JP5304526B2 - ウェイクアップ電波送信機能を有する無線アクセスポイントおよび無線ｌａｎ端末 - Google Patents
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Description
本発明は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムにおいて、待機時の電力消費を低減できる無線アクセスポイントおよび無線ＬＡＮ端末に関する。
携帯型無線ＬＡＮ電話機等の無線ＬＡＮ端末は、ネットワークと繋がる無線アクセスポイントが発信するビーコン（Ｂｅａｃｏｎ）信号を監視し、このビーコン信号を受信することで帰属すべき無線アクセスポイントを発見したり、通信を開始することができる。従って、無線ＬＡＮ端末は、このビーコン信号の受信タイミング毎にウェイクアップして自端末宛の通信パケットの有無を監視する必要がある。
このために、電池駆動型である携帯型無線ＬＡＮ電話機等の場合、待機中の電力消費が一般の携帯電話機に比べて大きく電池の消耗が早く、連続待受け可能な時間が短かった。
このために、電池駆動型である携帯型無線ＬＡＮ電話機等の場合、待機中の電力消費が一般の携帯電話機に比べて大きく電池の消耗が早く、連続待受け可能な時間が短かった。
これを改善する技術として、ビーコン信号の制御フレームに無線ＬＡＮ端末への通信パケットの有無、次のビーコン送信時間等の情報を挿入することで、待機中の無線ＬＡＮ端末がスリープ状態からウェイクアップする頻度を減らす技術があった（例えば特許文献１）。
しかしながら、特許文献１に記載の技術でも、ビーコン信号を受信しないと自端末宛データの有無が分らないため、本来は受信しなくてもよい他端末向けのビーコン信号を受信するための無駄なウェイクアップが依然発生し、その分待機中の消費電力を充分には低減できないという欠点があった。
そこで、本発明の課題は、無駄なウェイクアップの発生を防止し、待機中の消費電力を充分に低減することにある。
そこで、本発明の課題は、無駄なウェイクアップの発生を防止し、待機中の消費電力を充分に低減することにある。
上記課題を解決するために、第１の発明は、１以上の無線ＬＡＮ端末を収容し、前記無線ＬＡＮ端末とＬＡＮとの間でデータを中継する無線アクセスポイントであって、前記ＬＡＮとデータを送受信するＬＡＮ通信手段と、前記無線ＬＡＮ端末と無線ＬＡＮ通信を開始するためのビーコン信号を送信するビーコン信号送信手段と、前記無線ＬＡＮ端末と無線ＬＡＮ通信によりデータを送受信する無線ＬＡＮ通信手段と、前記無線ＬＡＮ端末から帰属要求を受け付ける際にスリープ状態の前記無線ＬＡＮ端末をウェイクアップさせるウェイクアップ電波を受信可能な旨の通知を受信するウェイクアップ可能通知受信手段と、前記帰属要求を受け付けた無線ＬＡＮ端末へ前記ウェイクアップ電波の周波数を通知するウェイクアップ電波周波数通知手段と、自アクセスポイントに帰属する無線ＬＡＮ端末に係る情報と前記ウェイクアップ電波の周波数を対応付けて記憶する帰属端末情報記憶手段と、前記ウェイクアップ電波を前記無線ＬＡＮ通信以外の無線通信方式により送信するウェイクアップ電波送信手段と、を有し、前記ウェイクアップ電波周波数通知手段は、自アクセスポイントへの帰属を要求する無線ＬＡＮ端末から前記ウェイクアップ電波を受信可能な旨の通知を受信した場合に、前記帰属端末情報記憶手段を参照し、前記無線ＬＡＮ端末のいずれにも対応していないウェイクアップ電波の周波数を通知し、前記通知したウェイクアップ電波の周波数と当該無線ＬＡＮ端末に係る情報とを対応付けて前記帰属端末情報記憶手段に保存し、前記ＬＡＮ通信手段が自アクセスポイントに帰属する無線ＬＡＮ端末宛のパケットデータを前記ＬＡＮから受信した場合に、前記ウェイクアップ電波送信手段は、前記帰属端末情報記憶手段を参照して、当該無線ＬＡＮ端末に予め対応付けられている周波数のウェイクアップ電波を送信することを特徴とする。
また、第２の発明は、第１の発明に記載の無線アクセスポイントに帰属する無線ＬＡＮ端末であって、 ビーコン信号を受信するビーコン信号受信手段と、前記無線アクセスポイントと無線ＬＡＮ通信によりデータを送受信する端末側無線ＬＡＮ通信手段と、前記無線アクセスポイントに帰属要求と共にウェイクアップ電波を受信可能な旨を通知するウェイクアップ可能通知手段と、自端末がスリープ状態であっても前記無線ＬＡＮ通信以外の無線通信方式により送信されてくるウェイクアップ電波を受信するウェイクアップ電波受信手段と、前記ウェイクアップ電波受信手段以外の全てまたは一部への給電を停止するスリープ状態に自端末を制御するスリープ手段と、前記ウェイクアップ電波を受信した場合にスリープ状態の自端末をウェイクアップさせるウェイクアップ手段と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、無線ＬＡＮ端末の待機状態（スリープ状態）での消費電力を大幅に低減できるので、連続待受け時間が長い電池駆動型の無線ＬＡＮ端末を提供できる利点がある。
以下、本発明の実施形態について、無線ＬＡＮ端末として携帯型無線ＬＡＮ電話機を例に、図面を用いて説明する。
図１は、本発明における無線アクセスポイント１のブロック図であって、１１はＬＡＮ通信部、１２は無線ＬＡＮ通信制御部、１３は無線ＬＡＮ電波送受信部、１４はビーコン信号生成部、１５および１９はアンテナ、１６は帰属端末情報記憶部、１７はウェイクアップ電波周波数制御部、１８はウェイクアップ電波発信部である。
図１は、本発明における無線アクセスポイント１のブロック図であって、１１はＬＡＮ通信部、１２は無線ＬＡＮ通信制御部、１３は無線ＬＡＮ電波送受信部、１４はビーコン信号生成部、１５および１９はアンテナ、１６は帰属端末情報記憶部、１７はウェイクアップ電波周波数制御部、１８はウェイクアップ電波発信部である。
ＬＡＮ通信部１１がＬＡＮから帰属中の無線ＬＡＮ電話機２宛のパケットデータを受信した場合、無線ＬＡＮ通信制御部１２は、ウェイクアップ電波周波数制御部１７を制御してウェイクアップ電波発信部１８から、その無線ＬＡＮ電話機２に対応する種別のウェイクアップ電波を発信する。そして、ウェイクアップ電波でスリープ状態の無線ＬＡＮ電話機２をウェイクアップさせてから、ビーコン信号生成部１４を制御して、ビーコン信号を無線ＬＡＮ電波送受信部１３から発信させる。
ここで、ウェイクアップ電波は無線ＬＡＮ電波送受信部１３が送受信する無線ＬＡＮ方式とは異なる特定の小電力な無線通信方式による電波であり、特定小電力無線通信方式や、ＩＥＥＥ８０２．１５で規定されたセンサネットワーク向け等の小電力な無線通信方式等が適用可能であり、要は通常の無線ＬＡＮによる通信よりも低電力な無線通信方式を選択すればよい。
帰属端末情報記憶部１６は、無線アクセスポイント１に帰属する各無線ＬＡＮ電話機２に係る情報を記憶する手段であり、記憶する情報の例を図３に示す。
図３に示す通り、帰属端末情報記憶部１６には、帰属中の無線ＬＡＮ端末毎に、その端末ＩＤ（ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）や無線ＬＡＮ通信をするのに必要な通信パラメータ等と共に、ウェイクアップ電波の受信可否と帰属時に割り振ったウェイクアップ電波の種別（周波数）が記憶されている。詳細な動作については後で述べる。
図２は、本発明における無線ＬＡＮ電話機２のブロック図であって、２０はマイク／スピーカ（図示せず）を含む通話に係る機能を実現する電話機部、２１は無線ＬＡＮ通信制御部、２２は無線ＬＡＮ電波送受信部、２３はビーコン信号受信部、２４はウェイクアップ電波検知部、２５はウェイクアップ電波周波数設定部、２６はリチウム電池等の本無線ＬＡＮ電話機２を駆動するための電池、２７および２８は給電スイッチ、２９および３０はアンテナである。
ウェイクアップ電波検知部２４は、自端末が待機中（スリープ状態）の場合であっても、電池２６から給電され、自端末宛のウェイクアップ電波の到来を監視し、自端末宛のウェイクアップ電波を検知すると、給電スイッチ２７をオンし、ビーコン信号受信部２３が起動する。そして、ビーコン信号受信部２３がビーコン信号を検知すると、給電スイッチ２８をオンし、自端末の各部へ給電が為され、自端末全体が起動する（ウェイクアップ状態）。
ここで、ウェイクアップ電波検知部２４が検知すべき自端末宛のウェイクアップ電波の周波数は無線アクセスポイント１に帰属する際に、予めウェイクアップ電波周波数設定部２５に設定されており、他端末宛へのウェイクアップ電波には反応しない。
なお、ウェイクアップ電波検知部２４は特定周波数の無線電波の有無を監視するだけなので、単純なフィルター回路と検波回路でよく、複雑な論理制御が不要な分、ウェイクアップ電波検知部２４自身が消費する電力も小さい。
この結果、従来、ビーコン信号を受信する毎に、そのビーコン信号に自端末宛のデータの有無をチェックするための無線ＬＡＮ通信制御部を起動していたのに対し、本発明では、自端末宛のウェイクアップ電波を検知した場合にのみ、ビーコン信号受信部２３へ給電すればよく、無駄なウェイクアップ回数を激減でき、待機中の電力消費を大幅に抑制できる。
図４は、無線アクセスポイント１と無線ＬＡＮ電話機２の動作シーケンス図であり、無線アクセスポイント１に無線ＬＡＮ電話機２が帰属した後に、ＬＡＮからの着信に応答して通話に至るまでのシーケンス例を表している。
無線ＬＡＮ電話機２が無線アクセスポイント１に帰属要求する際に、自端末がウェイクアップ電波を受信できる端末であることを通知すると（Ｓ４０１）、無線アクセスポイント１は帰属許可を通知する際に、ウェイクアップ電波の周波数を通知し（Ｓ４０２）、通知した周波数を無線ＬＡＮ電話機２と対応付けて帰属端末情報記憶部１６に記憶する（Ｓ４０３）。ここで、ウェイクアップ電波の周波数は、無線アクセスポイント１のウェイクアップ電波周波数制御部１７が管理しており、ウェイクアップ電波の周波数帯域の範囲で、無線ＬＡＮ電話機毎に別々の周波数が割り振られる。
ＬＡＮから無線ＬＡＮ電話機２への着信通知が到来すると、無線アクセスポイント１は、到来した着信通知を無線ＬＡＮ通信制御部１２内部のバッファメモリ（図示せず）に一時蓄積する。そして、帰属端末情報記憶部１６を参照して、着信先の無線ＬＡＮ電話機２に対応した周波数のウェイクアップ電波を発信する（Ｓ４１１）。すると、着信先の無線ＬＡＮ電話機２のウェイクアップ電波検知部２４がこのウェイクアップ電波を検知し、ビーコン信号受信部２３を起動し（Ｓ４１２）、ビーコン信号を受信し（Ｓ４１３）、スリープ状態からウェイクアップする（Ｓ４１４）。無線アクセスポイント１は着信先の無線ＬＡＮ電話機２がウェイクアップした後に、無線ＬＡＮ通信制御部１２内部に一時蓄積した着信通知を無線ＬＡＮ電波送受信部１３経由で無線ＬＡＮ電話機２へ通知する（Ｓ４１５）。無線ＬＡＮ電話機２がこの着信通知に応答すると（Ｓ４１６）、無線アクセスポイント１はこの応答をＬＡＮへ中継し（Ｓ４１７）、ＬＡＮを介してこの着信の発信元（図示せず）との通話が開始する（Ｓ４２０）。
図５は、無線アクセスポイント１の動作フローチャート図である。本フローは電源が投入された状態でスタートし（Ｓ５０１）、無線ＬＡＮ電話機２からの帰属要求の有無（Ｓ５０２）、無線ＬＡＮ電話機２からの無線ＬＡＮパケット受信の有無（Ｓ５１０）、ＬＡＮからのＬＡＮパケット受信の有無（Ｓ５２０）を監視する。
無線ＬＡＮ電話機２から帰属要求があった場合（Ｓ５０２，Ｙｅｓ）、帰属処理すると共に、ウェイクアップ電波の周波数を帰属した無線ＬＡＮ端末へ通知する（Ｓ５０３）。なお、ウェイクアップ電波を受信できない無線ＬＡＮ電話機が帰属してきた場合は、このウェイクアップ電波の周波数を通知するステップは省略できる（図示せず）。
ＬＡＮからの着信通知等のＬＡＮパケットを受信した場合（Ｓ５２０，Ｙｅｓ）、当該ＬＡＮパケットの送信先アドレスを検索キーに帰属端末情報記憶部１６を参照して送信先の無線ＬＡＮ電話機２に対応したウェイクアップ電波の種別（周波数）を検索し（Ｓ５２１）、ウェイクアップ電波周波数制御部１７が検索した周波数でウェイクアップ電波を発信するようにウェイクアップ電波発信部１８を制御する。そして、タイマーをスタートさせてから（Ｓ５２２）、ウェイクアップ電波発信部１８よりウェイクアップ電波を発信し（Ｓ５２３）、さらに一定時間（例えば数ｍＳ）タイムウェイトしてから（Ｓ５２４）、ビーコン信号生成部１４が生成したビーコン信号を発信する（Ｓ５３０）。
なお、ビーコン信号は通常の無線ＬＡＮで使用するものと同じであり、その詳細については説明を省略する。また、Ｓ５２４のウェイトはスリープ状態にある無線ＬＡＮ電話機２がウェイクアップ電波に反応してウェイクアップするのを待つ時間であるが、ウェイクアップ電波に反応してウェイクアップした無線ＬＡＮ電話機２が、ウェイクアップした旨の応答を返す設計とした場合はこのＳ５２４のウェイトは無くても良い。以下通常の無線アクセスポイントと同じ動作フローなので、詳細な説明は省略する。
図６は、無線ＬＡＮ端末２の動作フローチャート図であり、受信待機中（スリープ状態）から本フローは開始する（Ｓ６０１）。
無線アクセスポイント１からのウェイクアップ電波を受信すると（Ｓ６０２，Ｙｅｓ）、給電スイッチ２７をオンし（Ｓ６１０）、ビーコン信号受信部２３を起動する。そして、自端末宛のデータが有ることを検知すると（Ｓ６１２，Ｙｅｓ）、給電スイッチ２８をオンする（Ｓ６２０）。すると、端末内の各部へ電池２６から給電され、この無線ＬＡＮ電話機２はスリープ状態からウェイクアップする。
Ｓ６０２でウェイクアップ電波を受信しない場合（Ｓ６０２，Ｎｏ）、Ｓ６０３に進み、タイマー１（例えば数秒）の満了を判定する。タイマー１が満了していなければ（Ｓ６０３，Ｎｏ）、Ｓ６０２に戻る。満了した場合（Ｓ６０３，Ｙｅｓ）、タイマー１を再度スタートさせて（Ｓ６０４）、Ｓ６１０に進む。そして、ビーコン信号を受信しない（Ｓ６１１，Ｎｏ）、またはビーコンを受信したが自端末宛のデータが無い場合（Ｓ６１２，Ｎｏ）、Ｓ６１０でオンした給電スイッチ２７をオフして（Ｓ６１３）、Ｓ６０２に戻る。
これは、例えば、無線ＬＡＮ電話機２が帰属中の無線アクセスポイント１から離れた場所に移動し、無線ＬＡＮ電波は受信可能であっても、ウェイクアップ電波が届かない場合の救済策であり、ウェイクアップ電波を受信しない期間が一定時間（タイマー１）持続した場合に、給電スイッチ２７をオンして自端末宛のビーコン信号の有無をチェックする。以下、通常の無線ＬＡＮ電話機と同じ動作フローなので、詳細な説明は省略する。
以上説明した通り、本発明によれば、待機中（スリープ状態）の無線ＬＡＮ電話機２のビーコン信号受信部２３は、関係ないビーコン信号の受信タイミング時は給電されないので無駄な電力消費を防止できる。
なお、本発明の実施形態においては、無線ＬＡＮ端末として携帯型無線ＬＡＮ電話機を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明は、無線ＬＡＮ端末一般に適用可能であり、例えば、電池駆動型の携帯型のパーソナルコンピュータやＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）に適用した場合も、その待機中の電池の持ちをよくする効果がある。さらに、本発明を、電池駆動型でない無線ＬＡＮ端末一般に適用した場合も、その待機電力を低減できる効果がある。
１・・・無線アクセスポイント
１１・・・ＬＡＮ通信部
１２・・・無線ＬＡＮ通信制御部
１３・・・無線ＬＡＮ電波送受信部
１４・・・ビーコン信号生成部
１５，１９・・・アンテナ
１６・・・帰属端末情報記憶部
１７・・・ウェイクアップ電波周波数制御部
１８・・・ウェイクアップ電波発信部
２・・・無線ＬＡＮ電話機
２０・・・電話機部
２１・・・無線ＬＡＮ通信制御部
２２・・・無線ＬＡＮ電波送受信部
２３・・・ビーコン信号受信部
２４・・・ウェイクアップ電波検知部
２５・・・ウェイクアップ電波周波数設定部
２６・・・電池
２７，２８・・・給電スイッチ
２９，３０・・・アンテナ
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２３・・・ビーコン信号受信部
２４・・・ウェイクアップ電波検知部
２５・・・ウェイクアップ電波周波数設定部
２６・・・電池
２７，２８・・・給電スイッチ
２９，３０・・・アンテナ
Claims (2)
- １以上の無線ＬＡＮ端末を収容し、前記無線ＬＡＮ端末とＬＡＮとの間でデータを中継する無線アクセスポイントであって、
前記ＬＡＮとデータを送受信するＬＡＮ通信手段と、前記無線ＬＡＮ端末と無線ＬＡＮ通信を開始するためのビーコン信号を送信するビーコン信号送信手段と、前記無線ＬＡＮ端末と無線ＬＡＮ通信によりデータを送受信する無線ＬＡＮ通信手段と、前記無線ＬＡＮ端末から帰属要求を受け付ける際にスリープ状態の前記無線ＬＡＮ端末をウェイクアップさせるウェイクアップ電波を受信可能な旨の通知を受信するウェイクアップ可能通知受信手段と、前記帰属要求を受け付けた無線ＬＡＮ端末へ前記ウェイクアップ電波の周波数を通知するウェイクアップ電波周波数通知手段と、自アクセスポイントに帰属する無線ＬＡＮ端末に係る情報と前記ウェイクアップ電波の周波数を対応付けて記憶する帰属端末情報記憶手段と、前記ウェイクアップ電波を前記無線ＬＡＮ通信以外の無線通信方式により送信するウェイクアップ電波送信手段と、を有し、
前記ウェイクアップ電波周波数通知手段は、自アクセスポイントへの帰属を要求する無線ＬＡＮ端末から前記ウェイクアップ電波を受信可能な旨の通知を受信した場合に、前記帰属端末情報記憶手段を参照し、前記無線ＬＡＮ端末のいずれにも対応していないウェイクアップ電波の周波数を通知し、前記通知したウェイクアップ電波の周波数と当該無線ＬＡＮ端末に係る情報とを対応付けて前記帰属端末情報記憶手段に保存し、前記ＬＡＮ通信手段が自アクセスポイントに帰属する無線ＬＡＮ端末宛のパケットデータを前記ＬＡＮから受信した場合に、前記ウェイクアップ電波送信手段は、前記帰属端末情報記憶手段を参照して、当該無線ＬＡＮ端末に予め対応付けられている周波数のウェイクアップ電波を送信することを特徴とするウェイクアップ電波送信機能を有する無線アクセスポイント。 - 請求項１に記載の無線アクセスポイントに帰属する無線ＬＡＮ端末であって、
ビーコン信号を受信するビーコン信号受信手段と、前記無線アクセスポイントと無線ＬＡＮ通信によりデータを送受信する端末側無線ＬＡＮ通信手段と、前記無線アクセスポイントへ帰属を要求する際に前記ウェイクアップ電波を受信可能な旨を通知するウェイクアップ可能通知手段と、自端末がスリープ状態であっても前記無線ＬＡＮ通信以外の無線通信方式により送信されてくるウェイクアップ電波を受信するウェイクアップ電波受信手段と、前記ウェイクアップ電波受信手段以外の全てまたは一部への給電を停止するスリープ状態に自端末を制御するスリープ手段と、前記ウェイクアップ電波を受信した場合にスリープ状態の自端末をウェイクアップさせるウェイクアップ手段と、を有することを特徴とする無線ＬＡＮ端末。
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