢＳＳへの参加手続きの開始を要求する（ＢＳＳ参加手続き開始要求）。ＢＳＳ参加手続き制御部３３では、ＢＳＳ参加手続き開始要求を受けると、ビーコン受信部３２からのビーコン受信通知を待ち、ビーコン受信通知を受けた時点でアソシエーションフレームをＡＰに対して送信する（ＷＥＰ暗号が使われている場合には、アソシエーション前にオーセンティケーションフレームをＡＰに送信し、認証を行う）。
【００３８】
ただし、上記で説明したように、本実施の形態のＡＰは、低消費電力動作モードで動作中は、ビーコンの送信から所定の時間内でしか、ＳＴＡからのアソシエーションフレームを受信することができない。したがって、本実施の形態のＳＴＡは、上記時間内にアソシエーション（必要な場合は認証も）を行うことになる。
【００３９】
一方、ＳＴＡがＢＳＳから離脱する場合、ＢＳＳ参加手続き制御部３３では、制御部１２の指示でＡＰに対してディスアソシエーションフレームを送信する（ＷＥＰ暗号化が使用されている場合には、ディスアソシエーションフレームを送信した後にデオーセンティケーションフレームを送信する）。
【００４０】
なお、上記ＳＴＡにおいて、アソシエーションフレーム，ディスアソシエーションフレームを送信する場合、およびＡＰから配信されるデータ，ビーコンを受信する場合、制御部１２では、たとえば、無線ＬＡＮのプロトコルに従って送受信処理を制御する。一例として、アソシエーションフレームを送信する場合、制御部１２は、ＭＡＣ部１１のデータ送受信部３１，ベースバンド処理部６，送信処理部４，および切り替えスイッチ２を経由して、アンテナ１から電波として放射するための制御を行う。一方で、アンテナ１で受信した電波を、切り替えスイッチ２，受信処理部３，ベースバンド処理部６，ＭＡＣ部１１のデータ送受信部３１を経由して、受信データ（たとえば、ＡＰから配信されるデータに相当）としてＣＰＵに通知するための制御を行う。
【００４１】
つづいて、上記で説明したＡＰにおける一連の動作を時系列的に説明する。図３−１は、通常動作モード時における、ビーコン送信タイミングと、送信処理部４，受信処理部３，ベースバンドブロック１０への電源供給タイミングと、を示す図である。図３−２は、低消費電力動作モード時における、ビーコン送信タイミングと、送信処理部４，受信処理部３，ベースバンドブロック１０への電源供給タイミングと、を示す図である。
【００４２】
なお、図３−１においては、通常動作モード時のビーコン周期をＴnormalとし、図３−２においては、低消費電力動作モード時のビーコン周期をＴstanbyとし、ビーコン送信後にタイマー２３がスリープ要求を通知するまでの時間をｔaとし、タイマー２３が起床要求を通知するビーコン送信前の時間をｔbとする。
【００４３】
たとえば、上記時間帯ｔaにアソシエーションフレームを受信した場合、ＭＡＣ部７では、スリープ制御部９に対してＢＳＳ参加要求受信を通知する。また、上記時間帯ｔaにオーセンティケーションフレームを受信し、その認証が正当であると判断した場合、ＭＡＣ部７では、スリープ制御部９に対してＢＳＳ参加要求受信を通知する。この通知を受け、スリープ制御部９では、制御部８を起床させる（同時にその他のブロックを起床させてもよい）。起床後の制御部８は、ＭＡＣ部７のデータ送受信部２１からＳＴＡ参加通知を受信し、ＭＡＣ部７とスリープ制御部９とを通常動作モードに設定する。ＭＡＣ部７は、通常動作モードに設定されると、ビーコン送信周期を通常動作モードの設定値に変更する。
【００４４】
なお、通常動作モードから低消費電力動作モードに移行するための判定条件は、上記ＳＴＡがゼロになった場合に限らず、ＢＳＳに参加しているどのＳＴＡからも特定時間にわたって信号を受信しなかった場合であってもよい。これは、ＢＳＳに参加していたＳＴＡが移動し、ディスコネクションフレームの送信に失敗してしまうほど、ＡＰとの距離が大きくなった場合を想定している。たとえば、ＳＴＡがＡＰから遠く離れた場所で電源ＯＦＦされた場合、ディスコネクションフレームの送信が失敗してしまうため、制御部８で管理しているＳＴＡの総数はゼロにならない。そこで、制御部８では、ＢＳＳに参加しているどのＳＴＡからも特定時間にわたって信号を受信しなかった場合、ＢＳＳに参加しているＳＴＡが存在しないものとみなし、低消費電力動作モードへ移行する。
【００４５】
つづいて、上記ＡＰにおける制御部８の処理および上記ＳＴＡにおける制御部１２の処理の一例を、図面を用いて説明する。図４は、ＡＰにおける制御部８の処理を示すフローチャートであり、図５は、ＳＴＡにおける制御部１２の処理を示すフローチャートである。
【００４６】
まず、ＡＰの制御部８では、現在自装置が管理するＢＳＳに参加しているＳＴＡ数がゼロかどうか、またはＢＳＳに参加するＳＴＡとの間で特定時間にわたって通信が行われていないかどうか、を確認する（図４、ステップＳ１、ステップＳ２）。たとえば、ＢＳＳに参加しているＳＴＡが存在し（ステップＳ１，Ｎｏ）、かつＢＳＳに参加するＳＴＡとの間で通信が行われている場合（ステップＳ２，Ｎｏ）、制御部８では、上記確認処理を繰り返し実行する。
【００４７】
また、上記確認処理において、ＢＳＳに参加しているＳＴＡ数がゼロになった場合（ステップＳ１，Ｙｅｓ）、またはＢＳＳに参加するＳＴＡとの間で特定時間にわたって通信が行われていない場合（ステップＳ２，Ｙｅｓ）、制御部８では、ＭＡＣ部７およびスリープ制御部９を低消費電力動作モードに設定する（ステップＳ３）。そして、制御部８は、スリープ制御部９からの指示により、スリープ状態へ移行する（ステップＳ４）。
【００４８】
その後、制御部８は、ＢＳＳへの新規参加があった場合に、スリープ制御部９の指示により起床し（ステップＳ５，Ｙｅｓ）、ＭＡＣ部７およびスリープ制御部９を通常動作モードに設定する（ステップＳ６）。以降、制御部８は、上記ステップＳ１〜Ｓ６の処理を繰り返し実行する。
【００４９】
一方、ＳＴＡの制御部１２は、必要に応じてＭＡＣ部１１に対してＢＳＳ参加手続き開始を指示する（図５、ステップＳ１１）。
【００５０】
このように、本実施の形態においては、低消費電力動作モード時、タイマーとスリープ制御部にのみ常時電源を供給し、ベースバンドブロックと受信処理部には周期的に電源を供給し、電源が供給されている時間帯に受信した信号を復調し、受信フレームを解析することとした。これにより、ベースバンドブロックおよび受信処理部に電源が供給されている時間帯については、低消費電力動作モード時であっても確実にアソシエーションフレームを認識でき、従来のように雑音の影響で低消費電力動作モードから通常動作モードに移行することがなくなるので、低消費電力動作モードを安定的に維持することができる。
【００５１】
また、本実施の形態においては、低消費電力動作モード時であっても、ＳＴＡに対して定期的にビーコンを送信しているため、常時、ＳＴＡに対してＢＳＳの存在を知らせることができる。
【００５２】
（実施の形態２）
図６は、本発明にかかる通信装置として動作する、実施の形態２のアクセスポイント（ＡＰ）の構成例を示す図である。なお、前述した実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施の形態では、前述した実施の形態１と異なる構成および処理についてのみ説明する。
【００５３】
本実施の形態のＡＰは、前述した実施の形態１のアンテナ１と切り替えスイッチ２と受信処理部３と送信処理部４とＰＬＬ／ＶＣＯ５とベースバンド処理部６、に加え、ビーコンの送信周期を決定する（前述した実施の形態１とは異なり、起床要求およびスリープ要求を通知するタイミングを決定しない）タイマー２３ａ等を有するＭＡＣ部７ａと、ＡＰにおける実施の形態２の通信方法を制御するＣＰＵ，およびＲＯＭ，ＲＡＭ等を有する制御部８ａと、を備えている。また、ベースバンドブロック１０ａは、ベースバンド処理部６，データ送受信部２１，ビーコン送信部２２，タイマー２３ａ等から構成されている。
【００５４】
ここで、上記のように構成されるＡＰの動作を説明する。本実施の形態におけるＡＰは、通常動作モード（実施の形態１と同様：図３−１参照）で動作中に、たとえば、ＢＳＳに参加しているＳＴＡの総数がゼロになった場合、または、ＢＳＳに参加するＳＴＡとの間で特定時間にわたって通信が行われていない場合に、低消費電力動作モードへ移行する。低消費電力動作モードへ移行すると、制御部８ａは、ＭＡＣ部７ａに対して、低消費電力動作モード時の動作を行うように指示する。そして、ＭＡＣ部７ａでは、ビーコンの送信間隔を決定しているタイマー２３ａの周期を、通常動作モードの設定値より長くなるように設定する（たとえば、２秒）。
【００５５】
図７は、低消費電力動作モード時における、ビーコン送信タイミングと、送信処理部４，受信処理部３，ベースバンドブロック１０ａへの電源供給タイミングと、を示す図である。ここでは、低消費電力動作モード時のビーコン周期をＴstanby（＞Ｔnormal）とする。
【００５６】
また、図８は、ＡＰにおける制御部８ａの処理を示すフローチャートであり、ステップＳ１およびステップＳ２の確認処理において、ＢＳＳに参加しているＳＴＡ数がゼロになった場合（ステップＳ１，Ｙｅｓ）、またはＢＳＳに参加するＳＴＡとの間で特定時間にわたって通信が行われていない場合（ステップＳ２，Ｙｅｓ）、制御部８ａでは、ＭＡＣ部７ａを低消費電力動作モードに設定する（ステップＳ２１）。
【００５７】
なお、ステーション（ＳＴＡ）については、基本的に前述した実施の形態１と同様に動作する。ただし、本実施の形態のＡＰは、低消費電力動作モードであっても、ＳＴＡからのアソシエーションフレームをいつでも受信できるので、本実施の形態のＳＴＡは、任意のタイミングでアソシエーション（必要な場合は認証も）を行う。
【００５８】
このように、本実施の形態においては、より簡易な構成で、前述した実施の形態１と同様の効果を得ることができるとともに、単位時間当たりのビーコンの送信頻度が減っているので、消費電力を低減できる。
【００５９】
（実施の形態３）
つづいて、実施の形態３の処理について説明する。なお、実施の形態３のＡＰの構成は、前述した実施の形態２の図６と同様である。本実施の形態では、実施の形態１または２と異なる処理についてのみ説明する。
【００６０】
実施の形態３のＡＰは、低消費電力動作モード時、ＭＡＣ部７ａにおけるビーコンの送信を停止する。すなわち、ここでは、タイマー２３ａの動作を停止させる。一方、ＢＳＳへの新規参加があった場合に、タイマー２３ａの動作を再開させる。なお、低消費電力動作モード時における電源供給状態は、通常モードと同様であり、受信処理部３およびベースバンドブロック１０ａに電源が供給されている。
【００６１】
また、本実施の形態においては、ＳＴＡが以下の構成となる。図９は、実施の形態３のステーション（ＳＴＡ）の構成例を示す図である。なお、前述した実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６２】
本実施の形態のＳＴＡは、ＡＰが管理するＢＳＳへ参加するための信号を送信するＢＳＳ参加信号送信部３４等を有するＭＡＣ部１１ａと、ＳＴＡにおける実施の形態３の通信方法を制御するＣＰＵ，およびＲＯＭ，ＲＡＭ，不揮発性メモリ４１等を有する制御部１２ａと、を備えている。
【００６３】
また、図１０は、ＳＴＡにおける制御部１２ａの処理を示すフローチャートである。本実施の形態のＳＴＡは、制御部１２ａが、一度アソシエーションしたＢＳＳのＩＤ，周波数チャンネルを、不揮発性メモリ４１に記憶しておき、ＢＳＳに参加したい場合は、ビーコンを受信することなく、不揮発性メモリ４１の内容を読み出し（ステップＳ３１）、その内容に基づいて、ＢＳＳ参加信号送信部３４に対してＢＳＳの参加手続き開始を指示する（ステップＳ３２）。そして、ＳＴＡは、ＢＳＳ参加信号送信部３４がＢＳＳを管理しているＡＰに対してアソシエーションフレームを送信することによって、所望のＢＳＳに参加する。
【００６４】
このように、本実施の形態においては、低消費電力動作モード時にビーコンを停止する場合であっても、簡易な構成で、前述した実施の形態１または２と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
なお、上記各実施の形態においては、ネットワークシステムとして無線ＬＡＮシステムを想定した場合について記載したが、これに限らず、本発明にかかる通信装置および通信方法は、親局が周期的にビーコンを送信することによって提供するネットワークサービスの存在を、親局周辺に存在する子局に対して報知するようなシステムに適用することができる。たとえば、BluetoothやＵＷＢ（Ultra Wide Band）等の無線ＰＡＮ（Personal Area Network）に適用することも可能である。ただし、無線ＰＡＮの場合は、「ピコネット」が上記ＢＳＳに相当する言葉となる。
Claims (9)
- 無線通信システムにてアクセスポイントとして動作し、当該システムにおける各ステーション（ＳＴＡ）に対してネットワークの存在を報知する通信装置において、
動作モード（通常動作モードおよび低消費電力動作モード）の設定に関する制御を行う制御部と、
ネットワークの存在を報知するためのビーコンの送信周期を決定するタイマーと、
前記送信周期に基づいてビーコンを送信するビーコン送信部と、
前記制御部が通常動作モードから低消費電力動作モードへの移行を指示した場合に、前記タイマー以外のデータ送受信にかかわるすべての回路（制御部およびビーコン送信部を含む）をスリープ状態（電源供給停止状態）に設定するスリープ制御部と、
を備え、
前記制御部が通常動作モードから低消費電力動作モードへの移行を指示した場合、前記タイマーは、ビーコンの送信周期を通常動作モード時の送信周期よりも長くなるように設定し、
さらに、低消費電力動作モードにて動作中、
前記タイマーは、前記スリープ制御部に対して、通常動作モード時よりも長い間隔で送信されているビーコンの送信タイミングよりも第１の時間だけ早いタイミングで起床要求を通知し、さらに、当該ビーコンの送信タイミングから第２の時間経過後にスリープ要求を通知し、
前記スリープ制御部は、起床要求を受信した場合に、ネットワーク参加要求の受信処理にかかわる回路に電源を供給し、また、スリープ要求を受信した場合に、当該回路を再度スリープ状態に移行させることを特徴とする通信装置。 - 前記スリープ制御部は、
低消費電力動作モードにて動作中、ビーコンの送信タイミングから前記第２の時間が経過するまでの間に、自装置が前記ＳＴＡからネットワーク参加要求を受け取った場合、前記制御部に電源を供給し、
さらに、前記制御部が低消費電力動作モードから通常動作モードへの移行を指示した場合、ビーコンの送信周期を通常動作モード時の送信周期に戻すための制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。 - 前記制御部は、
通常動作モードで動作中において、ネットワークに参加しているＳＴＡの総数がゼロになった場合、またはネットワークに参加しているどのＳＴＡからも特定時間にわたって信号を受信しなかった場合に、低消費電力動作モードへの移行を指示することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。 - 通常動作モードおよび低消費電力動作モードの設定に関する制御を行うモード制御部と、ネットワークの存在を報知するためのビーコンの送信周期を決定するタイマーと、前記送信周期に基づいてビーコンを送信するビーコン送信部と、前記モード制御部が通常動作モードから低消費電力動作モードへの移行を指示した場合に前記タイマー以外のデータ送受信にかかわるすべての回路（モード制御部およびビーコン送信部を含む）を電源供給停止状態に設定するスリープ制御部と、を備え、前記モード制御部が通常動作モードから低消費電力動作モードへの移行を指示した場合、前記タイマーは、ビーコンの送信周期を通常動作モード時の送信周期よりも長くなるように設定し、さらに、低消費電力動作モードにて動作中、前記タイマーは、前記スリープ制御部に対して、通常動作モード時よりも長い間隔で送信されているビーコンの送信タイミングよりも第１の時間だけ早いタイミングで起床要求を通知し、さらに、当該ビーコンの送信タイミングから第２の時間経過後にスリープ要求を通知し、前記スリープ制御部は、起床要求を受信した場合に、ネットワーク参加要求の受信処理にかかわる回路に電源を供給し、また、スリープ要求を受信した場合に、当該回路を再度電源供給停止状態に移行させるアクセスポイント（ＡＰ）、を含む無線通信システムにてステーションとして動作し、当該システムにおけるＡＰからのビーコンによりネットワークの存在を認識する通信装置において、
ネットワークへの参加を制御する制御部と、
前記ＡＰが送信するビーコンを受信するビーコン受信部と、
前記制御部からのネットワーク参加手続き開始要求に基づいて、ネットワーク参加要求を送信するネットワーク参加手続き制御部と、
を備え、
前記ネットワーク参加手続き制御部は、前記ＡＰが低消費電力動作モードで動作中、通常動作モード時よりも長い間隔で送信されているビーコンを受信した後、前記ＡＰ内で第２の時間が経過するまでの間にネットワーク参加要求を送信することを特徴とする通信装置。 - 前記ネットワークは、無線ＬＡＮシステムにおけるＢＳＳ（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ）であることを特徴とする請求項１、３、７または１０に記載の通信装置。
- 前記ネットワークは、無線ＰＡＮシステムにおけるピコネットであることを特徴とする請求項１、３、７または１０に記載の通信装置。
- 無線通信システムにおいて、アクセスポイント（ＡＰ）として動作する通信装置が、ステーション（ＳＴＡ）として動作する通信装置に対して、ビーコンによりネットワークの存在を報知する場合の、ＡＰの通信方法であって、
通常動作モードで動作中、ネットワークに参加しているＳＴＡの総数がゼロになった場合、またはネットワークに参加しているどのＳＴＡからも特定時間にわたって信号を受信しなかった場合に、低消費電力動作モードへ移行し、ビーコンの送信周期を通常動作モード時の送信周期よりも長くなるように設定し、タイマー以外のデータ送受信にかかわるすべての回路をスリープ状態（電源供給停止状態）に設定する第１のステップと、
低消費電力動作モードで動作中、通常動作モード時よりも長い間隔で送信されているビーコンの送信タイミングよりも第１の時間だけ早いタイミングでネットワーク参加要求の受信処理にかかわる回路に電源を供給し、当該ビーコンの送信タイミングから第２の時間経過後に当該回路を再度スリープ状態に移行させる第２のステップと、
低消費電力動作モードで動作中、前記ビーコンの送信タイミングから前記第２の時間が経過するまでの間に、前記ＳＴＡからネットワーク参加要求を受け取った場合、通常動作モードに移行し、ビーコンの送信周期を通常動作モード時の送信周期に戻す第３のステップと、
を含むことを特徴とする通信方法。 - 前記ネットワークは、無線ＬＡＮシステムにおけるＢＳＳ（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ）であることを特徴とする請求項１４に記載の通信方法。
- 前記ネットワークは、無線ＰＡＮシステムにおけるピコネットであることを特徴とする請求項１４に記載の通信方法。
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