JP6677493B2 - 通信装置、その制御方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、通信装置、その制御方法、およびプログラムに関する。

IEEE802.11に代表される無線LAN(Local Area Network)システムが広く利用されるようになっている。無線LANでは、アクセスポイント（以後、AP）と呼ばれる基地局によってネットワークが制御される。このAPと、APの電波到達範囲内に存在し、無線接続状態であるステーション（STA）とによって、無線ネットワークが構成される。近年、このような従来型のAPとSTAによる単純な無線ネットワーク構成だけでなく、さまざまな無線LANネットワーク形態の製品および仕様規格が登場している。

特許文献１には、省電力で通信装置や該通信装置が提供するサービスなどを発見するための通信の規格として、Wi-Fi AllianceによってNeighbor Awareness Networking(NAN)が記載されている。なお、NANのサービス名称は、Wi-Fi Awareである。NANでは、NANを構成する各通信装置（以後、NANデバイス）が情報交換する期間を同期する。これにより、無線RFを有効にする時間を短くすることができ、省電力を実現することができる。NANでは、この同期のための期間を、Discovery Window(DW)と呼ぶ。また、所定の同期期間が共有されたNANデバイスの集合を、NANクラスタと呼ぶ。

NANデバイスは、NANクラスタ内で、Master、Non-Master Sync、Non-Master Non-Syncという役割のいずれかを担うことができる。Masterの役割を有する端末は、DW期間に、同じNANクラスタの各NANデバイスが同期をとれるようにするための信号であるSync Beaconを送信する。そして、NANクラスタ内の各NANデバイスは、同期を取った上で、DW期間に、サービスを探すための信号であるPublishメッセージや、サービスを提供していることを通知するための信号であるSubscribeメッセージを互いに送受信しあう。更に、各NANデバイスは、DW期間ではサービスに関する追加情報を交換するためのFollow-upメッセージをやりとりすることができる。Publishメッセージ、Subscribeメッセージ、Follow-upメッセージといったメッセージのフレーム構成はNAN規格で定義されており、Service Discovery Frame (SDF)と呼ばれる。SDFには、対象となるサービスを特定するための識別子であるService IDが含まれる。NANデバイスがお互いにSDFをやりとりすることで、サービスの発見・検出を行うことができる。

NANデバイスは、NANクラスタ内で、サービスの発見・検出を行うことができる。しかし、NANデバイスは、サービスを発見・検出した後に、実際にそのサービスを実施するためのアプリケーションの通信を行う場合には、NANではなくPostNANを確立する必要がある。PostNANとは、NANクラスタとは別のネットワーク、すなわちInfraネットワーク、IBSS、Wi-Fi Directなどの、NANとは別のネットワークである。NANデバイスは、PostNANのネットワークを確立して、アプリケーションによる通信を行うことができるようになる。

米国特許出願公開第2014/302787号公報

このように、NANデバイスは、NANクラスタ内で、サービスの検出を行いサービスを検出した後に実際にそのサービスを実施するためのアプリケーションの通信を、PostNANを用いて行うことができる。しかしながら、従来では、PostNANなどのDWと異なる期間において実行される通信における省電力化または効率化については考慮されていない。例えば、複数のNANデバイスとアプリケーションによる通信を個々に確立した場合、複数のNANデバイス夫々と異なる期間で通信を行わなければならず、省電力化または効率化について改善の余地がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、同期信号を送信または受信する期間と異なる期間において実行される通信における省電力化または効率化を行うことを目的とする。

上記目的を達成するための一手段として、本発明の通信装置は、所定の周期で繰り返し開始される期間であって、ネットワークに属する他の通信装置と共有する期間において、同期信号を送信または受信する第１の通信手段と、前記第１の通信手段により通信する期間と異なる期間において、前記ネットワークに属する前記他の通信装置と通信を行う第２の通信手段と、 前記他の通信装置から、前記他の通信装置が前記共有されている期間と異なる期間において通信を実行可能な期間に関する情報を含む第１の信号を受信する受信手段と、前記受信手段により受信した前記第１の信号に含まれる情報に基づいて、前記他の通信装置と前記第２の通信手段による通信を行う期間を決定する決定手段と、を有し、前記第２の通信手段により第１の他の通信装置と通信を行う第１の期間が前記決定手段により決定されており、かつ前記通信装置が前記第１の他の通信装置と異なる第２の他の通信装置と前記第２の通信手段によって通信する第２の期間を決定する場合に、前記決定手段は、前記第１の期間と、前記第２の期間との少なくとも一部が重複するように前記第２の期間を決定する。

同期信号を送信または受信する期間と異なる期間において実行される通信における省電力化または効率化を行うことが可能となる。

実施形態における無線ネットワーク構成を示す図。 実施形態におけるNANデバイスの機能構成を示す図。 実施形態におけるNANデバイスのハードウェア構成を示す図。 実施形態における通信処理の流れを示すシーケンス図。 実施形態におけるService data link Request/Responseの構成図。 実施形態におけるData link schedule Request/Response/Confirmの構成図。 実施形態におけるData link schedule RequestのBasic DLW決定処理のフローチャート。 実施形態におけるData link schedule Responseの受信処理のフローチャート。

以下、添付の図面を参照して、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態において示す構成は一例に過ぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。

＜実施形態1＞
図1に、本実施形態におけるネットワーク構成例を示す。以下では、Neighbor Awareness Networking(NAN)規格に準拠した無線LANシステムを用いた例について説明する。

NANデバイス101、102、103、104は、本実施形態を適用したNAN規格に則った無線通信装置である。なお、NANデバイス101、102、103、104は、NANに参加可能で、アプリケーションによる通信を行うことが可能であれば、どのような装置であってもよい。NANデバイス101、102、103、104は、NAN規格に基づいて、周囲の通信装置およびそれらが提供するサービスを発見、提供することができる。図1において、NANデバイス101、102、103、104は、NANクラスタ105に参加している。NANデバイス101、103、104はNon-Master SyncとしてNANクラスタ105に参加しており、NANデバイス102はMaster、Anchor MasterとしてNANクラスタ105参加している。本実施形態では、NANデバイス101は、所定のサービスを探しているSubscriberである。また、NANデバイス103は、NANデバイス101が探している所定のサービスを提供可能なPublisherである。

NANクラスタ104は、NANデバイス101、102、103、104が参加しているネットワークである。本実施形態において、NANクラスタ105に参加しているNANデバイスは、6chでネットワークを構築している。NANクラスタ105のネットワーク内で、周期的な通信期間であるDiscovery Window(DW)は、16TU(Time Unit)であり、また、DWの先頭から次のDWの先頭までは、512TUの間隔がある。なお、NANの無線チャネルとDWの構成は、これらに限定されない。

図2は、NANデバイス101の機能構成を示す図である。なお、NANデバイス102、103、104の機能構成は、NANデバイス101と同様である。無線LAN制御部201は、他の無線LAN装置との間で無線信号の送受信を行うための制御を行う。また、無線LAN制御部201は、IEEE802.11に則った無線LAN制御を行う。NAN制御部202は、NAN規格に則った制御を行う。NANデータリンク確立制御部203は、NAN制御部202を制御して、他のNANデバイスとアプリケーションによる通信をするためのOSI参照モデルにおけるデータリンク層を確立するための制御を行う。NANデータリンク確立制御部203の処理により、データリンク層が確立されると、NANデバイス101は、アプリケーションによるデータ通信を行うことが可能となる。本実施形態では、一例として、データリンクが確立した後、NANデバイス101は、IPv6による通信が可能になるものとする。

NANデータリンク通信制御部204は、NANデータリンク確立制御部203によって確立されたデータリンク層を用いて、アプリケーションによる通信を制御する。NANデータリンク通信制御部204の制御により、NANデバイス101は、IPv6のパケットの送受信（すなわち、アプリケーションデータの通信）を行うことが可能となる。

NANデータリンクスケジューリング部205は、NANデータリンク確立制御部203によってデータリンク層の確立を行う際に、どのタイミングでアプリケーションによる通信を実施するかを、通信相手とスケジューリングするために制御する。NANデータリンクスケジューリング部205によって、スケジューリングされたタイミングで、NANデータリンク通信制御部204はアプリケーションデータの通信を行う。スケジューリングの詳細な処理は図7で説明する。

アプリケーション制御部206は、NANで発見されたサービスを実行するための制御を行う。例えば、NANデバイス101がプリントサービスを発見した場合、アプリケーション制御部206は、プリントのジョブを要求するアプリケーションを実行するための制御を行う。あるいは、NANデバイス101が写真共有サービスを発見した場合には、アプリケーション制御部206は、写真データを交換するアプリケーションを実行するための制御を行う。NANデバイス101は複数のサービスを探しており、複数のアプリケーション制御部206を有することもできる。本実施形態では、一例として、NANデバイス101とNANデバイス103間において、アプリケーションとしてチャットアプリケーションが実行されるものとする。NANデバイス101のユーザ（不図示）は、チャットアプリケーションでチャットする相手を探している。また、NANデバイス103のユーザ（不図示）は、チャットアプリケーションでチャット相手を待ち受けているものとする。また、本実施形態では、チャットアプリケーションはIPv6を用いて通信を介して行われるものとする。操作制御部207は、NANデバイス101のユーザにより入力部304(図3)に対して行われた操作を管理し、必要な信号を他の制御部201〜206へ伝達する。

図3に、NANデバイス101のハードウェア構成を示す。なお、NANデバイス102、103、104のハードウェア構成は、NANデバイス101と同様である。記憶部301は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)の両方、もしくは、いずれか一方により構成され、後述する各種動作を行うためのプログラムや、無線通信のための通信パラメータ等の各種情報を記憶する。なお、記憶部301として、ROM、RAM等のメモリの他に、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、CD-R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、DVDなどの記憶媒体を用いてもよい。

制御部302は、CPU(Central Processing Unit)、または、MPU(Micro Processing Unit)により構成され、記憶部301に記憶されたプログラムを実行することによりNANデバイス101全体を制御する。なお、制御部302は、記憶部301に記憶されたプログラムとOS(Operating System)との協働によりNANデバイス101全体を制御するようにしてもよい。また、制御部302は、機能部303を制御して、撮像や印刷、投影等の所定の処理を実行する。

機能部303は、NANデバイス101が所定の処理を実行するためのハードウェアである。例えば、NANデバイス101がカメラである場合、機能部303は撮像部であり、撮像処理を行う。また、例えば、NANデバイス101がプリンタである場合、機能部303は印刷部であり、印刷処理を行う。また、例えば、NANデバイス101がプロジェクタである場合、機能部303は投影部であり、投影処理を行う。機能部303が処理するデータは、記憶部301に記憶されているデータであってもよいし、後述する通信部306を介して他のNANデバイスと通信したデータであってもよい。

入力部304は、ユーザからの各種操作の受付を行う。出力部305は、ユーザに対して各種出力を行う。ここで、出力部305による出力とは、画面上への表示や、スピーカーによる音声出力、振動出力等の少なくとも１つを含む。なお、タッチパネルのように入力部304と出力部305の両方を１つのモジュールで実現するようにしてもよい。

通信部306は、IEEE802.11シリーズに準拠した無線通信の制御や、IP(Internet Protocol)通信の制御を行う。また、通信部306はアンテナ307を制御して、無線通信のための無線信号の送受信を行う。NANデバイス101は通信部306を介して、画像データや文書データ、映像データ等のコンテンツを他のNANデバイスと通信する。

図4に、本実施形態における、サービスの発見、NANによるデータリンクの確立、NANのデータリンクによるアプリケーション通信処理の一連の流れをシーケンス図で示す。NANデバイス101はチャットアプリケーションでチャット相手を探しており、NANデバイス103は、チャットアプリケーションにおいてチャット相手を待ち受ける処理を実施している状況を想定する。NANデバイス102は、チャットアプリケーション以外のアプリケーションを動作させているものとする。

まず、NANデバイス101のユーザが、入力部304を介して、チャットアプリケーションに対してチャット相手の検索する処理を開始させる(S401)。NANデバイス102がSync Beaconで、サービス情報を含むメッセージの通信を行うためのDW期間を通知する(S402)。NANデバイス101は、検索処理を開始しても、DW期間になるまではメッセージの送信はしない。

NANデバイス101はDW期間になると、チャットアプリケーションを探すためにSubscribeメッセージをブロードキャストで送信する(S403)。このとき、チャットアプリケーションを探していることを示すために、Subscribeメッセージに含まれるService IDにチャットアプリケーションを示すIDを指定する。ここではチャットアプリケーションを示すService IDを10とする。NANデバイス103は、チャットアプリケーションを探しているSubscribeメッセージを受信すると、チャットアプリケーションが動作していることを示すPublishメッセージでNANデバイス101に応答する(S404)。このとき、PublishメッセージのService IDには、チャットアプリケーションを示すService IDである10が指定される。

NANデバイス101は、Publishメッセージを受信すると、チャットアプリケーションで通信ができるようにするためのデータリンクを確立することを要求するService data link RequestをDW期間中に送信する(S405)。このとき、DW期間が終了していた場合には、NANデバイス101は、次のDW期間においてService data link Requestを送信することができる。あるいは、S404のPublishメッセージにおいて、Further Service Availabilityが付与されていた場合には、NANデバイス101は、その情報に従ってService data link Requestを送信してもよい。Further Service Availabilityは、DW期間外でサービス発見・探索ができることを示す情報である。

本実施形態におけるSDFを、SDF500として図5に示す。SDF500は、NAN規格のSDFに対して拡張したものとなっており、NAN Attributes501として、Data Link Setup Attribute(DLSA)502が追加されている。SDF500にDLSA502が含まれることにより、SDFを送信するNANデバイス101は、NANによるデータリンク確立の要求を行うことができる。

図5に示すように、本実施形態では、DLSA503におけるAttribute IDを、0x14と定義する。また、Typeには、所定のサービスにおいてデータリンクを確立することを要求していることを示す数値である1 (Service data link Request)が指定される。尚、Typeの値が2の場合については後述する。Service IDには、データリンクを用いて通信をしたいサービスのService ID が指定される。すなわち、図4のS405においてはチャットアプリケーションを示す数値である10が指定される。

NANデバイス103は、Service data link Requestを受信すると、Service data link Responseで応答する(S406)。これらのやりとりを完了すると、NANデバイス101とNANデバイス103間で、サービスとしてチャットアプリケーションによるデータリンク通信を行うことを確認しあう。Service data link Responseは、図5のSDF500の形式で示される。Service data link Requestと異なり、Service data link Responseの場合はDLSA502のTypeの値が2となる。また、Service data link Responseでは、Service IDには、S405と同様にチャットアプリケーションを示す値である10が指定される。

NANデバイス101とNANデバイス103は、互いにチャットアプリケーションのためにデータリンク通信を実施することの確認を行った後、次に、データリンク通信を行うためのタイミングを決定する。

NANデバイス101は、Service data link Responseを受信すると、Data link schedule Requestを送信する(S407)。これはDW期間外のどの区間でデータリンク通信を実施するのかのスケジュールを決定するためのネゴシエーションを開始するためのメッセージである。

図6に、データリンク通信を実施する区間をネゴシエーションするためのメッセージであり、NAN規格のSDFに対して拡張したSDF600を示す。SDF600は、NAN規格のSDFに対して拡張したものとなっており、NAN Attributes601として、Data Link Window(DLWA)602が追加されている。SDF600にDLWA602が含まれることにより、SDFを送信するNANデバイス101は、NANによるデータリンク通信時のDW期間外のどの区間で通信するかのスケジューリングのネゴシエーションすることができる。実際にどの区間で通信することをNAN103に要求するかを決定する方法については図7のフローチャートを用いて後述する。

図6に示すように、本実施形態では、DLWA602におけるAttribute IDを、0x15と定義する。また、Typeにはスケジューリングの開始を要求するための値として1 (service Data link schedule Request)が指定される。尚、Typeの値が2、3の場合については後述する。

DW期間外のどの区間でデータリンク通信を要求するかは、Basic DLW Bitmap、Additional DLW Bitmap、Flexible DLW Bitmapで指定される。

Basic DLW Bitmapの値によりで指定されるデータリンク区間は、１つ以上のNANデバイスとデータリンクを確立した場合に、当該確立されたNANデバイスに対して共通して、データリンク通信をする区間として要求する区間である。すなわち、NANデバイスが、一つのNANデバイスとデータリンクを確立した後で、そのデータリンクを維持したまま他のNANデバイスとデータリンクの確立を要求する場合に、同じBasic DLW Bitmapが指定され得る。

Additional DLW BitmapおよびFlexible DLW Bitmap値によりで指定されるデータリンク区間は、データリンクを確立する各NANデバイスで異なる値になり得る。これらは、例えば、NANデバイスが、特定のNANデバイスと大量のデータのデータリンク通信を行いたく、かつ、その区間で他のNANデバイスとデータリンク通信を行いたくないような場合に指定される。

Additional DLW Bitmapは、NANデバイスが、Data link schedule Responseを受信後に、その確認として送信し得るData link schedule Confirmで拒絶することができないデータリンク区間の候補である。一方で、Flexible DLW Bitmapは、NANデバイスが、Data link schedule Responseを受信後に、その確認として送信し得るData link schedule Confirmで拒絶してもよいデータリンク区間の候補である。詳細については後述する。

各DLW Bitmapの値の各bitは、DW期間からどれくらい離れた期間でNANデータリンクによる通信をするかを指定し得る。具体的には、DW期間開始を0TUでDW終了直後を16TUとした場合には、N bit目が1であるDLW Bitmapは、(N+1)×16TU〜(N+2)×16TUの期間にデータリンクによる通信が発生する可能性があることを示す。例えば、0bitが1であるDLW Bitmapは、16TUから32TU、2bit目が1であるDLW Bitmapは、48TUから64TUまでの期間でデータリンクによる通信が発生する可能性があることを示す。DLW Bitmapでは、複数のbitに対して1が指定されてもよい。このように、DW以外の期間において、DW期間と同じ時間幅の単位でデータリンクによる通信が可能な期間が指定できる。なお、データリンクによる通信を行う期間を指定する方法は、DW期間以外の期間を指定するものであれば、上記の方法に限定されない。

図4に戻る。NANデバイス103は、Data link schedule Requestを受信すると、Data link schedule Responseで応答する(S408)。Data link schedule Responseでは、SDF600において、DLWA602のTypeがData link schedule Requestに対する応答であること示す値である2が指定される。また、このときに、NANデバイス103自身がDW期間外でデータリンク通信を行いたい期間を、Data link schedule Requestと同様の方法で、各DLW Bitmapで示す。このとき、各DLW Bitmapは、Data link schedule Requestの各DLW Bitmapと必ずしも一致する必要はなく、NAN103デバイスは希望する期間を指定すればよい。ただし、Data link schedule RequestとData link schedule Responseで、各DLW Bitmapが一致すれば、データリンクにおける通信がより速やかに開始することが可能となる。

NANデバイス101は、Data link schedule Responseを受信すると、最終的にデータリンク通信が可能な期間を確認するためにData link schedule Confirmを送信する(S409)。Data link schedule Confirmでは、SDF600において、DLWA602のTypeがData link schedule Responseに対する応答であること示す値である3が指定される。

このとき、NANデバイス101は、受信したData link schedule ResponseのBasic DLW BitmapおよびAdditional DLW Bitmapの値が、S407のData link schedule Requestで指定したBasic DLW BitmapおよびAdditional DLW Bitmapの値に含まれる、または一致するならば、Data link schedule ConfirmにおけるBasic DLW BitmapおよびAdditional DLW Bitmapの値を、受信したData link schedule ResponseのBasic DLW BitmapおよびAdditional DLW Bitmapの値に一致させる。

一方で、Flexible DLW Bitmapは、Data link schedule ResponseのFlexible DLW Bitmapで示された値以外のものを指定してはならないが、必ずしも一致する必要はない。例えば、サブセットになっていればよい。ここでは、NANデバイス101は、S407で、Data link schedule RequestにおいてFlexible DLW Bitmapを0x4で指定したにも関わらず、S408で、Data link schedule Responseにおいて0x5が指定されているとする。このとき、NANデバイス101は、お互いのデータリンク通信したい期間が合わないため、Flexible DLW Bitmapを0x0として返す。

NANデバイス101が、Data link schedule Confirmにおいて、Basic DLWは32から48TUの期間、Additional DLWは48から64TUの期間として応答すると、DW期間直後から16TU後の32TUの期間でデータリンク通信を実施することでNANデバイス101とNANデバイス103が合意する。

NANのデータリンクが確立され、NANデバイス101とNANデバイス103はともにチャットアプリケーションによる通信が可能な状態になる(S410、S411)。そして、これ以降ではDW期間だけではなく、Data link schedule Confirmで指定されたDLW期間でも無線のパケットの送受信が実施される。すなわち、NANデバイス101とNANデバイス103は、DW期間での通信を継続可能な状態で、データリンクによる通信を行うことが可能となる。

チャットが可能な状態になり、NANデバイス101のユーザは、チャットメッセージの送信を要求したとする(S412)。すると、NANデバイス101は、NANデバイス103に対して、DLW期間になってから当該チャットメッセージを送信する(S413)。NANデバイス103は、チャットメッセージを受信すると、チャットメッセージをNANデバイス103のユーザに通知する。それを見たNANデバイス103のユーザがチャットメッセージの送信を要求したとする(S414)。すると、DLW期間になってからNANデバイス103はチャットメッセージを送信する(S416)。ここでは、チャットメッセージの送信要求から、実際にチャットメッセージを送信するまでの間で、DW期間が発生して、NANデバイス102がSync Beaconを送信したものとして図示している(S415、S417)。

このように、DW期間外の区間を利用することにより、NANデバイス101は、所望のサービスを実行可能な他の通信装置と、サービスを実行するためのデータリンク通信を速やかに開始することが可能となる。しかし、NANデバイス101がDW期間外の通信を、上記の手順により一対一で確立することによって、複数のNANデバイスそれぞれとデータリンクにおいてアプリケーションによる通信をしようとした場合に、以下の2つの課題が生じうる。

一つ目の課題は、NANデバイス101が複数のNANデバイスとDW期間外でのアプリケーションによる通信を行う期間を個々で決定した場合に、DW期間外の複数の時間帯でデータ送受信をするためにデータ受信が可能な状態にしておく必要が生じうる。そのため、NANデバイス101において、複数のNANデバイスとアプリケーションによる通信を行なおうとした場合に、データ受信が可能な時間帯が増えてしまい、消費電力が大きくなってしまう可能性がある。NANデバイス101は、複数のNANデバイスとアプリケーションによる通信をするためにデータリンクを確立した場合でも、できる限り消費電力を低減できるようにすることが望まれる。

二つ目の課題は、複数のNANデバイスとアプリケーションによる通信を行う時間帯が異なるようにデータリンクが確立された場合に、ブロードキャストによる通信が非効率的なものになってしまう可能性がある。例えば、NANデバイス101が、データリンクを確立した複数のNANデバイスに対して同じアプリケーション通信のメッセージを送信する場合、データリンクを確立したNANデバイスの数分だけ、同じメッセージを送信する可能性がある。これは、電波使用の効率および消費電力の観点から効率が悪い。

そこで、本実施形態では、NANデバイス101は、以下の手順に従って、データリンク通信を行うためのタイミングを決定する。

図7は、本実施形態におけるデータリンク通信を行うタイミングを決定するフローチャートである。すなわち、NANデバイス101が、図4のS407のData link schedule RequestにおけるBasic DLW Bitmapの値を決定する処理のフローチャートである。尚、Additional DLW BitmapおよびFlexible DLW Bitmapについては、NANデバイス毎に異なるタイミングで通信できるように設けたタイミングであるため、図7のフローチャートに基づいて決定する必要はない。

本実施形態では、図1を用いて説明したネットワーク構成に基づき、まず、データリンクの確立を要求するNANデバイス101が、NANクラスタ105においてデータリンクを確立する先のNANデバイスを発見する。そして、NANデバイス101は、実際のデータリンクを確立するための要求を送信し、その要求に対する応答を受信する。これにより、データリンクが確立される。本処理は、データリンクが確立されている否かに関係なく（データリンクによる接続が維持されているか否かに関係なく）、ユーザがNANデバイス101の入力部304を操作し、NANデバイス101においてチャットアプリケーションに対応するサービス検索が開始されることにより、開始される。以下、NANデバイス101の処理として説明するが、NANクラスタ105の他のNANデバイスも同様の処理を行うことができる。

まず、NANデバイス101のNANデータリンクスケジューリング部205は、既に自身が確立済みのデータリンクが存在するかを確認する(S701)。既にデータリンクを確立済みのNANデバイスが存在する場合には、既に確立済みのデータリンクと同じタイミングでアプリケーションを通信できるようにするために、処理はS702に進む。

一方で、まだどのNANデバイスともデータリンクを確立していない場合には（S701のNo）、いずれのNANデバイスとの通信を考慮せず、NANデータリンクスケジューリング部205は、Basic DLW Bitmapにデフォルトの値を指定する（S706）。例えば、NANデータリンクスケジューリング部205は、Basic DLW Bitmapのデフォルトの値として、DWの直後を表す0x1の値を指定する。これは、NANデバイス101が、DW直後でデータリンクによる通信をすることにより、DWが終わった後にRF制御をオフ、そして、Basic DLWの直前にRF制御をオンする必要がなくなり、RF制御による処理負荷を減らすことができるためである。また、DWでは、NANクラスタ105内の各NANデバイスは、Sync Beaconの受信をしているため、その直後の方が個々のNANデバイスのタイミングのずれが小さい可能性が高いためである。これにより、例えば、個々のNANデバイスのタイマの制御に少しのずれがあった場合に、受信側のNANデバイスがRFオフであるにも関わらず送信側のNANデバイスがパケットを送信し、受信側のNANデバイスが受信に失敗し、パケットがロスするようなことが発生しにくくなる。

確立済みのデータリンクが存在していた場合は（S701のYes）、NANデータリンクスケジューリング部205は、次に、複数のデータリンクを確立しているかを確認する(S702)。このとき、NANデバイス101が一つのNANデバイスとのみデータリンクを確立していた場合には（S702のNo）、NANデータリンクスケジューリング部205は、そのデータリンクと同じBasic DLWを指定する(S705)。なお、確立されているデータリンクのBasic DLWを指定する方法としては、NANデバイス101がデータリンクを確立する際に受信するService data link Responseが、Service IDのフィールドにBasic DLWを含むように構成されていれば、そのBasic DLWを指定してもよい。また、データリンクが確立された際に、Basic DLWの情報を受け取るとることが可能であれば、受け取ったBasic DLWを指定してもよい。また、S705において決定されるスケジュールは、全てのデータリンク区間が確立されているデータリンクと同一に指定されなくとも、少なくとも一部が重複するようにBasic DLWが指定されればよい。

これにより、他のNANデバイスとデータリンクを確立する場合にも同じBasic DLWで通信できる可能性が高くなり、すなわち、アプリケーションによる通信をするために受信制御を有効にしている時間を減らすことができる。また、アプリケーションによる通信のための消費電力を効率化することできる。一方で、複数のNANデバイスと既にデータリンクを確立していた場合には（S702のYes）、その中からどのNANデバイスと同一のBasic DLWを選択するかを決定するために、処理はS703に進む。

NANデバイス101が複数のNANデバイスとデータリンクを確立していた場合には（S702のYes）、NANデータリンクスケジューリング部205は、これから確立しようとしているデータリンクと同じService IDを用いて通信しているデータリンクがあるかどうかを確認する(S703)。Service IDが一致したデータリンクが存在した場合には、NANデータリンクスケジューリング部205は、当該Service IDのデータリンクと同じBasic DLWの値を指定してData link schedule Requestを送信することを決定する(S704)。また、S704において決定されるスケジュールは、全てのデータリンク区間が確立されているデータリンクと同一に指定されなくとも、少なくとも一部が重複するようにBasic DLWが指定されればよい。

このような処理によれば、同じアプリケーションで通信をしようとしている複数の他のNANデバイスで同じ区間でアプリケーションによるデータの送受信が可能となる。これにより、Basic DLWでブロードキャストすることで、複数回同じメッセージを送信する必要がなくなる。例えば、NANデバイスは、チャットアプリケーションなどで同じメッセージを複数の相手に送りたい場合に、一つのメッセージを一回だけ送ればよいので、メッセージ数を減らせる分だけ消費電力を低減できる。また、一回のメッセージでよいので電波使用も最小限ですむ。よって、ブロードキャスト通信をする際の電波使用の効率化、および消費電力を低減することができる。

一方で、S703でService IDが一致する確立済みのデータリンクが存在しなかった場合には（S703のNo）、処理はS705へ進む。すなわち、NANデータリンクスケジューリング部205は、既に確立済みのデータリンクのいずれかをBasic DLWとして同じ値を用いてData link schedule Requestを送信すると決定する(S705)。なお、この場合、同じBasic DLWを共有している装置数が最も多いBasic DLWを選択して設定してもよい。また、通信頻度が最も高いBasic DLWを選択して設定してもよい。

S703からのS704、および、S703からのS705の処理において、NANデバイス101は、複数のBasic DLWから一つを選択する場合が起こり得る。このときは、複数のBasic DLWのうち、NANデータリンクスケジューリング部205は、より多くの他のNANデバイスが確立しているデータリンクのBasic DLWを選択することができる。この場合、例えば、NANデバイス101が、データリンクを確立済みのいくつかのNANデバイスとの接続切断したような場合でも、同じBasic DLWを確立しているNANデバイスが、まだ存在する可能性が高くなる。そのため、NANデバイス101は有効な通信を維持でき、消費電力を低減できる可能性が高くなる。

また、NANデバイス101は、データリンクを確立しているNANデバイスのMaster Preferenceに応じて、選択するBasic DLWを決定してもよい。なお、Master Preferenceとは、NANデバイスのMasterへのなりやすさを示す。この値は、各端末が自由に設定できる値である。Master Preferenceの値が大きいNANデバイスは、NANクラスタに長い期間存在する可能性が高い。そのため、NANデバイス101は、より安定的にデータリンク通信する可能性が高いNANデバイスが確立するデータリンクと同じBasic DLWを選択することで、より安定的に通信し続ける可能性が高くなる。その結果、消費電力を低減できる可能性が高くなる。

また、NANデバイス101は、既に確立済みのデータリンクの中で、NANデバイス101にとって、より優先度の高いサービスまたはアプリケーションの通信に用いているデータリンクと同じBasic DLWを選択してもよい。より優先度の高いアプリケーションとは、例えば、頻繁にユーザが使うアプリケーション、または長時間動作しているアプリケーションである。また、NANデバイス101は、より頻繁に接続しているNANデバイス、あるいは長い期間データリンクを確立しているNANデバイスと同じBasic DLWと同じBasic DLWを選択してもよい。

次に、図7の処理を、具体例を用いて説明する。ここでは、NANデバイス101が、チャットアプリケーションで通信を行うために、NANデバイス103に対してデータリンクの確立を要求する例を考える。なお、デフォルトのBasic DLWは、0x1であるとする。この場合、まず、NANデバイス101は、他のNANデバイスとデータリンクを確立していない場合は、S701、S706の処理に従い、デフォルトのBasic DLWである0x1を指定する。

NANデバイス101が、NANデバイス102とのみデータリンクを確立していた場合、S701、S702、S705の処理に従い、既に確立済みであるNANデバイス102とのデータリンクと同じBasic DLWを指定する。これにより、NANデバイス101は、既にDW期間外でデータリンク通信のため送受信している区間において、NANデバイス103とも通信することができ、消費電力の低減を図ることができる。

また、NANデバイス101が、NANデバイス102とチャットアプリケーションのためのデータリンクと、NANデバイス104と写真共有サービスのためのデータリンクの二つのデータリンクを確立している状況を考える。NANデバイス101は、NANデバイス102とはBasic DLWが0x2でデータリンクを確立しており、NANデバイス103とはBasic DLWが0x3でデータリンクを確立しているとする。このとき、NANデバイス101は、NANデバイス102とNANデバイス103で同じチャットアプリケーションで通信をしようとしているために、NANデバイス103で確立しようとしているデータリンクと、NANデバイス102で確立しているデータリンクとService IDが一致すると判断する。そのため、NANデバイス101は、S701、S702、S703、S704の処理に従い、Service IDが一致したNANデバイス102のデータリンクのBasic DLWの0x2の値で、NANデバイス103とデータリンクを確立することを要求すると決定する。

また、NANデバイス101が、NANデバイス102とプリントサービスのためのデータリンクと、NANデバイス104と写真共有サービスのためのデータリンクの二つのデータリンクを確立している状況を考える。NANデバイス101は、NANデバイス102とはBasic DLWが0x2でデータリンクを確立しており、NANデバイス104とはBasic DLWが0x3でデータリンクを確立しているとする。このとき、複数のデータリンクが確立しており、かつ、同じアプリケーションの通信をしているデータリンクがない、すなわちService IDが一致するデータリンクがない。このため、NANデバイス101は、S701、S702、S703、S705処理に従い、NANデバイス102、NAN104デバイスのいずれかのデータリンクと同じBasic DLWを選択する。このような場合、NANデバイス101は、先に述べたようにNANデバイス102とNANデバイス104のMaster Preference の値から決定することが好ましい。NANデバイス101がMaster Preference が高い方と確立しているデータリンクと同じBasic DLWを指定することは、より安定的に通信し続ける可能性が高いNANデバイスと同じBasic DLWを指定することを意味する。

次に、図4のS408で受信されたService data link RequestのBasic DLWが、S407で送信されたService data link RequestのBasic DLWと異なる場合について説明する。このときの処理を図8で述べる。図8は、実施形態におけるData link schedule Responseの受信処理のフローチャートである。

まず、NANデバイス101のNANデータリンクスケジューリング部205は、受信したData link schedule ResponseのBasic DLWと、NANデバイス101が送信したData link schedule RequestのBasic DLWを比較する(S801)。Data link schedule ResponseのBasic DLWは、NANデバイス103が通信可能な期間を示す。これらが一致していた場合には（S801のYes）、NANデータリンクスケジューリング部205は、提示されたBasic DLWでデータリンク通信を確立するために、Data link schedule Confirmを送信する(S802)。なお、S801の処理は、両者のBasic DLWの完全一致は要求されず、Data link schedule RequestのBasic DLWとData link schedule ResponseのBasic DLWに一致する期間があれば、Yesと判断される。

一方で、Basic DLWが一致しなかった場合は（S801のNo）、NANデータリンクスケジューリング部205は、他のNANデバイスとデータリンクを確立しているBasic DLWを指定してData link schedule Requestを再送信するための処理に移る。NANデバイス101は、一旦提示したBasic DLWが拒否された（一致しなかった）場合でも、他にNANデバイスとデータリンクを確立していればそのBasic DLWを指定しデータリンクを確立することができれば、他のBasic DLWで受信制御を行う必要はなくなり、結果として、消費電力を低減することができる。

具体的には、まず、NANデータリンクスケジューリング部205は、確立済みのデータリンクと同じBasic DLWのいずれも指定した状態でData link schedule Requestを送信したかどうかを確認する(S803)。既に、いずれのBasic DLWでのデータリンクを確立を試みていた場合には、NANデバイス101は、新規に確立しようとしているデータリンクのBasic DLWと、既に確立済みのデータリンクのBasic DLWを一致させるのは諦め、Data link schedule Confirmを送信する(S802)。このとき、Data link schedule Responseで指定されたBasic DLWを指定する。

S803でNoであれば、NANデータリンクスケジューリング部205は、既に拒絶されたBasic DLWのデータリンクを除いたうえで、図7の処理を実施する(S804)。NANデータリンクスケジューリング部205は、その結果のBasic DLWを指定してData link schedule Requestを再送信する(S805)。これにより、一旦提示したBasic DLWが拒否された場合でも、他にNANデバイスとデータリンクを確立していれば、NANデバイス101は、そのBasic DLWと同じBasic DLWで新規のデータリンクを確立する可能性が高まる。その結果、消費電力の低減を図ることができる。

以上のように、本実施形態では、既にスケジュールが決定されている第１のNANデバイスと第２のNANデバイスとのDW期間外で通信する期間との少なくとも一部が重複するように、第２のNANデバイスと通信するためのスケジュールを決定する。したがって、DWと異なる期間において実行される通信における省電力化または効率化を行うことが可能となる。

＜変形例＞
図4において、どのサービスでアプリケーションによる通信を開始したいのか、そしてそのスケジュールでアプリケーションによる通信をするのかの二段階のネゴシエーションによってデータリンクを確立した(S405〜S409)。これを一種類のメッセージでネゴシエーションするようにしてもよい。すわなち、Data link schedule Request/responseにDLSAを含めることで、どのサービスでアプリケーションによる通信を開始したいのかを示してもよい。この場合、Data link schedule Request/responseのやりとりだけで必要な情報がやりとりでき、Service data link Request/responseのやりとりが不要になる。これにより、データリンク確立時に発生する電波帯域を減らすことができる。また、メッセージを減らすことで速くデータリンクを確立することができる。

本実施形態では、データリンクを確立する要求メッセージであるData link schedule Requestで、NANデバイス101がデータリンクによる通信をする期間を要求した。しかしながら、NANデバイス101は、Data link schedule Request以外のメッセージで、データリンクによる通信をしたい期間を通知するようにしてもよい。例えば、NANデバイス101は、SubscribeメッセージやPublishメッセージで、データリンク確立要求をする前に予め通知するようにしておいてもよい。SubscribeメッセーやPublishメッセージで通知することで、データリンクを確立するNANデバイスは、データリンク確立を要求する前にお互いにデータリンクによる通信をしたい期間を知ることができる。これによって、例えば、NANデバイス101は、同じサービスを提供しているNANデバイスの中で、自分にとって都合の良いデータリンクによる通信期間でデータリンク通信ができるNANデバイスとデータリンクを確立する、といったことができるようになる。それにより、NANデバイス101は、データリンクの確立を開始してから、自分にとって都合の悪い通信期間でしか通信できないといったことを未然に防ぐことができる。

また、上記実施形態では、NANデバイス101とNANデバイス103で動作するアプリケーションをチャットアプリケーションとして説明した。しかし、本実施形態は、チャットアプリケーションによらず、その他のアプリケーションでも適用できる。例えば、写真共有アプリケーションやプリントアプリケーションなどが該当する。

また、上記実施形態では、Subscriberが、Subscribeメッセージの送信からサービスの発見を実施しているが、Publisherが能動的にサービスを必要としているNANデバイスを探しても良い。すなわち、PublisherがPublishメッセージを送信し、その応答としてSubscribeメッセージを受信できた場合に、NANのデータリンクを確立するようにしてもよい。また、Publisher側、Subscriber側のいずれからNANのデータリンクを確立するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、データリンクの確立を要求するNANデバイス101がBasic DLWを決定する処理を実施する（図7と図8）。しかしながら、データリンクの確立を要求された側も、Basic DLWの応答するときの値を決定してもよい。すなわち、データリンク確立を要求された側も、既にデータリンクを確立済みのBasic DLWをもとに、新規のデータリンクの確立を図ることで、NANクラスタ全体としての消費電力低減を図ることができる。

＜その他の実施形態＞
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

101、102、103 104 NANデバイス
105 NANクラスタ

Claims (11)

1. 通信装置であって、
   所定の周期で繰り返し開始される期間であって、ネットワークに属する他の通信装置と共有する期間において、同期信号を送信または受信する第１の通信手段と、
   前記第１の通信手段により通信する期間と異なる期間において、前記ネットワークに属する前記他の通信装置と通信を行う第２の通信手段と、
   前記他の通信装置から、前記他の通信装置が前記共有されている期間と異なる期間において通信を実行可能な期間に関する情報を含む第１の信号を受信する受信手段と、
   前記受信手段により受信した前記第１の信号に含まれる情報に基づいて、前記他の通信装置と前記第２の通信手段による通信を行う期間を決定する決定手段と、を有し、
   前記第２の通信手段により第１の他の通信装置と通信を行う第１の期間が前記決定手段により決定されており、かつ前記通信装置が前記第１の他の通信装置と異なる第２の他の通信装置と前記第２の通信手段によって通信する第２の期間を決定する場合に、前記決定手段は、前記第１の期間と、前記第２の期間との少なくとも一部が重複するように前記第２の期間を決定することを特徴とする通信装置。
2. 前記第２の期間を決定する場合に、前記通信装置が前記第２の通信手段による通信を実行可能な期間を示す情報を含む第２の信号を送信する第１の送信手段を更に有し、
   前記決定手段は、前記第１の信号に含まれる情報と前記第２の信号に含まれる情報とに基づいて決定することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記決定手段によって決定された前記第２の期間における前記第２の通信手段による通信を開始するための信号を送信する第２の送信手段を更に有することを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載の通信装置。
4. 前記第１の通信手段により通信する期間および前記決定手段により決定した期間と異なる期間においてデータ受信制御を制限する制御手段を更に有することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の通信装置。
5. 前記決定手段によって複数の期間が決定されており、かつ前記第２の他の通信装置と前記第２の通信手段により通信する場合、前記決定手段は、前記複数の期間のうち、前記第２の通信手段による通信を介して前記第２の他の通信装置と実行するサービスと同じサービスを実行するための通信を行う期間と、前記第２の期間との少なくとも一部が重複するように、前記第２の期間を決定することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の通信装置。
6. 前記第１の期間と前記第２の期間とが重複する期間において、前記第２の通信手段によって複数の他の通信装置との通信を行うことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の通信装置。
7. 前記ネットワークは、Neighbor Awareness Networking(NAN)規格に準拠したNANクラスタであることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の通信装置。
8. 前記第１の通信手段により通信する期間は、NAN規格に準拠したDiscovery Window(DW)であること特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の通信装置。
9. 前記同期信号は、NAN規格に準拠したSync Beaconであることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の通信装置。
10. 通信装置の制御方法であって、
    所定の周期で繰り返し開始される期間であって、ネットワークに属する他の通信装置と共有する期間において、同期信号を送信または受信する第１の通信工程と、
    前記第１の通信工程において通信する期間と異なる期間において、前記ネットワークに属する他の通信装置と通信を行う第２の通信工程と、
    前記他の通信装置から、前記他の通信装置が前記共有されている期間と異なる期間において通信を実行可能な期間に関する情報を含む信号を受信する受信工程と、
    前記受信工程において受信した前記信号に含まれる情報に基づいて、前記他の通信装置と前記第２の通信工程において通信を行う期間を決定する決定工程と、
    前記第２の通信工程において第１の他の通信装置と通信を行う第１の期間が前記決定工程において決定されており、かつ前記通信装置が前記第１の他の通信装置と異なる第２の他の通信装置と前記第２の通信工程において通信する第２の期間を決定する場合に、前記決定工程において前記第１の期間と、前記第２の期間との少なくとも一部が重複するように前記第２の期間を決定することを特徴とする制御方法。
11. コンピュータを、請求項１から９の何れか１項に記載の通信装置として機能させるためのプログラム。

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