JP5174624B2 - 無線通信システム、無線通信端末および無線基地局 - Google Patents

Description

本発明は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の無線通信において有用な、無線通信システムおよび無線通信端末および無線基地局に関する。

近年、ＩＥＥＥ８０２．１１等の無線ネットワークは、有線ネットワークにおける配線の煩わしさを取り除き、柔軟に端末のレイアウトを変更することができる等の利点から企業や家庭内に普及している。

ＩＥＥＥ８０２．１１では、主に、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｉｔｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式により無線メディアへのアクセス制御が行われる。ＣＳＭＡ／ＣＡ方式では、キャリア検出に基づいて多重アクセスを行う接続方式で、無線通信端末は、他の端末の通信フレーム送信が行われていないことを確認してから、自端末の通信フレーム送信を開始することで、通信フレームの衝突を回避する。無線通信端末は、無線メディアの状態を監視し、規定された一定時間以上、送信信号が存在しない場合に、通信フレームの送信を行う。

また、ＩＥＥＥ８０２．１１の無線基地局は、ネットワークの情報を含むビーコンを定期的にブロードキャストする。ビーコンにはビーコンの送信周期を示すパラメータが含まれるため、無線通信端末は、ネットワークに接続する際にビーコンを受信することで、ビーコン周期を知ることができる。

ＩＥＥＥ８０２．１１では、無線通信端末として常時通信フレームを受信可能なアクティブモードで動作する無線通信端末と、間欠的に通信フレームを受信可能な状態と受信不可能な状態とを繰り返す省電力モードで動作する無線通信端末とが規定されている。ビーコンには省電力モードの無線通信端末宛の通信フレームをバッファしていることを示す情報である、ＴＩＭ（Ｔｒａｆｆｉｃ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ Ｍａｐ）フィールドが含まれており、省電力モードで動作する無線通信端末は、ビーコンを受信してＴＩＭフィールドを解析することで、自端末宛の通信フレームが無線基地局にバッファされているかどうかを知ることができる。省電力モードで動作する無線通信端末の状態として、Ｄｏｚｅ状態と、Ａｗａｋｅ状態とがあり、Ｄｏｚｅ状態では通信フレームの送受信はできないが、低い消費電力で動作し、Ａｗａｋｅ状態では、通信フレームの送受信はできるが、Ｄｏｚｅ状態より多くの電力を消費する。省電力モードで動作する無線通信端末は、定期的にＤｏｚｅ状態とＡｗａｋｅ状態とを繰り返し、例えばビーコン周期の数回に１回の割合でＡｗａｋｅ状態となってビーコンを受信し、自端末宛の通信フレームが存在するかどうかを確認し、自端末宛の通信フレームが存在する場合には、引き続きＡｗａｋｅ状態のまま受信処理を行い、その後Ｄｏｚｅ状態に遷移する。自端末宛の通信フレームが存在しない場合には、ビーコン受信後はすぐにＤｏｚｅ状態に遷移し、できるだけ電力消費量ができるだけ少ないＤｏｚｅ状態を維持することで、消費電力を抑える。

特許文献１では、省電力モードで動作する無線通信端末とアクティブモードで動作する無線通信端末が存在し、無線基地局に省電力モードの無線通信端末宛の通信フレームがバッファされていた場合、省電力モードの無線通信端末がＡｗａｋｅ状態の期間に、アクティブモードの無線通信端末への送信に優先して、省電力モードの無線通信端末宛の通信フレームを送信することで、省電力モードで動作する無線通信端末の消費電力が抑えられるシステムを提案している。

特開平９−１６２７９８号公報（第１１頁、第１図）

ＣＳＭＡ／ＣＡ方式で無線メディアへのアクセスを行う無線システムでは、規定された一定時間以上、無線メディア上に送信信号がない場合に通信フレームの送信が可能であり、通信フレームを送信しようとした際に他の無線通信端末が通信フレームの送信を行っていた場合には、その送信が完了するまで待つ必要がある。

さらに、ＩＥＥＥ８０２．１１におけるビーコンを考えた場合、省電力モードで動作する無線通信端末は、自端末宛の通信フレームが無線基地局にバッファされているかどうかを確認するために、例えばビーコン周期の数回に１回の割合でビーコンを受信しようとし、ビーコン受信動作を行うためにＡｗａｋｅ状態に遷移する。ビーコンを受信してビーコンのＴＩＭフィールドを解析し、自端末宛の通信フレームが無線基地局にバッファされていることが確認できた場合には、バッファされている通信フレームを送信してもらうために、無線基地局に送信要求のためのＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを送信して、Ａｗａｋｅ状態であることを通知する。無線基地局はＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを受信して、無線通信端末がＡｗａｋｅ状態であることを確認すると、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを送信した無線通信端末に対してバッファしていた通信フレームを送信する。無線通信端末は通信フレームを受信し、その通信フレームのＭｏｒｅ ＤａｔａフィールドやＭｏｒｅ Ｆｒａｇｍｅｎｔｓフィールドを確認して無線基地局にさらに自端末宛の通信フレームがないことを確認するか、後続のビーコンのＴＩＭフィールドにより自端末宛の通信フレームがないことを確認するまでＡｗａｋｅの状態を維持する。

つまり、省電力モードで動作する無線通信端末がビーコンのＴＩＭフィールドにより自端末宛の通信フレームがバッファされていると確認し、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを送信しようとした際に同じタイミングで他の無線通信端末が通信フレーム送信を行っていると、送信要求フレームの送信開始が遅れ、その間はＡｗａｋｅ状態を保つ必要があるため、その遅れた時間分だけＡｗａｋｅ状態を維持する時間が長くなり、結果として消費電力が増大してしまうという問題点があった。

特許文献１の発明においては、省電力モードの無線通信端末がＡｗａｋｅ状態となる期間に無線基地局に省電力モードの無線通信端末宛の通信フレームがバッファされていた場合に、アクティブモードの無線通信端末への送信に優先して、省電力モードの無線通信端末宛のフレームを送信するものであり、省電力モードの無線通信端末から無線基地局に対して送信要求フレームを送信する際に、同じタイミングで他の無線通信端末からの通信フレーム送信がされ、それを抑制するよう制御するものではない。

そこで、本発明は以上のことを鑑み、ビーコンのＴＩＭフィールドにより省電力モードの無線通信端末宛の通信フレームが無線基地局にバッファされていることを確認した際に、アクティブモードの無線通信端末や優先度の低い無線通信端末が一定時間通信シーケンスを開始しないよう制御したり、無線基地局においては優先度の最も高い無線通信端末宛の通信フレームのみバッファしていると示すようにビーコンのＴＩＭフィールドに設定したりすることにより、省電力モードで動作する無線通信端末のＰＳ−Ｐｏｌｌフレームのタイミングをできるだけ遅延しないよう制御を行うようにした、無線基地局、無線通信端末および無線通信システムを提供することを目的とする。

この発明の第１の態様にかかる無線通信システムは、一定時間ごとにビーコンを送信する無線基地局と、前記無線基地局と常時無線通信可能なモードで動作する第１の無線通信端末と、前記無線基地局と間欠的に無線通信可能なモードで動作する第２の無線通信端末とを備えるものである。前記ビーコンは、前記第２の無線通信端末宛の通信フレームをバッファしていることを示すＴＩＭ（Ｔｒａｆｆｉｃ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ Ｍａｐ）フィールドを含む。前記無線基地局が、前記第１の無線通信端末および前記第２の無線通信端末に対し、前記ビーコンを送信する第１工程と、前記第２の無線通信端末が、前記ＴＩＭフィールドを解析し自端末宛の通信フレームが前記無線基地局にバッファされている場合には、前記無線基地局に対し送信要求をする第２工程とを備え、前記第２工程において、前記第１の無線通信端末は、前記ＴＩＭフィールドを解析し前記第２の無線通信端末宛の通信フレームが前記無線基地局にバッファされている場合には一定時間前記無線基地局との通信シーケンスを開始しない機能を有する。

また、この発明の第２の態様にかかる無線通信システムは、一定時間ごとにビーコンを送信する無線基地局と、前記無線基地局と間欠的に無線通信可能なモードで動作する複数の無線通信端末とを備えるものである。前記ビーコンは、前記複数の無線通信端末宛の通信フレームをバッファしていることを示すＴＩＭフィールドを含む。前記無線基地局が、前記複数の無線通信端末に対し、前記ビーコンを送信する第１工程と、前記複数の無線通信端末が、前記ＴＩＭフィールドを解析し自端末宛の通信フレームが前記無線基地局にバッファされている場合には、前記無線基地局に対し送信要求をする第２工程とを備え、前記第２工程において、前記無線通信端末は、予め定めた優先度が自端末より高い他端末への通信フレームが前記無線基地局にバッファされている場合には、一定時間前記無線基地局との通信シーケンスを開始しない機能を有する。

また、この発明の第３の態様にかかる無線通信システムは、一定時間ごとにビーコンを送信する無線基地局と、前記無線基地局と間欠的に無線通信可能なモードで動作する複数の無線通信端末とを備えるものである。前記ビーコンは、前記複数の無線通信端末宛の通信フレームをバッファしていることを示すＴＩＭフィールドを含む。前記無線基地局が、異なる無線通信端末への通信フレームをバッファした場合、予め定めた優先度が最も高い無線通信端末への通信フレームのみをバッファしていることを示す前記ビーコンのＴＩＭフィールドを設定し、前記複数の無線通信端末に対し送信する第１工程と、前記複数の無線通信端末が、前記ＴＩＭフィールドを解析し自端末宛の通信フレームが前記無線基地局にバッファされている場合には、前記無線基地局に対し送信要求をする第２工程とを備える。

この発明の第１の態様によれば、無線通信システムは、一定時間ごとにビーコンを送信する無線基地局と、前記無線基地局と常時無線通信可能なモードで動作する第１の無線通信端末と、前記無線基地局と間欠的に無線通信可能なモードで動作する第２の無線通信端末とを備える。第１工程として無線基地局が送信したビーコンを受信し、第２工程としてビーコンのＴＩＭフィールドを解析し、無線基地局と間欠的に無線通信可能なモードで動作する第２の無線通信端末宛の通信フレームがバッファされている場合に送信要求する。このとき、無線基地局と間欠的に無線通信可能なモードで動作する第２の無線通信端末宛の通信フレームが無線基地局にバッファされていることを確認した場合は、無線基地局と常時無線通信可能な第１の無線通信端末が一定時間通信シーケンスを開始しないよう制御することで、無線基地局と間欠的に無線通信可能なモードで動作する第２の無線通信端末の送信要求のタイミングをできるだけ遅延しないようにすることができる。

さらに、無線基地局と間欠的に無線通信可能なモードで動作する第２の無線通信端末の送信要求のタイミングをできるだけ遅延しないよう、早く送信することで、無線基地局と間欠的に無線通信可能なモードで動作する第２の無線通信端末が無線基地局にバッファされた通信フレームを受信するために通信可能状態になる時間を短くし、消費電力を削減することができるため、その端末の使用時間を延ばすことができる。

また、本発明の第２の態様によれば、無線通信システムは、一定時間ごとにビーコンを送信する無線基地局と、前記無線基地局と間欠的に無線通信可能なモードで動作する複数の無線通信端末とを備える。第１工程として送信したビーコンを受信し、第２工程として自端末宛の通信フレームがバッファされている場合に送信要求する。このとき、ビーコンのＴＩＭフィールドにより無線基地局と間欠的に無線通信可能なモードで動作する異なる無線通信端末宛の通信フレームが無線基地局にバッファされていることを確認した場合は、無線基地局が予め定めた優先度に従い、優先度の低い無線通信端末が一定時間通信シーケンスを開始しないよう制御することで、間欠的に無線通信可能なモードで動作する異なる無線通信端末が同タイミングで送信要求をすることを防ぐことができるとともに、優先度の高い無線通信端末の送信要求のタイミングをできるだけ遅延しないようにすることができる。

さらに、無線基地局と間欠的に無線通信可能なモードで動作する優先度の高い無線通信端末の送信要求をできるだけ遅延しないよう、早く送信することで、無線基地局にバッファされた通信フレームを受信するために通信可能状態になる時間を短くすることができ、消費電力を削減することができ、その端末の使用時間を延ばすことができる。

また、本発明の第３の態様によれば、無線通信システムは、一定時間ごとにビーコンを送信する無線基地局と、前記無線基地局と間欠的に無線通信可能なモードで動作する複数の無線通信端末とを備える。無線基地局に間欠的に無線通信可能なモードで動作する異なる無線通信端末宛の通信フレームがバッファされている場合に、無線基地局が予め定めた無線通信端末の優先度に従い、優先度の高い無線通信端末宛の通信フレームのみがバッファされているようビーコンのＴＩＭフィールドに設定するよう制御する第１工程と、複数の無線通信端末が自端末宛の通信フレームがバッファされている場合に送信要求をする第２工程とによって、無線基地局と間欠的に無線通信可能なモードで動作する異なる無線通信端末が同タイミングで送信要求することを防ぐことができるとともに、優先度の高い無線通信端末の送信要求のタイミングをできるだけ遅延しないようにすることができる。

さらに、間欠的に無線通信可能なモードで動作する優先度の高い無線通信端末の送信要求をできるだけ遅延しないよう、早く送信することで、無線基地局にバッファされた通信フレームを受信するために通信可能状態になる時間を短くすることができ、消費電力を削減することができ、その端末の使用時間を延ばすことができる。

＜Ａ．実施の形態１＞
＜Ａ−１．構成＞
本発明は、ＩＥＥＥ８０２．１１のインフラストラクチャモードで構成される無線通信システムを想定している。この種のシステムでは、無線基地局（ＡＰ、アクセスポイント）が所定の間隔でビーコンを送信し、無線ネットワーク内の無線通信端末の制御を行う。

上述の無線通信システムの中で、本発明の実施の形態１における無線通信端末の構成例を図８に示す。無線通信端末８１０は、通信部８０１、制御部８０２、フレーム処理部８０３を備える。

通信部８０１は、他の無線通信端末からのフレーム信号の受信や自端末内で生成した通信フレームの送信を行う。制御部８０２は、通信部８０１、フレーム処理部８０３と接続され、通信プロトコルに基づく通信手順の制御や通信フレーム送受信処理の制御、電力制御などを行う。また、フレーム処理部８０３は、通信部８０１、制御部８０２と接続され、受信した通信フレームの解析や送信する通信フレームの生成処理などを行う。

また、無線通信システムの中で、本発明の実施の形態１における無線基地局の構成例を図９に示す。無線基地局９１０は、通信部９０１、制御部９０２、フレーム処理部９０３、フレーム記憶部９０４を備えるものである。

通信部９０１は、他の端末からのフレーム信号の受信や、自端末内で生成した通信フレームの送信を行う。制御部９０２は、通信部９０１、フレーム処理部９０３、フレーム記憶部９０４それぞれと接続され、通信プロトコルに基づく通信手順の制御や通信フレーム送受信処理の制御などを行う。フレーム処理部９０３は、通信部９０１、制御部９０２、フレーム記憶部９０４それぞれと接続され、受信した通信フレームの解析やビーコン等のネットワーク内の管理・制御用のフレーム、その他の通信フレームの生成処理、また、省電力モードの無線通信端末宛のフレームを受信した際にはフレーム記憶部９０４にそのフレームを伝送するなどの処理を行う。フレーム記憶部９０４は、制御部９０２、フレーム処理部９０３と接続され、省電力モードの無線通信端末宛のフレームをバッファし、無線通信端末にフレームを送信し終えるか、ある一定時間以上経過すると、バッファしていたフレームを消去するなどの処理を行う。

＜Ａ−２．動作＞
ＩＥＥＥ８０２．１１では、無線通信端末のモードとしてアクティブモードと省電力モードとが規定されており、第１の無線通信端末としてのアクティブモードの無線通信端末は、常に通信フレームの送受信が可能な状態にあり、第２の無線通信端末としての省電力モードの無線通信端末は、通信フレームの送受信はできないが、低い消費電力で動作するＤｏｚｅ状態と、フレームの送受信はできるが、Ｄｏｚｅ状態より多くの電力を消費するＡｗａｋｅ状態とを繰り返す動作を行う。

一方無線基地局は、自身のネットワークに接続している無線通信端末が省電力モードで動作しているか、アクティブモードで動作しているかを把握しており、省電力モードの無線通信端末宛の通信フレームをバッファし、省電力モードの無線通信端末から送信要求としてのＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを受け取ると、その無線通信端末宛にバッファしていた通信フレームを送信する。また、無線基地局は所定の間隔でビーコンを送信し、ビーコン中には省電力モードの無線通信端末宛の通信フレームをバッファしていることを示すＴＩＭフィールドが含まれる。

前述した省電力モードの無線通信端末は、自端末宛の通信フレームが無線基地局にバッファされているかどうかを確認するために、例えばビーコン周期の数回に１回の割合で、無線基地局からのビーコンが送信されるタイミングでＡｗａｋｅ状態となる。

図２は本発明の実施の形態１における、他の無線通信端末の通信フレーム送信により、省電力モードの無線通信端末のＰＳ−Ｐｏｌｌフレームの送信タイミングが遅れた場合のＡｗａｋｅ状態の時間のずれについて説明する図であり、各端末のフレーム送信動作の流れを示す。

ＡＰ１は無線基地局、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２はＡＰ１に属する無線ネットワーク内の無線通信端末であり、ＳＴＡ１は省電力モードで動作しているものとする。横軸は時間の流れを示し、ビーコン２０１のＴＩＭフィールドはＳＴＡ１に対する通信フレームがＡＰ１にバッファされていることを示すよう設定されているものとする。ＳＴＡ１宛の通信フレーム２０２はＡＰ１にバッファされていたものである。図２では、送信されなかったＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム２０３のフレームの送信タイミングからｐ２１時間遅れて、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム２０４は送信されている。ＡＣＫフレーム２０５はＳＴＡ１宛の通信フレーム２０２に対する応答であり、通信フレーム２０６はＳＴＡ２より送信されている。

ＳＴＡ１は、ビーコン２０１のＴＩＭフィールドにより、自端末宛の通信フレームがＡＰ１にバッファされていることを確認し、ｔ２１のタイミングでＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム２０３を送信しようとしたが、ＳＴＡ２が通信フレーム２０６を送信したために、ＳＴＡ１がｔ２１のタイミングでＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム２０３を送信できず、ｐ２１時間送信待ちの状態となり、ｔ２２のタイミングでＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム２０４を送信し、その後ＡＰ１からＳＴＡ１に通信フレーム２０２が送信されていることを示す。ＳＴＡ１は、ビーコン２０１を受信するタイミングでＡｗａｋｅ状態となり、ＡＰ１にバッファされている通信フレーム２０２を受信するまでＡｗａｋｅ状態のままとなるため、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームの送信がｐ２１時間ずれると、Ａｗａｋｅ状態の時間もｐ２１時間長くなってしまい、結果的に消費電力が増大することになる。

この問題を解決する手段として、本発明の実施の形態１における無線通信システムの動作を、図１および図４を用いて説明する。以下説明するのは、無線基地局に省電力モードの無線通信端末宛の通信フレームがバッファされていた場合に、アクティブモードの無線通信端末が一定時間フレーム送信の通信シーケンスを開始しないよう制御する動作である。

図１は、無線通信システム内の無線基地局、および無線通信端末のフレーム送信の流れを示す図であり、図４はアクティブモードの無線通信端末のビーコン受信時の動作フローを示す図である。ＡＰ１は無線基地局、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２はＡＰ１に属する無線ネットワーク内の無線通信端末であり、第２の無線通信端末としてのＳＴＡ１は省電力モード、第１の無線通信端末としてのＳＴＡ２はアクティブモードで動作しているものとする。

図１において、横軸は時間の流れを示し、ビーコン１０１のＴＩＭフィールドはＳＴＡ１に対する通信フレームがＡＰ１にバッファされていることを示すよう設定されているものとする。ＡＰ１にバッファされていたＳＴＡ１に対する通信フレーム１０２は、前述のＴＩＭフィールドに示される。

まず第１工程として、ビーコン１０１がＳＴＡ１、ＳＴＡ２に送信される。次に第２工程として、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２はビーコン１０１のＴＩＭフィールドを解析し、省電力モードの無線通信端末宛の通信フレームが無線基地局にバッファされているか確認する。バッファされていることが確認できた場合、ＳＴＡ１から送信要求としてのＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム１０３が送信され、ＳＴＡ１に対する通信フレーム１０２がＡＰ１から送信されると、通信フレーム１０２に対する応答としてＡＣＫフレーム１０４が送信される。

一方でＳＴＡ２は、通信フレーム１０５の送信タイミングにおいては送信せず、一定時間後に通信フレーム１０６を送信する。なお、ＳＴＡ１はビーコン１０１が送信されるタイミングでビーコンの受信のためにＡｗａｋｅ状態になるものとする。

ＡＰ１がビーコン１０１を送信し、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２がビーコン１０１を受信すると、ビーコン１０１のＴＩＭフィールドによりＳＴＡ１宛の通信フレームがＡＰ１にバッファされていることが確認できるため、ＳＴＡ１は無線の通信シーケンスにしたがって、ビーコン１０１の送信完了ｔ１１のタイミングからＤＩＦＳ時間とランダムバックオフ時間の和の時間、無線メディアが未使用であることを確認すると、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム１０３を送信する。

無線通信端末の動作としては図４に示すように、ＳＴＡ１がＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを送信するまでにＳＴＡ２において通信フレーム１０５の送信要求が生じた場合、ＳＴＡ２は図８に示す通信部８０１においてビーコン１０１を受信し、フレーム処理部８０３において第１処理としてのＴＩＭフィールドの解析を行う（ステップＳ４０１）。次に、ＳＴＡ１宛の通信フレームがＡＰ１にバッファされているか否かを判別する（ステップＳ４０２）。

次に、第２処理として、図８に示す制御部８０２によって通信部８０１、フレーム処理部８０３を制御し、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム１０３の送信を阻害しないように、ＤＩＦＳ時間と最大ランダムバックオフ時間の和であるｐ１１時間、通信シーケンスを開始しないよう制御する（ステップＳ４０３）。

図１に示すように、ＳＴＡ１からＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム１０３が送信され、ＡＰ１で受信されるとＳＩＦＳ時間後にＡＰ１はバッファしていた通信フレーム１０２をＳＴＡ１宛に送信する。ＳＴＡ１が通信フレーム１０２を正常に受信するとＳＩＦＳ時間後にＡＣＫフレーム１０４をＡＰ１に送信し、通信フレーム１０２のＭｏｒｅ ＤａｔａフィールドやＭｏｒｅ ＦｒａｇｍｅｎｔｓフィールドによりＡＰ１にＳＴＡ１宛の通信フレームがバッファされていないことを確認すると、ＳＴＡ１は再びＤｏｚｅ状態になる。ＡＰ１は通信フレーム１０２のヘッダにＡＣＫフレーム１０４が送信完了するまでの時間を設定しているため、ＳＴＡ２は、ＡＣＫフレーム１０４が送信し終わるまで、通信シーケンスを開始することはできず、ＡＣＫフレーム１０４の送信完了後から、ＤＩＦＳ時間とランダムバックオフ時間の和の時間無線メディアが未使用であることを確認すると、通信フレーム１０６を送信する。また、ステップＳ４０２において、無線基地局に省電力モードで動作中の無線通信端末宛の通信フレームが存在しなかった場合には、ｐ１１時間待たずに、通常の通信シーケンスに従って通信フレーム送信を行う。

ここで、ＳＴＡ２における通信フレームの未送信期間ｐ１１について、説明する。ＩＥＥＥ８０２．１１では、無線メディアが未使用になったタイミングから、ＤＩＦＳ時間とランダムバックオフ時間の和の時間後にＰＳ−Ｐｏｌｌフレームなどの送信が可能であるため、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームをできるだけ遅延させずに送信するには、ビーコンの送信後、ＤＩＦＳ時間と規定の最大ランダムバックオフ時間の和の時間、他の通信フレームの通信シーケンスを行わないようにする必要があるため、ｐ１１をＤＩＦＳ時間と規定の最大ランダムバックオフ時間の和とする。ＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム送信完了後については、ＡＰ１から送信されるフレームやその応答であるＡＣＫフレームの送信タイミングがＳＩＦＳ時間であり、ＳＩＦＳ時間はＤＩＦＳ時間より短いため、ＳＴＡ１がＡＣＫフレームを送信するまでの通信シーケンス完了までネットワーク内の端末に通信を阻害されることはない。このように、ＡＰ１に属するネットワーク内のアクティブモードで動作する全ての無線通信端末について、ビーコンのＴＩＭフィールドにより省電力モードで動作する無線通信端末宛の通信フレームがバッファされていることが確認できた場合に、ＤＩＦＳ時間と規定の最大ランダムバックオフ時間の和であるｐ１１時間通信シーケンスを開始しないよう制御することで、省電力モードで動作する無線通信端末がＰＳ−Ｐｏｌｌフレームをできるだけ遅延させずに早いタイミングで送信することができるようになる。

＜Ａ−３．効果＞
この発明にかかる実施の形態１によれば、無線通信システムは、一定時間ごとにビーコン１０１を送信する無線基地局９１０と、前記無線基地局９１０と常時無線通信可能なモード（アクティブモード）で動作する第１の無線通信端末としてのＳＴＡ２と、前記無線基地局９１０と間欠的に無線通信可能なモード（省電力モード）で動作する第２の無線通信端末としてのＳＴＡ１とを備える。第１工程として無線基地局９１０がビーコンを送信し、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２がビーコン１０１を受信し、第２工程としてＳＴＡ１宛の通信フレームがバッファされている場合には、省電力モードの無線通信端末ＳＴＡ１は、送信要求としてＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム１０３を送信する。このとき、アクティブモードの無線通信端末ＳＴＡ２が、ビーコン１０１のＴＩＭフィールドを解析し、省電力モードの無線通信端末宛の通信フレームが無線基地局９１０にバッファされていることを確認した場合には、アクティブモードの無線通信端末が一定時間通信シーケンスを開始しないよう制御することで、省電力モードで動作する無線通信端末のＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム１０３の送信タイミングをできるだけ遅延しないようにすることができる。

さらに、省電力モードで動作する無線通信端末のＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム１０３をできるだけ遅延しないよう、早く送信することで、省電力モードで動作する無線通信端末ＳＴＡ１が無線基地局９１０にバッファされた通信フレーム１０２を受信するためにＡｗａｋｅ状態になる時間を短くし、消費電力を削減することができるため、その端末の使用時間を延ばすことができる。

また、本実施の形態１では、アクティブモードの無線通信端末ＳＴＡ２がビーコン１０１のＴＩＭフィールドにより省電力モードで動作する無線通信端末宛の通信フレーム１０２が無線基地局９１０にバッファされていることを確認した際のフレーム未送信期間として、ＤＩＦＳ時間と最大ランダムバックオフ時間の和であるとしたが、これに限るものではなく、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム１０３の優先度等によってその無線ネットワーク内で規定された値、例えばＤＩＦＳ時間の代わりにＡＩＦＳ時間を使用することもできる。

また、この発明にかかる実施の形態１によれば、無線通信端末は、無線基地局９１０と常時無線通信可能なモードで動作し、前記無線基地局から送信されるビーコン１０１を含む送受信フレームの送受信処理を行う通信部８０１と、前記送受信フレームの解析、生成処理を行うフレーム処理部８０３と、前記通信部８０１と前記フレーム処理部８０３とを制御する制御部８０２とを備える。前記フレーム処理部８０３が第１処理として、前記ＴＩＭフィールドを解析し前記無線基地局９１０にＳＴＡ１宛の通信フレームがバッファされているか否かを判別し、前記制御部８０２が、前記第１処理により前記無線基地局９１０と間欠的に無線通信可能なモードで動作する無線通信端末ＳＴＡ１宛の通信フレームが前記無線基地局９１０にバッファされている場合には、一定時間前記無線基地局９１０との通信シーケンスを開始しないよう、前記通信部と前記フレーム処理部とを制御する第２処理を実行する。これにより、省電力モードで動作する無線通信端末のＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム１０３の送信タイミングをできるだけ遅延しないようにすることができる。

＜Ｂ．実施の形態２＞
＜Ｂ−１．構成＞
実施の形態２にかかる無線通信システムの構成は、実施の形態１における、無線基地局と、複数の省電力モードで動作する無線通信端末を備えるものである。また、本実施の形態２においては、各無線通信端末に対し予め優先度が適当な方法によって決められているものとする。

＜Ｂ−２．動作＞
図３および図５を用いて、本発明の実施の形態２における、省電力モードで動作する異なる無線通信端末宛の通信フレームが無線基地局にバッファされていた場合に、無線基地局が定めた優先度に従い、優先度の低い無線通信端末が一定時間フレーム送信の通信シーケンスを開始しないよう制御する動作について、説明する。

図３は、無線通信システム内の無線基地局、および無線通信端末のフレーム送信の流れを示す図であり、図５は省電力モードの無線通信端末のビーコン受信時の動作フローを示す図である。ＡＰ１は無線基地局、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２はＡＰ１に属する無線ネットワーク内の無線通信端末であり、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２は省電力モードで動作しているものとする。

図３において、ＳＴＡ１は優先度高、ＳＴＡ２は優先度低の無線通信端末であるとする。横軸は時間の流れを示し、ビーコン３０１のＴＩＭフィールドはＳＴＡ１およびＳＴＡ２に対する通信フレームがＡＰ１にバッファされていることを示すよう設定されているものとする。

まず第１工程として、ビーコン３０１がＳＴＡ１、ＳＴＡ２に送信される。次に第２工程として、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２はビーコン３０１のＴＩＭフィールドを解析し、自端末宛の通信フレームが無線基地局にバッファされているか確認する。確認後、送信要求としてのＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム３０４を送信する。ＳＴＡ２は、ＳＴＡ１が送信要求としてのＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム３０６を送信しようとする際、優先度の高いＳＴＡ１宛の通信フレーム３０２がバッファされていることを確認し、送信されなかったＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム３０６の送信タイミングから一定時間後にＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム３０７を送信している。その後、通信フレーム３０２に対する応答としてＡＣＫフレーム３０５、通信フレーム３０３に対する応答としてＡＣＫフレーム３０８がそれぞれ送信される。なお、省電力モードで動作するＳＴＡ１、ＳＴＡ２はビーコン３０１が送信されるタイミングで、ビーコン３０１を受信するためにＡｗａｋｅ状態になるものとする。

各省電力モードの無線通信端末の優先度については、例えばユーザがあらかじめ各無線通信端末に優先順位をつけ、無線基地局に設定しておく方法がある。もしくは無線通信端末のバッテリ状態を確認し、バッテリ残量が低い順に優先度を設定するなどの方法がある。バッテリ状態の確認については、例えば各無線通信端末が定期的にバッテリ状態を確認して、バッテリ状態を含む通信フレームを無線基地局に送信し、無線基地局が受信した各無線通信端末のバッテリ状態に基づいて、無線通信端末の優先順位を設定し、設定した優先順位を各無線通信端末に定期的に通知するなどの方法がある。バッテリ状態は、例えばバッテリ残量の割合やバッテリでの稼働時間の目安時間などの値を使用し、バッテリ残量が少ない無線通信端末の優先度を高くしたり、バッテリによる稼働時間が短い無線通信端末の優先度を高くしたりすることにより、優先度を設定する。

無線通信端末の動作としては図５に示すように、ＡＰ１がビーコン３０１を送信し、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２の図８に示す通信部８０１がビーコン３０１を受信すると、フレーム処理部８０３においてビーコン３０１のＴＩＭフィールドを解析する（ステップＳ５０１）。

次に、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２は自端末宛の通信フレームがＡＰ１にバッファされているかどうかを確認する（ステップＳ５０２）。

さらに自分以外の省電力モードの無線通信端末宛の通信フレームがＡＰ１にバッファされているかどうかを確認する（ステップＳ５０３）。

図３で示すビーコン３０１のＴＩＭフィールドには、ＳＴＡ１およびＳＴＡ２の両方の無線通信端末宛の通信フレームをＡＰ１がバッファしていることを示すよう設定されているため、ＳＴＡ１およびＳＴＡ２は自端末の優先度を確認する。図３の状態においては、ＳＴＡ１はＳＴＡ２より優先度が高いと設定されているため（ステップＳ５０４）、ＳＴＡ１は無線の通信シーケンスにしたがって、ビーコン３０１の送信完了時間ｔ３１のタイミングからＤＩＦＳ時間とランダムバックオフ時間の和の時間、無線メディアが未使用の状態であることを確認し、図８に示すフレーム処理部８０３が第１処理として送信要求フレームとしてのＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム３０４を生成し、通信部８０１が第２処理としてＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを送信する。

ＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム３０４がＡＰ１で受信されると、ＳＩＦＳ時間後にＡＰ１はバッファしていた通信フレーム３０２をＳＴＡ１宛に送信する。ＳＴＡ１が通信フレーム３０２を正常に受信するとＳＩＦＳ時間後にＡＣＫフレーム３０５をＡＰ１に送信し（ステップＳ５０６）、通信フレーム３０２のＭｏｒｅ ＤａｔａフィールドやＭｏｒｅ ＦｒａｇｍｅｎｔｓフィールドによりＡＰ１にＳＴＡ１宛の通信フレームがバッファされていないことを確認すると、ＳＴＡ１は再びＤｏｚｅ状態になる。

また、ＳＴＡ２はＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム３０６の送信要求を行うが、ＳＴＡ１より優先度が低いと設定されているため（ステップＳ５０４）、図８に示す制御部８０２が通信部８０１、フレーム処理部８０３を制御し、ＳＴＡ１のＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム３０４の送信を阻害しないように、ＤＩＦＳ時間と最大ランダムバックオフ時間の和であるｐ３１時間、通信シーケンスを開始しないようにする（ステップＳ５０５）。

ＡＰ１は通信フレーム３０２のヘッダにＡＣＫフレーム３０５の送信完了までの時間を設定しているため、ＳＴＡ２は、ＡＣＫフレーム３０５が送信し終わるまで、通信シーケンスを開始することはできず、ＡＣＫフレーム３０５の送信完了後から、ＤＩＦＳ時間とランダムバックオフ時間の和の時間、無線メディアが未使用であることを確認し、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム３０７を送信し、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム３０７がＡＰ１で受信されるとＳＩＦＳ時間後にＡＰ１はバッファしていた通信フレーム３０３をＳＴＡ２宛に送信する。ＳＴＡ２が通信フレーム３０３を正常に受信するとＳＩＦＳ時間後にＡＣＫフレーム３０８をＡＰ１に送信し（ステップＳ５０６）、通信フレーム３０３のＭｏｒｅ ＤａｔａフィールドやＭｏｒｅ ＦｒａｇｍｅｎｔｓフィールドによりＡＰ１にＳＴＡ２宛のフレームがバッファされていないことを確認すると、ＳＴＡ２は再びＤｏｚｅ状態になる。

ステップＳ５０２において、自端末宛のフレームが存在しない場合、ＳＴＡは消費電力を抑えるためにＡｗａｋｅ状態からＤｏｚｅ状態に移行する。また、ステップＳ５０３において、自端末以外の省電力モードの無線通信端末宛の通信フレームがバッファされていない場合は、他の無線通信端末のＰＳ−Ｐｏｌｌフレームの送信を待つ必要がないため、優先度にかかわらず、通常のシーケンスに従ってＡＰに対しＰＳ−Ｐｏｌｌを送信し、バッファされている通信フレームを受信する動作を行う。なお、未送信時間ｐ３１については、実施の形態１における未送信時間ｐ１１と同様にＤＩＦＳ時間と規定の最大ランダムバックオフ時間の和とする。

＜Ｂ−３．効果＞
本実施の形態２によれば、無線通信システムは、一定時間ごとにビーコン３０１を送信する無線基地局と、前記無線基地局と間欠的に無線通信可能なモードで動作する、すなわち省電力モードで動作する複数の無線通信端末としてのＳＴＡ１、ＳＴＡ２を備える。第１工程として送信されたビーコン３０１を受信し、第２工程としてビーコンのＴＩＭフィールドにより省電力モードで動作する異なる無線通信端末宛の通信フレームが無線基地局にバッファされていることを確認し、送信要求する。このとき、無線基地局が予め定めた優先度に従い、優先度の低い無線通信端末が一定時間通信シーケンスを開始しないよう制御することで、省電力モードで動作する異なる無線通信端末が同タイミングで送信要求としてのＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム３０６を送信することを防ぐことができるとともに、優先度の高い無線通信端末のＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム３０４の送信タイミングをできるだけ遅延しないようにすることができる。

さらに、省電力モードで動作する優先度の高い無線通信端末のＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム３０４をできるだけ遅延しないよう、早く送信することで、無線基地局にバッファされた通信フレームを受信するためにＡｗａｋｅ状態になる時間を短くすることができ、消費電力を削減することができ、例えば無線通信端末の優先度として、バッテリ残量の少ない端末の優先度を高く設定すれば、バッテリ残量の少ない端末の消費電力を抑えることができ、その端末の使用時間を延ばすことができる。

また、本実施の形態２においても実施の形態１と同様に、アクティブモードの無線通信端末がビーコン３０１のＴＩＭフィールドにより、省電力モードで動作する無線通信端末宛の通信フレームが無線基地局にバッファされていることを確認した際のフレーム未送信期間として、ＤＩＦＳ時間と最大ランダムバックオフ時間の和であるとしたが、これに限るものではなく、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームの優先度等によってその無線ネットワーク内で規定された値、例えばＤＩＦＳ時間の代わりにＡＩＦＳ時間を使用することもできる。

また、前記優先度は、前記複数の無線通信端末としてのＳＴＡ１、ＳＴＡ２が自端末の動作バッテリ残量を検出し、一定時間ごとにバッテリ残量を含む通信フレームを前記無線基地局に送信し、前記無線基地局は例えばＳＴＡ１、ＳＴＡ２から送信される前記バッテリ残量を含む通信フレームを受信し、受信した前記バッテリ残量を含む通信フレームに基づいて決定することにより、優先度の順番に従った無線通信端末への通信フレームの送信を行うことができ、より無線通信システムの消費電力を抑えることが可能となる。

また、本実施の形態２によれば、無線通信端末は、無線基地局と間欠的に無線通信可能なモードで動作し、前記無線基地局から送信されるビーコンを含む送受信フレームの送受信処理を行う通信部８０１と、前記送受信フレームの解析、生成処理を行うフレーム処理部８０３と、前記通信部と前記フレーム処理部とを制御する制御部８０２とを備える。第１処理として前記フレーム処理部８０３は、前記ＴＩＭフィールドを解析し前記無線基地局に自端末宛の通信フレームがバッファされている場合、前記無線基地局に対し通信フレームの送信要求フレームとしてのＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを生成し、第２処理として前記通信部８０１は、前記ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを前記無線基地局に送信する。このとき、前記無線基地局と間欠的に無線通信可能なモードで動作する他の無線通信端末宛の通信フレームが前記無線基地局にバッファされ、かつ前記他の無線通信端末が、予め定めた優先度が自端末より高い場合には、前記制御部８０２が一定時間前記無線基地局との通信シーケンスを開始しないよう、前記通信部８０１と、前記フレーム処理部８０３とを制御することにより、予め定めた優先度の高い無線通信端末のＰＳ−Ｐｏｌｌフレームの送信タイミングをできるだけ遅延しないようにすることができる。

＜Ｃ．実施の形態３＞
＜Ｃ−１．構成＞
実施の形態３にかかる無線通信システムの構成は、実施の形態２における場合と同様に、実施の形態１における、無線基地局と、複数の省電力モードで動作する無線通信端末を備えるものである。また、本実施の形態３においても、各無線通信端末に対し予め優先度が適当な方法によって決められているものとする。

＜Ｃ−２．動作＞
図６および図７を用いて、本発明の実施の形態３における、省電力モードで動作する異なる無線通信端末宛の通信フレームが無線基地局にバッファされていた場合に、無線基地局が定めた優先度に従い、優先度の最も高い無線通信端末に対してのみの通信フレームがバッファされていると示すよう、ビーコンのＴＩＭフィールドに設定する動作について説明する。

図６は、無線通信システム内の無線基地局、および無線通信端末のフレーム送信の流れを示す図であり、図７は、無線基地局のビーコン送信時の動作フローである。ＡＰ１は無線基地局、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２はＡＰ１に属する無線ネットワーク内の無線通信端末であり、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２は省電力モードで動作しているものとする。また、ＳＴＡ１は優先度高、ＳＴＡ２は優先度低の無線通信端末であるとする。

図６において、横軸は時間の流れを示し、ビーコン６０１を送出する時点でＡＰ１にはＳＴＡ１およびＳＴＡ２に対する通信フレームがＡＰ１にバッファされているが、ビーコン６０１のＴＩＭフィールドはＳＴＡ１に対する通信フレームのみがＡＰ１にバッファされていることを示すよう設定されているものとする。

第１工程として、ＴＩＭフィールドがＳＴＡ１に対する通信フレームのみがＡＰ１にバッファされていることを示すよう設定されているビーコン６０１が無線基地局からＳＴＡ１、ＳＴＡ２に送信されることによって、第２工程として、ＳＴＡ１は自端末宛の通信フレームがＡＰ１にバッファされていることが分かり、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム６０５を送信する。これに対し、ＡＰ１がバッファされていたＳＴＡ１に対する通信フレーム６０２をＳＴＡ１に送信する。ＳＴＡ１は、通信フレーム６０２に対する応答としてＡＣＫフレーム６０６を送信する。

また、ＴＩＭフィールドはＳＴＡ２に対する通信フレームのみがＡＰ１にバッファされていることを示すよう設定されているビーコン６０３がＳＴＡ１、ＳＴＡ２に送信されることによって、ＳＴＡ２は、自端末宛の通信フレームがＡＰ１にバッファされていることが分かり、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム６０７を送信する。これに対し、ＡＰ１がバッファされていたＳＴＡ２に対する通信フレーム６０４をＳＴＡ２に送信する。ＳＴＡ２は、通信フレーム６０４に対する応答としてＡＣＫフレーム６０８を送信する。

ＳＴＡ１、ＳＴＡ２はビーコン６０１が送信されるタイミングで、ビーコン６０１を受信するためにＡｗａｋｅ状態になっており、ＳＴＡ２はビーコン６０３が送信されるタイミングで、ビーコン６０３を受信するためにＡｗａｋｅ状態になるものとする。なお、各省電力モードの無線通信端末の優先度については、実施の形態２の優先度の説明と同様であり、簡略化のため説明を省略する。

一方無線基地局の動作に関しては図７に示すように、ＡＰ１は、ビーコンを送信する際に複数の省電力モードの無線通信端末宛の通信フレームを、図９に示すフレーム記憶部９０４においてバッファしているかどうかを確認する（ステップＳ７０１）。

図６のビーコン６０１を送信する時点においては、ＳＴＡ１およびＳＴＡ２の複数の無線通信端末宛の通信フレームをバッファしているため、無線基地局は、ＳＴＡ１とＳＴＡ２の優先度を比較し、最も優先度の高い端末であるＳＴＡ１に対する通信フレームのみをバッファしていることを示すよう、図９に示す制御部９０２でフレーム処理部９０３、通信部９０１を制御し、ＴＩＭフィールドの設定を行う（ステップＳ７０２）。

ステップＳ７０１において、省電力モードの無線通信端末宛の通信フレームをバッファしていない場合、もしくは１つの省電力モードの無線通信端末宛の通信フレーム、例えばＳＴＡ２宛の通信フレームのみをバッファしている場合には、通常のビーコン設定動作を行う（ステップＳ７０３）。つまり、省電力モードの無線通信端末宛の通信フレームをバッファしていない場合は、ＴＩＭフィールドに省電力モードの無線通信端末宛の通信フレームをバッファしていることを示す設定を行わず、１つの省電力モードの無線通信端末宛の通信フレームのみをバッファしている場合、例えばＳＴＡ２宛の通信フレームのみをバッファしている場合にはビーコンのＴＩＭフィールドにＳＴＡ２宛の通信フレームをバッファしていることを示す設定を行う。

ビーコンのＴＩＭフィールドの設定を行った後、ＡＰ１はビーコン６０１を送信し（ステップＳ７０４）、ＳＴＡ１およびＳＴＡ２がビーコン６０１を受信すると、ビーコン６０１のＴＩＭフィールドにはＳＴＡ１宛の通信フレームのみがＡＰ１にバッファされていると設定されているため、ＳＴＡ２のＰＳ−Ｐｏｌｌフレームの送信は行われず、ＳＴＡ１はビーコン送信完了時間ｔ６１からＤＩＦＳ時間とランダムバックオフ時間の和の時間、無線メディアが未使用の状態であることを確認し、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム６０５を送信し、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム６０５がＡＰ１で受信されるとＳＩＦＳ時間後にＡＰ１はバッファしていた通信フレーム６０２をＳＴＡ１宛に送信する。ＳＴＡ１が通信フレーム６０２を正常に受信するとＳＩＦＳ時間後にＡＣＫフレーム６０６をＡＰ１に送信し、通信フレーム６０２のＭｏｒｅ ＤａｔａフィールドやＭｏｒｅ ＦｒａｇｍｅｎｔｓフィールドによりＡＰ１にＳＴＡ１宛の通信フレームがバッファされていないことを確認すると、ＳＴＡ１は再びＤｏｚｅ状態になる。

ＳＴＡ１宛の通信フレームを送信した後、ＡＰ１にはまだＳＴＡ２宛の通信フレームがバッファされているため、ビーコン６０３のＴＩＭフィールドにＳＴＡ２宛の通信フレームをバッファしていることを示すよう設定し、ビーコン６０３を送信する。ＳＴＡ２がビーコン６０３を受信すると、ビーコン６０３のＴＩＭフィールドにはＳＴＡ２宛の通信フレームがＡＰ１にバッファされていることが確認できるため、ＳＴＡ２は、ビーコン送信完了時間ｔ６２からＤＩＦＳ時間とランダムバックオフ時間の和の時間、無線メディアが未使用の状態であることを確認し、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム６０７を送信し、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム６０７がＡＰ１で受信されるとＳＩＦＳ時間後にＡＰ１はバッファしていた通信フレーム６０４をＳＴＡ２宛に送信する。ＳＴＡ１が通信フレーム６０４を正常に受信するとＳＩＦＳ時間後にＡＣＫフレーム６０８をＡＰ１に送信し、通信フレーム６０４のＭｏｒｅ ＤａｔａフィールドやＭｏｒｅ ＦｒａｇｍｅｎｔｓフィールドによりＡＰ１にＳＴＡ２宛の通信フレームがバッファされていないことを確認すると、ＳＴＡ２は再びＤｏｚｅ状態になる。

＜Ｃ−３．効果＞
本実施の形態３によれば、無線通信システムは、一定時間ごとにビーコンを送信する無線基地局と、前記無線基地局と間欠的に無線通信可能なモード（省電力モード）で動作する複数の無線通信端末とを備える。第１工程として、無線基地局に省電力モードで動作する異なる無線通信端末宛の通信フレームがバッファされている場合に、無線基地局が予め定めた無線通信端末の優先度に従い、優先度の高い無線通信端末宛の通信フレームのみがバッファされているようビーコンのＴＩＭフィールドに設定して送信し、第２工程として、複数の無線通信端末が自端末宛の通信フレームがバッファされていると判断した場合に送信要求する。これにより、省電力モードで動作する異なる無線通信端末が同タイミングでＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを送信することを防ぐことができるとともに、優先度の高い無線通信端末のＰＳ−Ｐｏｌｌフレームの送信タイミングをできるだけ遅延しないようにすることができる。

さらに、省電力モードで動作する優先度の高い無線通信端末のＰＳ−Ｐｏｌｌフレームをできるだけ遅延しないよう、早く送信することで、無線基地局にバッファされた通信フレームを受信するためにＡｗａｋｅ状態になる時間を短くすることができ、消費電力を削減することができ、例えば無線通信端末の優先度として、バッテリ残量の少ない端末の優先度を高く設定すれば、バッテリ残量の少ない端末の消費電力を抑えることができ、その端末の使用時間を延ばすことができる。

また、実施の形態２および実施の形態３の説明においては、無線ネットワークを構成する無線通信端末として、省電力モードの無線通信端末のみが存在する場合について説明したが、この構成に限るものではなく、例えばアクティブモードの無線通信端末が存在する場合には実施の形態１で説明したように、ビーコンを受信した際にビーコンのＴＩＭフィールドにより、無線基地局に省電力モードの無線通信端末宛の通信フレームが存在すると確認した場合に、ビーコンの送信タイミングからＤＩＦＳ時間と最大ランダムバックオフ時間の和の時間、フレーム送信の通信シーケンスを開始しないよう制御することで、アクティブモードの無線通信端末が無線ネットワーク内に存在する場合でも優先度の最も高い省電力モードの無線通信端末のＰＳ−Ｐｏｌｌフレームの送信タイミングをできるだけ遅延させないようにすることができ、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームをできるだけ遅延させずに早く送信することで、無線基地局にバッファされた通信フレームを受信するためにＡｗａｋｅ状態になる時間を短くし、消費電力を削減することができる。

また、本実施の形態３によれば、無線基地局は、間欠的に無線通信可能（省電力モード）である複数の無線通信端末とビーコンを含む送受信フレームの送受信処理を行う通信部９０１と、前記複数の無線通信端末宛の通信フレームをバッファしておくフレーム記憶部９０４と、前記送受信フレームの解析、生成処理を行うフレーム処理部９０３と、前記通信部と前記フレーム処理部とを制御する制御部９０２とを備える。前記ビーコン６０１は、前記無線通信端末宛の通信フレームが前記フレーム記憶部９０４にバッファされていることを示すＴＩＭフィールドを含み、異なる無線通信端末宛の通信フレームが前記フレーム記憶部９０４にバッファされた場合、前記制御部９０２は、予め定めた優先度の最も高い無線通信端末への通信フレームのみを前記フレーム記憶部９０４にバッファしていることを示す前記ビーコン６０１のＴＩＭフィールドを設定し、送信するよう、前記フレーム処理部９０３および前記通信部９０１を制御することにより、アクティブモードの無線通信端末が無線ネットワーク内に存在する場合でも優先度の最も高い省電力モードの無線通信端末のＰＳ−Ｐｏｌｌフレームの送信タイミングをできるだけ遅延させないようにすることができ、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームをできるだけ遅延させずに早く送信することで、無線基地局にバッファされた通信フレームを受信するためにＡｗａｋｅ状態になる時間を短くし、消費電力を削減することができる。

また、優先度は、前記複数の無線通信端末が自端末の動作バッテリ残量を検出し、一定時間ごとにバッテリ残量を含む通信フレームを前記無線基地局に送信し、前記無線基地局は前記複数の無線通信端末から送信される前記バッテリ残量を含む通信フレームを受信し、受信した前記バッテリ残量を含む通信フレームに基づいて決定することにより、無線基地局は優先度の高い無線通信端末への通信フレームの送信を行うことができる。

本発明の実施の形態１における無線基地局ならびに無線通信端末のフレーム送信動作の概要を示す図である。 本発明の実施の形態において、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームの送信タイミングが遅れた場合の省電力モードの無線通信端末のＡｗａｋｅ状態の時間のずれを説明する図である。 本発明の実施の形態２における無線基地局ならびに無線通信端末のフレーム送信動作の概要を示す図である。 本発明の実施の形態１におけるアクティブモードの無線通信端末のビーコン受信時の動作フローを示す図である。 本発明の実施の形態２における省電力モードの無線通信端末のビーコン受信時の動作フローを示す図である。 本発明の実施の形態３における無線基地局ならびに無線通信端末のフレーム送信動作の概要を示す図である。 本発明の実施の形態３における無線基地局のビーコン送信時の動作フローを示す図である。 本発明の実施の形態における無線通信端末の構成例を示す図である。 本発明の実施の形態における無線基地局の構成例を示す図である。

符号の説明

１０１，２０１，３０１，６０１，６０３ ビーコン、１０２，２０２，３０２，３０３，６０２，６０４ バッファされていた通信フレーム、１０３，２０４，３０４，３０７，６０５，６０７ ＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム、１０４，２０５，３０５，３０８，６０６，６０８ ＡＣＫフレーム、１０５ 送信されなかった通信フレーム、１０６，２０６ 通信フレーム、２０３，３０６ 送信されなかったＰＳ−Ｐｏｌｌフレーム、８０１，９０１ 通信部、８０２，９０２ 制御部、８０３，９０３ フレーム処理部、８１０ 無線通信端末、９０４ フレーム記憶部、９１０ 無線基地局。

Claims (8)

1. 一定時間ごとにビーコンを送信する無線基地局と、
   前記無線基地局と常時無線通信可能なモードで動作する、第１の無線通信端末と、
   前記無線基地局と間欠的に無線通信可能なモードで動作する、第２の無線通信端末と、
   を備える無線通信システムにおいて、
   前記ビーコンは、前記第２の無線通信端末宛の通信フレームをバッファしていることを示すＴＩＭ（Ｔｒａｆｆｉｃ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ Ｍａｐ）フィールドを含み、
   前記無線基地局が、前記第１の無線通信端末および前記第２の無線通信端末に対し、前記ビーコンを送信する第１工程と、
   前記第２の無線通信端末が、前記ＴＩＭフィールドを解析し自端末宛の通信フレームが前記無線基地局にバッファされている場合には、前記無線基地局に対し送信要求をする第２工程とを備え、
   前記第２工程において、前記第１の無線通信端末は、前記ＴＩＭフィールドを解析し前記第２の無線通信端末宛の通信フレームが前記無線基地局にバッファされている場合には、一定時間前記無線基地局との通信シーケンスを開始しない、
   無線通信システム。
2. 一定時間ごとにビーコンを送信する無線基地局と、
   前記無線基地局と間欠的に無線通信可能なモードで動作する、複数の無線通信端末と、
   を備える無線通信システムにおいて、
   前記ビーコンは、前記複数の無線通信端末宛の通信フレームをバッファしていることを示すＴＩＭフィールドを含み、
   前記無線基地局が、前記複数の無線通信端末に対し、前記ビーコンを送信する第１工程と、
   前記複数の無線通信端末が、前記ＴＩＭフィールドを解析し自端末宛の通信フレームが前記無線基地局にバッファされている場合には、前記無線基地局に対し送信要求をする第２工程とを備え、
   前記第２工程において、前記無線通信端末は、予め定めた優先度が自端末より高い他端末への通信フレームが前記無線基地局にバッファされている場合には、一定時間前記無線基地局との通信シーケンスを開始しない、
   無線通信システム。
3. 一定時間ごとにビーコンを送信する無線基地局と、
   前記無線基地局と間欠的に無線通信可能なモードで動作する、複数の無線通信端末と、
   を備える無線通信システムにおいて、
   前記ビーコンは、前記複数の無線通信端末宛の通信フレームをバッファしていることを示すＴＩＭフィールドを含み、
   前記無線基地局が、異なる無線通信端末への通信フレームをバッファした場合、予め定めた優先度が最も高い無線通信端末への通信フレームのみをバッファしていることを示す前記ビーコンのＴＩＭフィールドを設定し、前記複数の無線通信端末に対し送信する第１工程と、
   前記複数の無線通信端末が、前記ＴＩＭフィールドを解析し自端末宛の通信フレームが前記無線基地局にバッファされている場合には、前記無線基地局に対し送信要求をする第２工程とを備える、
   無線通信システム。
4. 前記優先度は、前記複数の無線通信端末が自端末の動作バッテリ残量を検出し、一定時間ごとにバッテリ残量を含む通信フレームを前記無線基地局に送信し、前記無線基地局は前記複数の無線通信端末から送信される前記バッテリ残量を含む通信フレームを受信し、受信した前記バッテリ残量を含む通信フレームに基づいて決定する、
   請求項２または３に記載の、無線通信システム。
5. 無線基地局と常時無線通信可能なモードで動作し、前記無線基地局から送信されるビーコンを含む送受信フレームの送受信処理を行う通信部と、
   前記送受信フレームの解析、生成処理を行うフレーム処理部と、
   前記通信部と前記フレーム処理部とを制御する制御部と、
   を備える無線通信端末において、
   前記ビーコンは、前記無線基地局と間欠的に無線通信可能なモードで動作する無線通信端末宛の通信フレームが、前記無線基地局にバッファされていることを示すＴＩＭフィールドを含み、
   前記フレーム処理部が、前記ＴＩＭフィールドを解析し、前記無線基地局と間欠的に無線通信可能なモードで動作する無線通信端末宛の通信フレームが前記無線基地局にバッファされているか否かを判別する第１処理を実行し、
   前記制御部が、前記第１処理により、前記無線基地局と間欠的に無線通信可能なモードで動作する無線通信端末宛の通信フレームが前記無線基地局にバッファされている場合には、一定時間前記無線基地局との通信シーケンスを開始しないよう、前記通信部と前記フレーム処理部とを制御する第２処理を実行する、
   無線通信端末。
6. 無線基地局と間欠的に無線通信可能なモードで動作し、前記無線基地局から送信されるビーコンを含む送受信フレームの送受信処理を行う通信部と、
   前記送受信フレームの解析、生成処理を行うフレーム処理部と、
   前記通信部と前記フレーム処理部とを制御する制御部と、
   を備える無線通信端末において、
   前記ビーコンは、前記無線基地局と間欠的に無線通信可能なモードで動作する無線通信端末宛の通信フレームが、前記無線基地局にバッファされていることを示すＴＩＭフィールドを含み、
   前記フレーム処理部が、前記ＴＩＭフィールドを解析し前記無線基地局に自端末宛の通信フレームがバッファされている場合、前記無線基地局に対し通信フレームの送信要求フレームを生成する第１処理を実行し、
   前記通信部が、前記送信要求フレームを前記無線基地局に送信する第２処理を実行し、
   前記第２処理において、前記制御部は、前記無線基地局に対し送信要求フレームを送信する際、前記無線基地局と間欠的に無線通信可能なモードで動作する他の無線通信端末宛の通信フレームが前記無線基地局にバッファされ、かつ前記他の無線通信端末が、予め定めた優先度が自端末より高い場合には、一定時間前記無線基地局との通信シーケンスを開始しないよう、前記通信部と、前記フレーム処理部とを制御する、
   無線通信端末。
7. 間欠的に無線通信可能なモードで動作する複数の無線通信端末と、ビーコンを含む送受信フレームの送受信処理を行う通信部と、
   前記複数の無線通信端末宛の通信フレームをバッファしておくフレーム記憶部と、
   前記送受信フレームの解析、生成処理を行うフレーム処理部と、
   前記通信部と前記フレーム処理部とを制御する制御部と、
   を備える無線基地局において、
   前記ビーコンは、前記無線通信端末宛の通信フレームが前記フレーム記憶部にバッファされていることを示すＴＩＭフィールドを含み、
   異なる無線通信端末宛の通信フレームが前記フレーム記憶部にバッファされた場合、前記制御部は、予め定めた優先度の最も高い無線通信端末への通信フレームのみを前記フレーム記憶部にバッファしていることを示す前記ビーコンのＴＩＭフィールドを設定し、送信するよう、前記フレーム処理部および前記通信部を制御する、
   無線基地局。
8. 前記優先度は、前記複数の無線通信端末が自端末の動作バッテリ残量を検出し、一定時間ごとにバッテリ残量を含む通信フレームを前記無線基地局に送信し、前記無線基地局は前記複数の無線通信端末から送信される前記バッテリ残量を含む通信フレームを受信し、受信した前記バッテリ残量を含む通信フレームに基づいて決定する、
   請求項７に記載の、無線基地局。

Images