JP5037553B2 - 無線ネットワーク装置の電力管理方法及び電力管理装置 - Google Patents

Description

本発明は電力管理方法及び電力管理装置に関し、特に無線ネットワーク装置に適用される電力管理方法及び電力管理装置に関する。

近年、パソコンとネットワーク装置の普及と価格の適正化によりＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）の敷設は大いに進んでおり、大幅な成長が期待されている。ネットワークは様々な場所にある様々なユーザーの端末をつなげ、デジタルデータを高速かつ効率よく伝送し、複数のユーザーの間で各種の情報、データ、知識を共有することを可能にする。とりわけ無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）の発展は、ネットワークをケーブルの制約から解放し、ポータブルで移動可能な端末を実現した。それによって、ネットワークリソースは時間と場所を問わずアクセスできるようになった。

電力消費はモバイル装置にとって重要な課題である。モバイル型ワークステーションで電力消費を左右する要素は、無線周波数（ＲＦ）回路とベースバンド回路を含む無線ネットワーク装置（例えば無線ネットワークカード）である。しかし、市販のモバイル装置は手動で省電力操作をしなければならず、ユーザーにとって不便かつ非効率的である。

前述に鑑みて、本発明の目的のひとつは、無線ネットワーク装置の電力消費をダイナミックに調整できる、無線ネットワーク装置に適用される電力管理方法及び電力管理装置を提供し、先行技術の問題を解決することである。

本発明のほかの目的として、無線ネットワーク装置がパワーオンにされたが未接続状態で動作した場合に、その電力消費をファームウェアで自動的に調整する、無線ネットワーク装置に適用される電力管理方法及び電力管理装置を提供することである。

本発明のほかの目的として、無線ネットワーク装置が接続状態で動作した場合に、ビーコンの情報を利用して無線ネットワーク装置の電力消費をダイナミックに調整する、無線ネットワーク装置に適用される電力管理方法及び電力管理装置を提供することである。

本発明では無線ネットワーク装置に適用される電力管理方法を開示している。無線ネットワーク装置は未接続状態または接続状態で動作する。電力管理方法は、無線ネットワーク装置を電源オンにした後に、検出ユニットによって、無線ネットワーク装置が未接続状態で動作するかを周期的に検知することで、第１の省電力モードに入るかどうかを決定し、無線ネットワーク装置が未接続状態で動作することが検出される場合、第１の省電力モードに入るように無線ネットワーク装置を制御する段階と、無線ネットワーク装置が接続状態で動作する場合、無線ネットワーク装置で受信したビーコンの情報により、無線ネットワーク装置が第２の省電力モードに入るかどうかを決定する段階とを含む。

本発明では、無線ネットワーク装置の電力モードを制御する電力管理装置を開示している。無線ネットワーク装置は未接続状態または接続状態で動作する。電力管理装置は、無線ネットワーク装置の動作状態を検知して検出結果を生成する検知ユニットと、検知ユニットに結合され、検知ユニットの検出結果により、無線ネットワーク装置の電力モードを制御する電力モード制御ユニットとを含む。検知ユニットの検出結果により無線ネットワーク装置が未接続状態で動作すると示された場合、電力モード制御ユニットは第１の省電力モードに入るように無線ネットワーク装置を制御する。検知ユニットの検出結果により無線ネットワーク装置が接続状態で動作すると示された場合、電力モード制御ユニットは無線ネットワーク装置で受信したビーコンの情報により、第２の省電力モードに入るように無線ネットワーク装置を制御する。

本発明による無線ネットワーク装置に適用される電力管理方法の第一実施例の流れ図である。 図１に示すＩＰＳモードに入る段階とＩＰＳモードから離れる段階に含まれる詳細な段階を示す流れ図である。 図１に示すＩＰＳモードの進入・離脱時点を示す説明図である。 本発明による無線ネットワーク装置に適用される電力管理方法の第二実施例の流れ図である。 図４に示すＬＰＳモードの進入・離脱時点を示す説明図である。 本発明による無線ネットワーク装置に適用される電力管理装置の実施例を示す説明図である。

以下で記載される実施例で取り上げられる無線ネットワーク装置は無線ネットワークカード、無線基地局などの無線通信製品に適用されるが、それに限らず無線ネットワークインターフェイスを備えて無線ネットワークに接続できる電子装置にも適用できる。無線ネットワーク装置は、無線ＬＡＮの中で無線ＬＡＮ基地局（ＷＬＡＮ ＡＰ）もしくはワークステーションと接続し、データ及びメッセージの伝送のための無線信号の送受信を行う。

図１を参照する。図１は本発明による無線ネットワーク装置に適用される電力管理方法の第一実施例の流れ図である。第一実施例は以下の段階を含むが、これに限らない。実質的に同じ結果が得られれば、図１に示す順番どおりに以下の各段階を実行する必要はない。

段階１０２：無線ネットワーク装置を電源オンにする。

段階１０４：無線ネットワーク装置が未接続状態にある。

段階１０６：無線ネットワーク装置の動作状態を検知して検出結果を生成する。検出結果により動作状態がスキャン状態であると示された場合、段階１１０に進む。検出結果により動作状態が接続状態であると示された場合、段階１２０に進む。さもなければ段階１３０に進む。

段階１１０：スキャンプロセスを実行する。段階１０４に戻る。

段階１２０：マッチしたＳＳＩＤ（サービスセット識別子）が見つかったかどうかを判断する。マッチしたＳＳＩＤが見つかった場合、段階１２２に進む。そうでなかった場合、段階１０４に戻る。

段階１２２：接続プロセスを実行する。

段階１２４：接続状態に入る。

段階１３０：省電力モード進入プロセスを実行する。

段階１３２：ＩＰＳ（インアクティブ省電力）モードに入るように無線ネットワーク装置の電力消費モードを自動的に制御する。

段階１３４：無線ネットワーク装置の動作状態を検知して検出結果を生成する。検出結果により動作状態がスキャン状態または接続状態であると示された場合、段階１３６に進む。さもなければ段階１３２に戻る。

段階１３６：省電力モード離脱プロセスを実行する。

段階１３８：ＩＰＳモードから離れるように無線ネットワーク装置を自動的に制御する。検出結果により動作状態がスキャン状態であると示された場合、段階１１０に戻る。検出結果により動作状態が接続状態であると示された場合、段階１２０に戻る。

無線ネットワーク装置を電源オンにした後、無線ネットワーク装置が未接続状態（アイドリングモード）にある（段階１０２〜１０４）。このとき、検出ユニットは、無線ネットワーク装置の動作状態を検知ユニットで周期的に検知し、検出結果を生成する（段階１０６）。次に３つの状況に分けて説明する。第一の状況で、検出結果により動作状態がスキャン状態であると示された場合、スキャンプロセスを実行する（段階１１０）。第二の状況で、検出結果により動作状態が接続状態であると示された場合、接続プロセスを実行して接続状態に入る（段階１２０〜１２４）。第三の状況で、動作状態が未接続状態であった場合、電力モード制御ユニットによって無線ネットワーク装置の電力消費モードを自動的／能動的に制御し、ＩＰＳモードに入る（段階１３０〜１３２）。電力モード制御ユニットは、ソフトウェア、ファームウェア（例えば、基本入出力システム（ＢＩＯＳ））またはハードウェアで実施され得る。更に、ＩＰＳモードに入った後、スキャンまたは接続を実行せよという指令が受信されるならば、ＩＰＳモードから離れるように無線ネットワーク装置を自動的に制御する（段階１３４〜１３８）。

注意すべきは、前記未接続状態とは無線ネットワーク装置がスキャンまたは接続を実行しない状態、つまりアイドリング状態を指し、前記接続状態とは段階１２０〜１２４で取り上げられる接続プロセスと接続状態を含む。なお、前記動作状態とは無線ネットワーク装置の現在動作状態のみ指すのでなく、次の時点の動作状態をも指す。例えば、無線ネットワーク装置で基地局またはワークステーションと接続せよという指令を受信した場合に検出された動作状態は、接続状態である。

上記実施例は本発明の応用例を説明するに過ぎず、本発明を限定するものとして捉えるべきではない。当業者に理解できるように、本発明の趣旨に反しない限り、図１の各段階の間に他の段階を挿入したり、複数の段階を組み合わせたりすることが可能である。例えば、段階１３２と段階１３８はその他詳細な段階を含むことができる。図２（図２Ａと図２Ｂ）を参照する。図２は図１に示すＩＰＳモードに入る段階（段階１３２）とＩＰＳモードから離れる段階（段階１３８）に含まれる詳細な段階を示す流れ図である。

図２Ａに示すように、図１に示す段階１３２は更に以下の段階を含む。

段階２１０：無線ネットワーク装置のベースバンド回路とＲＦ（無線周波数）回路のうち少なくとも１つをオフにする。

段階２１２：パイプラインをオフにするようＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）装置のホストコントローラに通知し、ポーリングメカニズムを止めさせる。

図２Ｂに示すように、図１に示す段階１３８は更に以下の段階を含む。

段階２２０：無線ネットワーク装置のベースバンド回路とＲＦ回路のうち少なくとも１つを再起動する。

段階２２２：パイプラインをオンにするようＵＳＢ装置のホストコントローラに通知し、ポーリングメカニズムを再起動する。

上記段階２１０〜２１２及び段階２２０〜２２２は本発明の応用例を説明するに過ぎず、本発明を限定するものとして捉えるべきではない。当業者に理解できるように、本発明の趣旨に反しない限り、本発明と同一の目標に目指し、本発明の趣旨に合致した他方法で、ＩＰＳモードに入る段階（段階１３２）とＩＰＳモードから離れる段階（段階１３８）とを実施することも可能である。注意すべきは、無線ネットワークがＩＰＳモードに入った後、電力消費を削減するためにベースバンド回路やＲＦ回路など電力消費が大きい要素をオフにしなければならない。なお、ＵＳＢ装置に配置される無線ネットワーク装置の場合、ＵＳＢ装置のポーリングメカニズムにも電力消費がかかるので、本発明では、無線ネットワーク装置がＩＰＳモードに入った後、パイプライン（例えばＢｕｌｋＩｎ Ｐｉｐｅ）をオフにするようホストコントローラに通知し、ポーリングメカニズムを止めさせる。それにより、省電力効果を更に向上させることができる。

図３を参照する。図３は図１に示すＩＰＳモードの進入・離脱時点を示す説明図である。本実施例では、ＩＰＳモードに入る時点について、無線ネットワークを電源オンにした後、システム（例えばＢＩＯＳ（基本入出力システム））は無線ネットワーク装置が未接続状態で動作するかを周期的に検知し、ＩＰＳモードに入るべきかどうかを確認する。本実施例では２秒に１回という周期で検知を行うことを例に挙げるが、これを本発明を限定するものとして捉えるべきではない。無線ネットワーク装置が未接続状態で、接続またはスキャンを実行せよという指令を受けていない場合では、システムはＩＰＳモードに入るように無線ネットワーク装置の電力消費モードを自動的に制御する。確認の時点がスキャンプロセス、接続プロセスを実行する間にあった場合、システムはＩＰＳモード進入プロセスを始めない。なお、無線ネットワーク装置が基地局またはワークステーションと接続を確立した後（接続状態）、システムはＩＰＳモードに入ったかを２秒ごとに確認することはしない。ＩＰＳモードから離れる時点について、無線ネットワーク装置がＩＰＳモードで、検出結果により動作状態が接続状態またはスキャン状態であると示された場合、システムはＩＰＳモードから離れるように無線ネットワーク装置を自動的に制御する。

上記実施例は本発明の応用例を説明するに過ぎず、本発明を限定するものとして捉えるべきではない。当業者に理解できるように、本発明の趣旨に反しない限り、ＩＰＳモードの進入・離脱時点に対する様々な変更が可能である。

もっとも、上記ＩＰＳモードは本発明の一実施例に過ぎず、他実施例として、省電力効果を向上させるために、無線ネットワーク装置内に更に多くの省電力メカニズムを実装することができる。図４を参照する。図４は本発明による無線ネットワーク装置に適用される電力管理方法の第二実施例の流れ図である。第二実施例は以下の段階を含む（もっともそれに限らない）。

段階４０２：無線ネットワーク装置が接続状態にある。

段階４０４：無線ネットワーク装置の動作状態を検知して検出結果を生成する。無線ネットワーク装置が接続状態で、検出結果によりその動作状態がデータ非伝送状態であると示された場合、段階４１０に進む。さもなければ段階４２０に進む。

段階４１０：省電力モード進入プロセスを実行する。

段階４１２：ＬＰＳ（リンクレジャー（liked leisure）省電力）モードに入るように無線ネットワーク装置を自動的に制御する。段階４０４に戻る。

段階４２０：省電力モード離脱プロセスを実行する。

段階４２２：ＬＰＳモードから離れるように無線ネットワーク装置を自動的に制御する。段階４０４に戻る。

図５を参照する。図５は図４に示すＬＰＳモードの進入・離脱時点を示す説明図である。本実施例では、無線ネットワーク装置が基地局またはワークステーションと接続を確立した後に、ビーコンの中の情報要素に基づいてＬＰＳモードの進入・離脱時点を決める。ビーコンの情報要素とはトラフィック情報メッセージ（ＴＩＭ）を含む。ＴＩＭはＴＩＭ要素とＤＴＩＭ（デリバリートラフィック情報メッセージ）要素に分けられ、そのうちＤＴＩＭ要素にのみデータメッセージが含まれる。したがって、ＴＩＭの情報フィールドに含まれるＤＴＩＭの数量またはＤＴＩＭ周期でＬＰＳモードの進入・離脱時点を決めることができる。例えば、無線ネットワーク装置はデータ送受信などの動作が終了した後にビーコンを受信する。この場合、送信すべきデータが無いため、システムはＬＰＳモードに入るように無線ネットワーク装置の電力消費モードを自動的に制御する。ビーコン内のＤＴＩＭ個数またはＤＴＩＭ周期に基づき、無線ネットワーク装置が「目覚め」て（ＬＰＳモードから離れることをいう）ブロードキャスト及びマルチキャストパケットを受信する時間を決めることができる。なお、無線ネットワーク装置を受信端（Ｒｘ）または送信端（Ｔｘ）として利用した場合、送受信すべきデータがあるので、システムはＬＰＳモードから離れるように無線ネットワーク装置を自動的に制御する。

注意すべきは、上記各段階は必ずしも上記実施例に示す順番どおりに実行する必要がない。本発明の趣旨に反しない限りでは、当業者によりその順序を変えることができる。

図６を参照する。図６は本発明による無線ネットワーク装置６１０に適用される電力管理装置６５０の実施例を示す説明図である。本実施例では、無線ネットワーク装置６１０及び電力管理装置６５０はモバイル装置６００（例えばノートパソコン）の中に配置されているが、それに限らず他の電子装置、例えばデスクトップ型パソコンに配置することも可能である。図６に示すように、無線ネットワーク装置６１０はベースバンド回路６２０とＲＦ回路６３０を含み、電力管理装置６５０は検知ユニット６６０と電力モード制御ユニット６７０を含む。検知ユニット６６０は無線ネットワーク装置６１０の動作状態Ｓ１を検知して検出結果ＤＲ１を生成する。電力モード制御ユニット６７０は検知ユニット６６０に結合され、検知ユニット６６０の検出結果ＤＲ１に従って省電力モード（例えば前記ＩＰＳモードまたはＬＰＳモード）に進入・離脱するように無線ネットワーク装置６１０を自動的に制御する。省電力モードに入った無線ネットワーク装置６１０の電力消費は省電力モードから離れた無線ネットワーク装置６１０の電力消費より小さい。なお、電力モード制御ユニット６７０は、無線ネットワーク装置６１０がＩＰＳモードまたはＬＰＳモードに入ったときに、無線ネットワーク装置６１０のベースバンド回路６２０及び／またはＲＦ回路６３０の電力信号とクロック信号をオフにし、無線ネットワーク装置６１０がＩＰＳモードまたはＬＰＳモードから離れたときに、無線ネットワーク装置６１０のベースバンド回路６２０及び／またはＲＦ回路６３０の電力信号とクロック信号を再起動する。無線ネットワーク装置６１０をＵＳＢ装置に配置する場合、電力モード制御ユニット６７０は更に、無線ネットワーク装置６１０がＩＰＳモードまたはＬＰＳモードに入ったときに、パイプラインをオフにしようとＵＳＢ装置のホストコントローラ６９０に通知し、ポーリングメカニズムを止めさせ、無線ネットワーク装置６１０がＩＰＳモードまたはＬＰＳモードから離れたときに、パイプラインをオンにしようとＵＳＢ装置のホストコントローラ６９０に通知し、ポーリングメカニズムを再起動させる。

本実施例では、電力管理装置６５０とホストコントローラ６９０はハードウェアで実施するほか、ファームウェア（例えばＢＩＯＳ）で実施することもできる。なお、電力モード制御ユニット６７０は、無線ネットワーク装置６１０がＩＰＳモードまたはＬＰＳモードに入ったときに、ベースバンド回路６２０の中の低雑音増幅器（ＬＮＡ）、電力増幅器（ＰＡ）、ミキサー、可変利得増幅器（ＶＧＡ）、及びフィルタの一部または全部の電力信号もしくはクロック信号をオフにするか、またはベースバンド回路６２０の中の変調回路の電力信号もしくはクロック信号をオフにする。

注意すべきは、無線ネットワーク装置６１０は例えば無線ネットワークカードであるが、それに限らず他種の無線ネットワーク装置も可能である。また、図６に示す無線ネットワーク装置６１０と電力管理装置６５０の内部素子の詳細及び動作について、上記各実施例を参照すれば理解できるので、ここで説明を省略する。

上記実施例は本発明の技術的特徴を説明するに過ぎず、本発明の範囲を限定するものとして捉えるべきではない。前述のように、本発明は無線ネットワーク装置に適用される電力管理方法及び電力管理装置を提供し、無線ネットワーク装置の動作状態を検知することで、無線ネットワークが省電力モード（前記ＩＰＳまたはＬＰＳモード）に入ったり離れたりするように自動的に制御する。したがって、無線ネットワーク装置は接続またはスキャンを実行しないときに、ＩＰＳモードに入って無線ネットワーク装置のベースバンド回路とＲＦ回路をオフにし、電力消費を節減する。接続状態にあるがデータ伝送を実行しないときは、ＬＰＳモードに入って電力消費を節減する。無線ネットワーク装置をＵＳＢ装置に設置した場合は、省電力モードに入った後にポーリングメカニズムを止めようとホストコントローラに通知し、電力消費を更に多く節減する。省電力のために動作状態を継続的に検知することは、使用者にとって便利で効率がよい。

以上は本発明に好ましい実施例であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、本発明の精神の下においてなされ、本発明に対して均等の効果を有するものは、いずれも本発明の特許請求の範囲に属するものとする。

６００ モバイル装置
６１０ 無線ネットワーク装置
６２０ ベースバンド回路
６３０ ＲＦ回路
６５０ 電力管理装置
６６０ 検知ユニット
６７０ 電力モード検知ユニット
６９０ ホストコントローラ

Claims (13)

1. 未接続状態、スキャン状態または接続状態で動作する無線ネットワーク装置に適用される電力管理方法であって、前記無線ネットワーク装置が前記未接続状態で動作していると検出された場合には、第１の省電力モードに入るように前記無線ネットワーク装置を制御する段階と、前記第１の省電力モードに入った後、 スキャンを実行せよという指令が受信されるならば、前記第１の省電力モードから離れて前記スキャン状態に入る段階と、前記無線ネットワーク装置が前記接続状態で動作している場合には、前記無線ネットワーク装置で受信したビーコンの情報により、前記無線ネットワーク装置が第２の省電力モードに入るかどうかを決定する段階とを含む電力管理方法において、
   前記無線ネットワーク装置が電源オンされた後、検出ユニットによって、前記無線ネットワーク装置がスキャンまたは接続を実行しない前記未接続状態で動作しているかどうかを周期的に検出することで、前記第１の省電力モードに入るかどうかを決定し、
   前記無線ネットワーク装置が前記接続状態で動作している場合には、前記第１の省電力モードに入ったかを周期的に確認することはしないことを特徴とする電力管理方法。
2. 前記第１の省電力モードに入るように前記無線ネットワーク装置を制御する段階は更に、前記無線ネットワーク装置のベースバンド回路またはＲＦ（無線周波数）回路をオフにする段階を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の電力管理方法。
3. 前記無線ネットワーク装置はＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）装置に設置される、ことを特徴とする請求項１に記載の電力管理方法。
4. ポーリングメカニズムを止めるようホストコントローラに通知する、ことを特徴とする請求項３に記載の電力管理方法。
5. 前記情報はＤＴＩＭ（デリバリートラフィック情報メッセージ）、ＤＴＩＭの個数、又はＤＴＩＭの周期である、ことを特徴とする請求項１に記載の電力管理方法。
6. 前記第１の省電力モードはＩＰＳ（インアクティブ省電力）モードであり、前記第２の省電力モードはＬＰＳ（リンクレジャー省電力）モードである、ことを特徴とする請求項１に記載の電力管理方法。
7. 前記検出ユニットはファームウェアで実施される、ことを特徴とする請求項１に記載の電力管理方法。
8. 未接続状態、スキャン状態または接続状態で動作する無線ネットワーク装置の電力モードを制御する電力管理装置であって、
   前記無線ネットワーク装置の動作状態を検知して検出結果を生成する検知ユニットと、
   前記検知ユニットに結合され、前記検知ユニットの検出結果により、前記無線ネットワーク装置の電力モードを制御する電力モード制御ユニットとを含み、
   前記検知ユニットの検出結果により前記無線ネットワーク装置が前記未接続状態で動作すると示された場合、前記電力モード制御ユニットは前記第１の省電力モードに入るように前記無線ネットワーク装置を制御し、
   前記第１の省電力モードに入った後、 スキャンを実行せよという指令が受信されるならば、前記第１の省電力モードから離れて前記スキャン状態に入るように前記無線ネットワーク装置を制御し、
   前記検知ユニットの検出結果により前記無線ネットワーク装置が前記接続状態で動作すると示された場合、前記電力モード制御ユニットは前記無線ネットワーク装置で受信したビーコンの情報により、第２の省電力モードに入るように前記無線ネットワーク装置を制御する、電力管理装置において、
   前記無線ネットワーク装置が電源オンされた後、前記検出ユニットは、前記無線ネットワーク装置がスキャンまたは接続を実行しない前記未接続状態で動作しているかどうかを周期的に検出することで、前記第１の省電力モードに入るかどうかを決定し、
   前記無線ネットワーク装置が前記接続状態で動作している場合には、前記第１の省電力モードに入ったかを周期的に確認することはしないことを特徴とする電力管理装置。
9. 前記無線ネットワーク装置が前記第１の省電力モードに入ったとき、前記電力モード制御ユニットは前記無線ネットワーク装置のベースバンド回路またはＲＦ回路をオフにする、ことを特徴とする請求項８記載の電力管理装置
10. 前記無線ネットワーク装置はＵＳＢ装置に配置される、ことを特徴とする請求項８に記載の電力管理装置。
11. 前記無線ネットワーク装置が前記第１の省電力モードに入ったとき、前記電力モード制御ユニットはポーリングメカニズムを止めるようホストコントローラに通知する、ことを特徴とする請求項１０に記載の電力管理装置。
12. 前記情報はＤＴＩＭ、ＤＴＩＭの個数、又はＤＴＩＭの周期である、ことを特徴とする請求項８に記載の電力管理装置。
13. 前記第１の省電力モードはＩＰＳモードであり、前記第２の省電力モードはＬＰＳモードである、ことを特徴とする請求項８に記載の電力管理装置。

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