JP4651440B2

JP4651440B2 - 無線通信端末、及びその送受信機能の管理方法

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Publication number: JP4651440B2
Application number: JP2005110748A
Authority: JP
Inventors: 正明滝沢; 務鈴木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2005-04-07
Filing date: 2005-04-07
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2025-04-07
Also published as: JP2006295370A

Description

本発明は、無線ＬＡＮ等で、アクセスポイントと呼ばれる中継装置を介して、他の端末と通信する無線通信端末、及びその送受信機能の管理方法に関する。

周知のように無線LANでは、アクセスポイント（以下、ＡＰと略す）と呼ばれる無線中継装置と無線通信端末との間は、無線通信で接続される。ＡＰは、通常、電源ケーブル経由で常時電力が供給されているが、無線通信端末は、移動性を確保するために、通常、電池のみで動作している。この無線通信端末は、データや音声など(以下、データと略す)の通信を行っていない場合も、ＡＰから自端末宛に送出されるべきデータが有るか否かを検査するために、ＡＰとの間で待受け通信を継続する必要が有る。しかし、単純に待受け通信を続けていると消費電力が多くなり、速く電池が枯渇してしまう。

そこで、無線LANの国際標準が定めているIEEE802.11は、以下のように省電力モード時の待受け通信を規定し、無線通信端末の消費電力を節減している。なお、IEEE802.11は、以下の非特許文献１に記載されている。

1）ＡＰはビーコンと呼ばれる信号を周期的に送出する。これをビーコン周期と言う。ビーコンには、ＡＰから省電力モード（又はスリープモード）中の無線端末宛に送出すべきデータの有無情報を含んでいる。

2）無線端末は、省電力モードに入る前に、ＡＰとの間で、N回分のビーコン周期でビーコンを受信することを定める。省電力モード中の無線端末が受信する、N回分のビーコン周期は、一般的にListen周期と呼ぶ。

3）省電力モード中の無線端末は、通常、無線送受信機能を停止して消費電力を節約し、上記Listen間隔で一時的に無線の送受信機能を立上げてビーコンを受信し、このビーコンを解析して、自端末宛データの有無情報を調べる。

4）無線端末は、自端末宛データが無いと判断した場合は、再び無線送受信機能を停止して省電力モードに戻る。

5）無線通信端末は、自端末宛データが有ると判断した場合は、以下の2通りで（ａ，ｂ）対処する。

ａ．自端末を除く省電力モード中の無線端末宛に、ＡＰから送出すべきデータが無い場合
直ちに、ＡＰ宛に自端末宛データ送出を要求する信号(以下、PS Pollとする)を無線で送出する。

ｂ.自端末を除く省電力モード中の無線端末宛にも、ＡＰから送出すべきデータが有る場合
送出すべきデータが有ると通知された2台以上の省電力モード中の無線通信端末が、それぞれ、無線でPS Pollを送出する。この際、これらの無線通信端末が同時にPS Pollを送出すると、無線上で混信して伝送誤りが発生するので、以下のような対策が上記国際標準で決められている。各無線端末は、予め定められた規則に従って乱数を発生させ、該乱数に相当する期間(以下、乱数待ち時間とする)を経過した後、他の無線端末やＡＰからの無線信号を受信しない時に、無線でＡＰ宛にPSPol1を送出する。これにより2台以上の無線端末がPS Pollを送出する場合でも、互いに異なる時刻にPS Pollを送出し、混信を回避できる確率が高くなる。

6）ＡＰは、無線端末との間で定めたListen間隔に相当する期間、省電力モード中の無線端末宛データを保存する。しかし、ＡＰは、Listen間隔を超えてもデータの送出要求を受け取れず、データを読み出されない場合は、Agingと呼ばれる機能に従って保存していた無線端末宛データを廃棄する。

ここで、以上で説明した内容に関して、図８及び図９を用いて説明する。なお、これらの図中、「ＡＰからのビーコン送信」の欄で、縦棒は、いずれもビーコンであり、これらビーコンのうち、太い棒線が無線端末に対するデータがある旨の情報を含むビーコンで、矩形状の立ち上がりは、ＡＰから無線端末に送るデータである。また、これらの図において、Listen間隔はビーコンの３周期分の間隔である。

まず、図８を用いて、無線端末１，２のうちの無線端末１に対してのみ、ＡＰが送信データを持っている場合、つまり同図中の３〜５番目のビーコンに無線端末1宛のデータがある旨の情報が含まれている場合、について説明する。

1）省電力モードの無線端末１，２は、Listen時刻になると、それぞれ、無線受信機能及び送信機能を立ち上げ、ビーコン信号の受信に備える。

2）最初のListen時刻のビーコン（図中の２番目のビーコン）には、無線端末１，２宛の送信データが無い旨の情報が含まれているので、無線端末１，２は、送信データが無いことを認識すると、直ちに、無線受信機能及び送信機能を立ち下げ、再び、省電力モードに戻る。

3）二回目のListen時刻のビーコン（図中の５番目のビーコン）には、無線端末1宛のデータがある旨の情報が含まれているので、無線端末1は、自端末宛の送信データがあることを認識すると、このビーコンの受信してから一定時間（以下、SIFS（Short Inter Frame Space）時間とする）後に、PS Poll信号と呼ばれる、データ送信要求信号を無線端末1からAPに送出する。

4）APは、上記PS Poll信号を受信したら、SIFS時間後に、無線端末1宛にデータを送出する。

5）無線端末2は、二回目のListen時刻のビーコンには、自端末宛のデータがない旨の情報が含まれているので、無線端末２は、自端末宛の送信データがないことを認識すると、最初のListen時刻のビーコンの場合と同様に、直ちに、無線受信機能及び送信機能を立ち下げ、再び、省電力モードに戻る。

次に、図９を用いて、無線端末１，２のそれぞれに対して、ＡＰが送信データを持っている場合、つまり同図中の３〜５番目のビーコンに無線端末１，２宛のデータがある旨の情報が含まれている場合、について説明する。

1）図８を用いて説明した1）〜3）と同様に、省電力モードの無線端末１，２は、Listen時刻になると、それぞれ、無線受信機能及び送信機能を立ち上げる。また、最初のListen時刻のビーコンには、無線端末１，２宛の送信データが無い旨の情報が含まれているので、無線端末１，２は、直ちに、無線受信機能及び送信機能を立ち下げ、再び、省電力モードに戻る。

2）二回目のListen時刻のビーコン（図中の５番目のビーコン）には、無線端末１，２宛のデータが含まれているので、これを受信した無線端末１，２がいずれも上記SIFS後に直ちにPS Pollを送出すると、無線が混信してしまう。そこで、IEEE 802.11では、DIFS（Distributed Inter Frame Space）と言うSIFSよりは長い定数時間と、バックオフ時間と呼ばれる乱数待ち時間との和の時間、互いに相手無線端末が無線信号を送出しないことを確認した後に、PS Pollを送出することが規定されている。そこで、ここでは、無線端末2の乱数待ち時間が無線端末1の乱数待ち時間よりも短く設定された、無線端末2が先にPS Pollを送出する。

2）APは、無線端末2からのPS Pollを受信すると、SIFS時間後に無線端末2宛のデータを送信する。

3）無線端末2は、上記データを受信した後に、無線送受信機能を立ち下げるか、又は引き続き送受信が続くと予想して、無線送受信機能を立ち上げたままにしておく。

4）無線端末1は、APから無線端末2宛のデータ送信が終了したら、今度は、さらに他の無線端末とAPとの間の無線送信との混信を避けるために、再び、DIFS+乱数待ち時間経過するまで待って、他の無線端末とAPとの間での無線送信が無いことを確認した後にAP宛にPS Pollを送出する。

4）APは、無線端末1からのPS Pollを受信すると、SIFS後にデータを無線端末1宛に送出する。

以上のように、従来技術では、Listen時刻になると、無線受信機能を立ち上げて、ＡＰからのビーコンを受信すると共に、受信したビーコンにデータがある旨の情報が含まれている場合に、直ちに、PS PollをAPに送信するために、無線送信機能も立ち上げている。このように、Listen時刻になると、無線受信機能のみならず、無線送信機能を立ち上げるのは、前述したように、ＡＰは、Listen時間＋予備時間を経過しても、無線端末からPS Pollを受信できない場合には、Aging機能により、無線端末への送信データを破棄するため、さらに、無線送信機能の立ち上げに一定の時間が必要であるためである。

IEEE802.11Handbook， IEEEPress,. NewYork,1999. [SAE98] P.Schramm

無線通信端末は、前述したように、ほとんどが電池駆動しているため、従来技術では、Listen時刻に受信機能及び送信機能を立ち上げることで、省電力化を図っているが、無線端末のユーザは、さらなる省電力による無線通信端末の長時間継続使用を望んでいる。

そこで、本発明は、このような要望に応えるべく、より省電力化を図ることができる無線通信端末、及びこの送受信機能の管理方法を提供することを目的とする。

前記問題点を解決するための無線通信端末に係る発明は、
無線送信手段及び無線受信手段を備え、該無線送信手段及び該無線受信手段のそれぞれに省電力モードと動作モードとがあり、端末宛の送信データの有無の情報を含むビーコンを一定周期で発する中継装置を介して、他の端末と通信する無線通信端末において、
前記中継装置との間で、前記ビーコンの複数周期分のListen間隔を定めるListen間隔設定手段と、
前記Listen間隔よりも、前記ビーコンの少なくとも１周期分短い短縮Listen間隔を定める短縮Listen間隔設定手段と、
前記動作モード中の前記無線受信手段で受信した前記ビーコンを解析して、該中継装置から送信する送信データがあるか否かを判断するビーコン解析手段と、
前記無線受信手段が前記省電力モードの際、前記短縮Listen間隔毎に、該無線受信手段を立ち上げて前記動作モードに移行させると共に、該動作モード中に受信した前記ビーコンを前記ビーコン解析手段で解析した結果、前記中継装置から送信する送信データがないと判断された場合に、該動作モードの該無線受信手段を該省電力モードに移行させる受信機能管理手段と、
前記動作モード中の前記無線受信手段で受信した前記ビーコンを前記ビーコン解析手段で解析した結果、前記中継装置から自端末宛の送信データがあると判断されると、前記省電力モード中の前記無線送信手段を立ち上げて前記動作モードに移行させる送信機能管理手段と、
前記中継装置に対して、前記動作モード中の前記無線送信手段に、自端末宛の前記送信データの送信要求を送信させる送信要求管理手段と、
を備えていることを特徴とする。

なお、無線送信手段及び無線受信手段の省電力モードとは、各手段の構成要素の少なくとも一部への電力供給を断って、当該手段が動作できない状態になっているモードで、無線送信手段及び無線受信手段の動作モードとは、各手段に電力供給を行い、当該手段が動作できるモードである。

ここで、前記無線通信端末において、
前記送信要求管理手段は、前記動作モード中の前記無線受信手段で受信した前記ビーコンを前記ビーコン解析手段で解析した結果、前記中継装置から自端末宛の送信データの他に、他の端末宛の送信データがあると判断されると、乱数を発生させて、該乱数相当の時間を待って、前記動作モード中の前記無線送信手段に、該自端末宛の送信データの送信要求を送信させてもよい。

また、以上の各無線通信端末において、
前記動作モード中の前記無線受信手段が受信している電波を監視して、前記中継装置及び該中継装置と通信可能な他の無線通信端末が通信中であるか否かを判断する監視手段を備え、
前記送信要求管理手段は、前記監視手段により、前記中継装置及び前記他の無線通信端末が通信中でないと判断されたときに、前記動作モード中の前記無線送信手段に、該自端末宛の送信データの送信要求を送信させてもよい。

また、前記目的を達成するための無線通信端末の送受信機能の管理方法は、
無線送信手段及び無線受信手段を備え、該無線送信手段及び該無線受信手段のそれぞれに省電力モードと動作モードとがあり、端末宛の送信データの有無の情報を含むビーコンを一定周期で発する中継装置を介して、他の端末と通信する無線通信端末の送受信機能の管理方法において、
前記中継装置との間で、前記ビーコンの複数周期分のListen間隔を定めるListen間隔設定工程と、
前記Listen間隔よりも、前記ビーコンの少なくとも１周期分短い短縮Listen間隔を定める短縮Listen間隔設定工程と、
前記動作モード中の前記無線受信手段で受信した前記ビーコンを解析して、該中継装置から送信する送信データがあるか否かを判断するビーコン解析工程と、
前記無線受信手段が前記省電力モードの際、前記短縮Listen間隔毎に、該無線受信手段を立ち上げて前記動作モードに移行させると共に、該動作モード中に受信した前記ビーコンを前記ビーコン解析手段で解析した結果、前記中継装置から送信する送信データがないと判断された場合に、該動作モードの該無線受信手段を該省電力モードに移行させる受信機能管理工程と、
前記動作モード中の前記無線受信手段で受信した前記ビーコンを前記ビーコン解析工程で解析した結果、前記中継装置から自端末宛の送信データがあると判断されると、前記省電力モード中の前記無線送信手段を立ち上げて前記動作モードに移行させる送信機能管理工程と、
前記中継装置に対して、前記動作モード中の前記無線送信手段に、自端末宛の前記送信データの送信要求を送信させる送信要求管理工程と、
を含むことを特徴とする。

本発明によれば、アクセスポイント等の中継装置からのビーコンを受信して、これを解析する際に、受信機能のみを立ち上げて、ビーコンを解析した結果、自端末宛の送信データがある場合に、始めて送信機能を立ち上げるので、無線通信端末の電力消費を抑えることができる。

以下、本発明に係る無線通信端末の一実施形態について、図面を用いて説明する。

本実施形態の無線通信端末は、図１に示すように、無線ＬＡＮカード２０，２０ａ，２０ｃ及び無線ＬＡＮボード２０ｂである。各無線ＬＡＮカード２０，２０ａ，２０ｃは、いずれも、コンピュータ１０，１０ａ，１０ｃに装着されて使用され、無線ＬＡＮボード２０ｂは予めコンピュータ１０ｂに装着された状態で使用される。

各無線ＬＡＮカード等は、中継装置であるアクセスポイント（ＡＰ）５０，５０ａ，５０ｂとの間で無線通信する。各ＡＰ５０，５０ａ，５０ｂは、ルータ２，２ａと有線接続され、これらルータ２，２ａがインターネット等の公衆網１に接続されている。各ルータ２，２ａには、コンピュータ等３，３ａが有線接続されていることもある。

例えば、無線ＬＡＮカード２０は、送り先端末を指定して、コンピュータ１０から受け取ったデータをＡＰ５０へ送信することで、以上で説明した無線ＬＡＮシステムに接続されているいずれかの端末へデータを送信できる。

無線ＬＡＮカード２０，２０ａ，２０ｃが装着されるコンピュータ１０，１０ａ，１０ｃは、図２に示すように、ＲＯＭ１２やＲＡＭ１３等のメモリと、このメモリに記憶されているプログラムを実行するＣＰＵ１１と、マンマシンインタフェース１４と、これらの動作電源１５と、無線ＬＡＮカード２０，２０ａ，２０ｃを装着するためのカードスロット１６と、を備えている。マンマシンインタフェース１４には、キーボード等の入力装置１７やディスプレイ等の出力装置１８が接続されている。

各無線ＬＡＮカード２０，２０ａ，２０ｃは、いずれも、通信処理部２１と、この無線通信処理部２１から指示でデータを送信する無線送信部３０と、ＡＰからの送信データを受信する無線受信部３５と、無線送信部３０で変調された信号を送信するため及び外部からの電波を受信するためのアンテナ４１と、コンピュータ１０，１０ａ，１０ｃの電源１５からの電力を制御する電源制御部４０と、を備えている。

通信処理部２１は、機能的に、ＡＰとの間の協議でビーコンの複数周期分のListen間隔を定めるListen間隔設定部２２と、Listen間隔よりも少なくともビーコンの一周期分短い短縮Listen間隔を定める短縮Listen間隔設定部２３と、ＡＰが送信したビーコンの内容を解析するビーコン解析部２４と、電源制御部４０に働きかけて無線受信部３５を省電力モードと動作モードとのいずれかのモードにする受信機能管理部２６と、電源制御部４０に働きかけて無線送信部３０を省電力モードと動作モードとのいずれかのモードにする送信機能管理部２７と、無線受信部３５で受信される電波を監視する監視部２８と、データの送信要求であるPS Pollを無線送信部３０に送信させる送信要求管理部２９と、これら各部２２〜２４，２６〜２９の動作を制御する制御部２５と、を有している。なお、これらの各機能は、いずれも無線ＬＡＮカードに搭載されているＣＰＵが、同じく無線ＬＡＮカードに搭載されているメモリに記憶されているプログラムを実行することで機能する。

無線送信部３０は、送信するデータを一時的に格納しておく送信バッファ３１と、送信バッファ３１からのディジタル送信データをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器３２と、このアナログ信号に対して変調処理を施す変調部３３と、変調された信号を増幅するアンプ３４と、を有している。また、無線受信部３５は、アンテナで受信した信号を増幅するアンプ３９と、アンプからの信号に対して復調処理を施す復調部３８と、復調されたアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３７と、Ａ／Ｄ変換器３７からのディジタル信号を一時的に格納しておく受信バッファ３６と、を有している。

前述の送信機能管理部２７は、電源制御部４０に働きかけることで、以上で説明した無線送信部３０のＤ／Ａ変換器３２と変調部３３とアンプ３４とへの電力を断つ省電力モードと、これらに電力を供給する動作モードとを実現する。また、受信機能管理部２６も、電源制御部４０に働きかけることで、以上で説明した無線受信部３５のＡ／Ｄ変換器３７と復調部３８とアンプ３９とへの電力を断つ省電力モードと、これらに電力を供給する動作モードとを実現する。

なお、無線ＬＡＮボード２０ｂは、簡単に取り外しができない点が無線ＬＡＮカード２０と異なっているが、その機能は、以上で説明した無線ＬＡＮカード２０の機能と基本的に同一である。

ＡＰ５０，５０ａ，５０ｂは、図３に示すように、いずれも、通信処理部５１と、この通信処理部５１から指示でデータを送信する無線送信部５５と、無線受信部５６と、有線送受信部５７と、各種プログラムやデータ等を記憶するためのメモリ５８と、無線ＬＡＮカード２０，２０ａ，２０ｃや無線ＬＡＮボード２０ｂと無線通信するためのアンテナ５９と、を有している。

通信処理部５１は、機能的に、各無線端末との間の協議でビーコンの複数周期分のListen間隔を定めるListen間隔設定部５２と、ビーコンに含める情報を作成するビーコン情報生成部５３と、無線送受信部５５，５６内のバッファや有線送受信部５７内のバッファを管理するバッファ管理部５４と、を有している。なお、これらの各機能は、いずれもＡＰに搭載されているＣＰＵが、同じくＡＰに搭載されているメモリに記憶されているプログラムを実行することで機能する。

ＡＰ５０が発するビーコン信号は、IEEE802.11で規定されており、このビーコン信号中には、デュアレーション、受信アドレス、送信アドレス、ビーコン間隔、情報エレメントで規定されるパラメータ等の情報が含まれている。ビーコン情報生成部５３は、これらの情報を生成する。ビーコン信号中の情報である、「情報エレメントで規定されるパラメータ」には、トラフィック通知マップ（ＴＩＭ）という情報が含まれており、このトラフィック通知マップに、いずれの無線通信端末に送信べきデータがあるかを示すデータが書き込まれている。

次に、以上で説明した無線ＬＡＮカード２０，２０ａ，２０ｃ及び無線ＬＡＮボード２０ｂのうち、無線ＬＡＮカード２０を代表として、その動作について説明する。

無線ＬＡＮカード２０は、他の端末との通信のためにＡＰ５０との間で無線通信を行い、この無線通信が終了する際には、この無線ＬＡＮカード２０のListen間隔設定部２２が起動し、無線送信部３０を介して、ＡＰ５０にListen間隔設定の協議要求を行う。ＡＰ５０のListen間隔設定部５２は、この要求を受けると、無線ＬＡＮカード２０のListen間隔設定部２２と協議を行い、Listen間隔を定める。なお、以下の説明の都合上、ここでは、ＡＰ５０が発するビーコンの３周期分をListen間隔としたとする。

以上の協議が終了すると、無線ＬＡＮカード２０の受信機能管理部２５が電源制御部４０に働きかけて、無線受信部３５のＡ／Ｄ変換器３７、復調部２８、アンプ３９への電力供給を断ち、無線受信部３５を省電力モードにする。また、無線ＬＡＮカード２０の送信機能管理部２７も電源制御部４０に働きかけて、無線送信部３０のＤ／Ａ変換器、変調部３３、アンプ３４への電力供給を断ち、無線送信部３０を省電力モードにする。さらに、無線ＬＡＮカード２０の短縮Listen間隔設定部２３は、Listen間隔設定部２２が先に定めたListen間隔より、少なくとも１ビーコン周期分短い短縮Listen間隔を設定し、制御部２５が短縮Listenタイマを起動する。なお、以下の説明の都合上、ここでは、Listen間隔より１ビーコン周期分短い間隔、つまり２ビーコン周期分の間隔を短縮Listen間隔としたとするが、Listen間隔より数ビーコン周期分短い間隔を短縮Listen間隔としてもよい。

無線ＬＡＮカード２０の制御部２５は、図４のフローチャートに示すように、短縮Listenタイマが０になる、言い換えると短縮Listen時刻になるのを待ち、短縮Listen時刻になると、その旨を受信機能管理部２６に知らせる（Ｓ１，２）。この知らせを受けた受信機能管理部２６は、電源制御部４０に働きかけて、省電力モードの無線受信部３５のＡ／Ｄ変換器３７と復調部３８とアンプ３９とへ電力を供給し、この無線受信部３５を動作モードにする（Ｓ３）。なお、図６及び図７に示すように、ＡＰ５０からビーコンを送信したときに、無線受信部３５が完全に立ち上がっており、このビーコンを受信できる状態になっている必要があるため、ＡＰ５０がビーコンを発する時刻より僅かに前の時刻を短縮Listen時刻になるように、前述の短縮Listenタイマがセットされている。

続いて、制御部２５は、動作モードの無線受信部３５がＡＰ５０からのビーコンを受信したか否かを判断し（Ｓ４）、ビーコンを受信していれば、ビーコン解析部２４にこのビーコンの解析を実行させる。ビーコン解析部２４は、このビーコンの解析の結果、自端末宛のデータがある否かを判断する（Ｓ５）。ビーコン解析部２４が自端末宛のデータがないと判断した場合、制御部２５が短縮Listenタイマを起動し、受信機能管理部２６が電源制御部４０に働きかけて、無線受信部３５のＡ／Ｄ変換器３７と復調部３８とアンプ３９とへ電力を断ち、この無線受信部３５を再び省電力モードにする（Ｓ６）。このステップ６が終了すると、再び、前述のステップ１に戻る。なお、以上のステップ１〜ステップ６までの間では、無線受信部３５が一時的に動作モードになるが、無線送信部３０はこの間省電力モードのままである。

また、ステップ５で、ビーコン解析部２４が自端末宛のデータがあると判断した場合、送信機能管理部２７は、電源制御部４０に働きかけ、省電力モードの無線送信部３０のＤ／Ａ変換器３２と変調部３３とアンプ３４とへ電力を供給し、図６及び図７に示すように、この無線送信部３０を立ち上げる、つまり無線送信部３０を動作モードにする（Ｓ７）。続いて、送信要求管理部２９は、乱数を発生させて、この乱数相当の乱数待ち時間を設定し、この乱数待ち時間の経過を待つ（Ｓ８）。この乱数待ち時間の間、監視部２８は、他の装置の通信、具体的には、ＡＰ５０と他の無線通信端末２０ａとの間の通信等を監視し、他の装置の通信を受信したか否かを判断する（Ｓ９）。なお、監視部２８は、無線送信部３０のアンプ２４を監視し、このアンプ２４に一定上の電圧の信号が入力されているか否かにより、他の装置の通信を受信したか否かを判断する。

監視部２８は、他の装置の通信を受信していると判断した場合には、この通信が完了するまで待ち、この通信が完了すれば、この通信がＡＰ５０からのビーコンであるか否かを判断する（Ｓ１０）。ビーコンでない、つまり、ＡＰ５０と他の無線通信端末２０ａとの間のデータ通信である場合には、前述のステップ８に戻って、図６に示すように、再び、送信要求管理部２９が乱数待ち時間を設定する。また、受信した通信がビーコンである場合には、図５のフローチャートのステップ１６に進む。また、ステップ９で、監視部２８が他の装置の通信を受信していないと判断した場合には、送信要求管理部２９が、前述の乱数待ち時間を経過したと判断し（Ｓ１１）、さらに、無線送信部３０の立ち上げが完了したことを確認してから（Ｓ１２）、無線送信部３０に、データの送信要求を意味するPS Pollを送信させる（Ｓ１３）。なお、乱数待ち時間を経過したか否かの判断（Ｓ１１）で未だ経過していないと判断した場合、及び無線送信機能の立ち上げが完了したか否かの判断（Ｓ１２）で未だ完了していないと判断した場合には、再び、ステップ９に戻る。

無線ＬＡＮカード２０がPS Pollを送信すると（Ｓ１３）、ＡＰ５０は、これを受けて、PS Pollの送信元である無線ＬＡＮカード２０に対するデータを送信する。

無線ＬＡＮカード２０の制御部２５は、ＡＰ５０からのデータ受信を確認すると、無線送信部３０にＡｃｋを送信させる（Ｓ１４）。さらに、制御部２５は、短縮Listenタイマを起動させ、送信機能管理部２７が無線送信部３０を省電力モードにし、受信機能管理部２６が無線受信部３５を省電力モードにして（Ｓ１５）、ステップ１に戻る。

すなわち、無線ＬＡＮカード２０は、ステップ５で自端末宛データがあると判断した場合に無線送信機能を立ち上げ、他の装置が通信を実行しておらず且つ乱数待ち時間を経過したときに、ＡＰ５０へPS Pollを送信して、このＡＰ５０からデータを取得する。

ステップ１０で、受信した通信がビーコンであると判断した場合には、図５のフローチャートに示すように、ビーコン解析部２４が、このビーコンを解析して、自端末宛のデータがある否かを判断する（Ｓ１６）。ビーコン解析部２４が自端末宛のデータがないと判断した場合、前述のステップ１５の処理と同様に、制御部２５が短縮Listenタイマを起動し、受信機能管理部２６が無線受信部３５を省電力モードにし、送信機能管理部２７が無線送信部３０を省電力モードにする（Ｓ２３）。そして、その後、ステップ１に戻る。

また、ステップ１６で、ビーコン解析部２４が自端末宛のデータがあると判断した場合、さらに、他の端末宛のデータがあるか否かを判断する（Ｓ１７）。ＡＰ５０に、自端末宛てのデータのほかに、他の端末宛のデータがある場合、送信要求管理部２９は、乱数を発生させて、この乱数相当の乱数待ち時間を設定し、この乱数待ち時間の経過を待つ（Ｓ１８）。この乱数待ち時間の間、監視部２８は、他の装置の通信を監視し、他の装置の通信を受信したか否かを判断する（Ｓ１９）。監視部２８は、他の装置の通信を受信していると判断した場合には、この通信が完了するまで待ち、この通信が完了すれば、ステップ１８に戻り、再び、送信要求管理部２９が乱数待ち時間を設定して、この乱数待ち時間の経過を待つ。また、監視部２８が他の装置の通信を受信していないと判断した場合には、送信要求管理部２９が、前述の乱数待ち時間を経過したか否かを判断し（Ｓ２０）、この乱数待ち時間を経過していれば、無線送信部３０にPS Pollを送信させる（Ｓ２１）。また、ステップ１７で他の端末宛のデータが無いと判断した場合には、直ちに、送信要求管理部２９が無線送信部３０にPS Pollを送信させる（Ｓ２１）。なお、乱数待ち時間を経過したか否かの判断（Ｓ２０）で未だ経過していないと判断した場合には、再び、ステップ１９に戻る。

無線ＬＡＮカード２０がPS Pollを送信すると（Ｓ２１）、ＡＰ５０は、これを受けて、PS Pollの送信元である無線ＬＡＮカード２０に対するデータを送信する。

無線ＬＡＮカード２０の制御部２５は、ＡＰ５０からのデータ受信を確認すると、無線送信部３０にＡｃｋを送信させる（Ｓ２２）。さらに、制御部２５は、短縮Listenタイマを起動させ、送信機能管理部２７が無線送信部３０を省電力モードにし、受信機能管理部２６が無線受信部３５を省電力モードにして（Ｓ２３）、ステップ１に戻る。

次に、図６及び図７のタイミングチャートを用いて、無線ＬＡＮカード２０の動作について改めて説明する。なお、これらの図中、「ＡＰ５０からのビーコン送信」の欄で、縦棒は、いずれもビーコンであり、これらビーコンのうち、太い棒線が無線ＬＡＮカード２０に対するデータがある旨の情報を含むビーコンである。また、同欄で、矩形状の立ち上がりは、ＡＰ５０から無線ＬＡＮカード２０に送るデータである。

まず、図６のタイミングチャートを用いて、短縮Listen時刻のビーコンを検出した後、次のビーコンを検出する前に、PS Pollを送信する例について説明する。

最初の短縮Listen時刻に至り（Ｓ２）、無線受信機能を立ち上げて（Ｓ３）、検出したビーコンが自端末宛のデータがある旨の情報を含まない場合（Ｓ４）には、短縮Listenタイマを起動しつつ、無線受信機能を立ち下げる（Ｓ６）。

再び、短縮Listen時刻に至り（Ｓ２）、無線受信機能を立ち上げて（Ｓ３）、検出したビーコンが自端末宛のデータがある旨の情報を含む場合（Ｓ４）には、送信機能を立ち上げて（Ｓ７）、乱数待ち時間を設定する（Ｓ８）。送信機能を立ち上げた後、他の装置の通信を受信した場合には、この通信と当該端末２０によるPS Pollの送信とが混信しないようにするために、他の装置の通信が完了するのを待ち（Ｓ９）、改めて、乱数待ち時間を設定する（Ｓ８）。新たな乱数待ち時間中に他の装置の通信を受信しなければ（Ｓ９）、この乱数待ち時間の経過を待ち（Ｓ１１）、PS Pollを送信する（Ｓ１３）。

このPS Pollは、前述したように、短縮Listen時刻のビーコンを検出した後、次のビーコンを検出する前に送信したものであるから、ＡＰ５０は、次のビーコンを送出する前に、当該端末２０からデータ要求があったことを認識するため、次のビーコンには、当該端末宛のデータがある旨の情報を含ませない。

まず、図７のタイミングチャートを用いて、短縮Listen時刻のビーコンを検出し、さらに次のビーコンを検出した後に、PS Pollを送信する例について説明する。

図６の場合と同様に、最初の短縮Listen時刻に至り（Ｓ２）、無線受信機能を立ち上げて（Ｓ３）、検出したビーコンが自端末宛のデータがある旨の情報を含まない場合（Ｓ４）には、短縮Listenタイマを起動しつつ、無線受信機能を立ち下げる（Ｓ６）。

また、再び、短縮Listen時刻に至った場合も、図６の場合と同様に、無線受信機能を立ち上げて（Ｓ３）、検出したビーコンが自端末宛のデータがある旨の情報を含む場合（Ｓ４）には、送信機能を立ち上げて（Ｓ７）、乱数待ち時間を設定する（Ｓ８）。送信機能を立ち上げた後、他の装置の通信を受信した場合には、他の装置の通信が完了するのを待ち（Ｓ９）、最終的に、他の装置の通信が完了した時点で、この通信がビーコンであるか否かを判断する（Ｓ１０）。この通信がビーコンである場合には、このビーコンを解析する（Ｓ１６，１７）。そして、この解析の結果、このビーコンに自端末宛のデータがある旨の情報を含み、且つ他の端末宛のデータがある旨の情報も含む場合には、改めて、乱数待ち時間を設定する（Ｓ1８）。新たな乱数待ち時間中に他の装置の通信を受信しなければ（Ｓ１９）、この乱数待ち時間の経過を待ち（Ｓ２０）、PS Pollを送信する（Ｓ２１）。

以上のように、本実施形態では、ＡＰ５０からのビーコンを受信して、これを解析する際に、受信機能のみを立ち上げて、送信機能を立ち上げていないので、無線通信端末である無線ＬＡＮカード２０等の電力消費を抑えることができる。但し、ＡＰ５０との協議で定めたListen間隔よりも短い短縮Listen間隔で定まるタイミングで受信機能を立ち上げているので、受信機能のみに限定した電力消費量は、従来技術よりも若干増えることになる。

ところで、仮に、受信機能の立ち上げが従来技術と同様に、Listen間隔である場合、この受信機能の立ち上げで受信したビーコンを解析し、このビーコンに自端末宛のデータがある旨の情報を含んでいると判明した後に、送信機能を立ち上げてPS Pollを送信しても、ＡＰ５０は、このＡＰ５０のバッファ管理部５４によるAging機能により、無線送信部５５の送信バッファ５５ａ（図３）に格納しておいた当該端末宛のデータを廃棄してしまう虞がある。しかしながら、本実施形態では、ＡＰ５０との協議で定めたListen間隔よりも短い短縮Listen間隔で定まるタイミングで受信機能を立ち上げているので、この受信機能の立ち上げで受信したビーコンを解析し、このビーコンに自端末宛のデータがある旨の情報を含んでいると判明した後に、PS Pollを送信しても、ＡＰ５０のAging機能により、当該端末宛のデータが廃棄されてしまうことを回避することができる。

本発明に係る一実施形態における無線ＬＡＮシステムの系統図である。本発明に係る一実施形態における無線ＬＡＮカードの機能ブロック図である。本発明に係る一実施形態におけるアクセスポイントの機能ブロック図である。本発明に係る一実施形態における無線ＬＡＮカードの動作を示すフローチャート（その１）である。本発明に係る一実施形態における無線ＬＡＮカードの動作を示すフローチャート（その２）である。本発明に係る一実施形態における無線ＬＡＮカードの動作タイミングを示すタイミングチャート（その１）である。本発明に係る一実施形態における無線ＬＡＮカードの動作タイミングを示すタイミングチャート（その２）である。従来技術の無線通信端末の動作タイミングを示すタイミングチャート（その１）である。従来技術の無線通信端末の動作タイミングを示すタイミングチャート（その２）である。

符号の説明

１：公衆網、２：ルータ、３：有線端末，１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ：コンピュータ、２０，２０ａ，２０ｃ：無線ＬＡＮカード（無線通信端末）、２０ｂ:無線ＬＡＮボード（無線通信端末）、２１：通信処理部、２２：Listen間隔設定部、２３：短縮Listen間隔設定部、２４：ビーコン解析部、２５：制御部、２６：受信機能管理部、２７：送信機能管理部、２８：監視部、２９：送信要求管理部、３０：無線送信部、３５：無線受信部、４０：電源制御部、４１：アンテナ、５０，５０ａ，５０ｂ：アクセスポイント（中継装置）、５１：通信処理部、５２：Listen間隔設定部、５３：ビーコン情報生成部、５４：バッファ管理部、５５：無線送信部、５６：無線受信部、５７：有線送受信部

Claims

無線送信手段及び無線受信手段を備え、該無線送信手段及び該無線受信手段のそれぞれに省電力モードと動作モードとがあり、端末宛の送信データの有無の情報を含むビーコンを一定周期で発する中継装置を介して、他の端末と通信する無線通信端末において、
前記中継装置との間で、前記ビーコンの複数周期分のListen間隔を定めるListen間隔設定手段と、
前記Listen間隔よりも、前記ビーコンの少なくとも１周期分短い短縮Listen間隔を定める短縮Listen間隔設定手段と、
前記動作モード中の前記無線受信手段で受信した前記ビーコンを解析して、該中継装置から送信する送信データがあるか否かを判断するビーコン解析手段と、
前記無線受信手段が前記省電力モードの際、前記短縮Listen間隔毎に、該無線受信手段を立ち上げて前記動作モードに移行させると共に、該動作モード中に受信した前記ビーコンを前記ビーコン解析手段で解析した結果、前記中継装置から送信する送信データがないと判断された場合に、該動作モードの該無線受信手段を該省電力モードに移行させる受信機能管理手段と、
前記動作モード中の前記無線受信手段で受信した前記ビーコンを前記ビーコン解析手段で解析した結果、前記中継装置から自端末宛の送信データがあると判断されると、前記省電力モード中の前記無線送信手段を立ち上げて前記動作モードに移行させる送信機能管理手段と、
前記中継装置に対して、前記動作モード中の前記無線送信手段に、自端末宛の前記送信データの送信要求を送信させる送信要求管理手段と、
を備えていることを特徴とする無線通信端末。
請求項１に記載の無線通信端末において、
前記送信要求管理手段は、前記動作モード中の前記無線受信手段で受信した前記ビーコンを前記ビーコン解析手段で解析した結果、前記中継装置から自端末宛の送信データの他に、他の端末宛の送信データがあると判断されると、乱数を発生させて、該乱数相当の時間を待って、前記動作モード中の前記無線送信手段に、該自端末宛の送信データの送信要求を送信させる、
ことを特徴とする無線通信端末。
請求項１及び２のいずれか一項に記載の無線通信端末において、
前記動作モード中の前記無線受信手段が受信している電波を監視して、前記中継装置及び該中継装置と通信可能な他の無線通信端末が通信中であるか否かを判断する監視手段を備え、
前記送信要求管理手段は、前記監視手段により、前記中継装置及び前記他の無線通信端末が通信中でないと判断されたときに、前記動作モード中の前記無線送信手段に、該自端末宛の送信データの送信要求を送信させる、
ことを特徴とする無線通信端末。
請求項１から３のいずれか一項に記載の無線通信端末において、
コンピュータに装着される無線通信カード又は無線通信回路ボードである、
ことを特徴とする無線通信端末。
無線送信手段及び無線受信手段を備え、該無線送信手段及び該無線受信手段のそれぞれに省電力モードと動作モードとがあり、端末宛の送信データの有無の情報を含むビーコンを一定周期で発する中継装置を介して、他の端末と通信する無線通信端末の送受信機能の管理方法において、
前記中継装置との間で、前記ビーコンの複数周期分のListen間隔を定めるListen間隔設定工程と、
前記Listen間隔よりも、前記ビーコンの少なくとも１周期分短い短縮Listen間隔を定める短縮Listen間隔設定工程と、
前記動作モード中の前記無線受信手段で受信した前記ビーコンを解析して、該中継装置から送信する送信データがあるか否かを判断するビーコン解析工程と、
前記無線受信手段が前記省電力モードの際、前記短縮Listen間隔毎に、該無線受信手段を立ち上げて前記動作モードに移行させると共に、該動作モード中に受信した前記ビーコンを前記ビーコン解析工程で解析した結果、前記中継装置から送信する送信データがないと判断された場合に、該動作モードの該無線受信手段を該省電力モードに移行させる受信機能管理工程と、
前記動作モード中の前記無線受信手段で受信した前記ビーコンを前記ビーコン解析工程で解析した結果、前記中継装置から自端末宛の送信データがあると判断されると、前記省電力モード中の前記無線送信手段を立ち上げて前記動作モードに移行させる送信機能管理工程と、
前記中継装置に対して、前記動作モード中の前記無線送信手段に、自端末宛の前記送信データの送信要求を送信させる送信要求管理工程と、
を含むことを特徴とする無線通信端末の送受信機能の管理方法。