(57)【要約】【課題】ホストがスリープ状態に入る場合において、ホスト及びデバイスのビーコン開始タイミングはクロック精度でずれていくため、同一ビーコングループ内の他のデバイスとの同期が維持できなくなる。【解決手段】ホストとデバイスとを含んで構成される通信システムであって、前記ホストは、省電力モードに入るとき、前記デバイスに対してビーコンを継続して送信させると共に、省電力モードになった後、周期的に省電力モードを解除して、前記デバイスに対して、同一ビーコングループ内の他のデバイスのビーコン開始タイミング情報を調べさせ、前記ビーコン開始タイミング情報を基に、前記デバイスに対してビーコン送信タイミングを調整させることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホストとデバイスとを含んで構成される通信システムであって、
前記デバイスにその周辺の他のデバイス情報を調べさせる手段と、
前記デバイスにパケットを送信させる手段と、
チャネルを停止して省電力モードに入る手段と、
前記ホストからの指示でパケットを送信する手段とを有し、
前記ホストは、省電力モードに入るとき、前記デバイスに対してビーコンを継続して送信させると共に、省電力モードになった後、周期的に省電力モードを解除して、前記デバイスに対して、同一ビーコングループ内の他のデバイスのビーコン開始タイミング情報を調べさせ、前記ビーコン開始タイミング情報を基に、前記デバイスに対してビーコン送信タイミングを調整させることを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記ホストが省電力モードになった後、省電力モードを解除する周期は、前記ホストが省電力モードに入っている間の前記デバイスのビーコン開始時間のずれがガードタイムを超えない時間に設定されることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広帯域無線技術、特には、Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  ｂａｎｄ（ＵＷＢ）無線技術に関する。その中でもＷｉｒｅｌｅｓｓ  ＵＳＢ（ＷＵＳＢ）のシステムの通信制御に用いられて好適である。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル無線通信の伝送レートの高速化に伴い、様々な変調方式の無線通信が開発されている。また、伝送速度の高速化に伴い、おのずと使用する周波数帯の高周波化、広帯域化の方向に進んでいる。
Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＵＳＢ（以下、ＷＵＳＢという）は、従来のＵＳＢケーブルの変わりにＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅ  Ｂａｎｄ）を利用した無線インターフェースによってデータ転送を行うものである。
【０００３】
ＷＵＳＢは、有線のＵＳＢと同様、パソコンのようなホストを中心に周辺機器を１対１若しくは、１対多で接続される。転送速度は、３ｍの距離であれば４８０Ｍｂｐｓ、１０ｍ程度の距離であれば１１０Ｍｂｐｓであり、他の無線通信規格に比べて非常に高速の無線通信を可能にするものである。また、変調方式にはＭｕｌｔｉ  Ｂａｎｄ  ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）方式を採用して互いに直交した複数のサブキャリアを広帯域に配置して高速伝送を実現している。
【０００４】
次に、図３（ａ）は、ＷＵＳＢクラスタが、Ｄｉｒｅｃｔｅｄ  Ｂｅａｃｏｎｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ（ＤＢＤ）を介して、他のＷｉＭｅｄｉａ準拠のデバイスと同一ビーコングループを形成して通信を行う通信システムの構成を示している。図３（ａ）において、３００は、ビーコングループ（ＢＧ１）である。システム内の全てのデバイスは、同一ビーコンを基に同期して通信をしている。
【０００５】
３０１は、ＷＵＳＢ準拠のデバイスの通信範囲のクラスタを示している。図３（ａ）では、ＷＵＳＢ準拠のホストＨ１（３０２）、ＤＢＤ（３０３）を含んで構成されている。なお、ＤＢＤ（３０３）は、デバイス又はビーコンデバイスともいう。
ホストＨ１（３０２）は、ＷｉＭｅｄｉａ  ＭＡＣ機能を有し、ＷＵＳＢホスト機能を有するものである。ＷｉＭｅｄｉａ  ＭＡＣ機能として、ビーコンを送信する機能と、スーパーフレーム中でＤＲＰを予約する機能とを有し、ビーコングループを形成するものである。
ＤＢＤ（３０３）は、ＷｉＭｅｄｉａ  ＭＡＣ機能を有しておらず、ＷＵＳＢデバイス機能を有するものである。ＤＢＤ（３０３）は、パケット送信、パケット計測、パケット補足機能を有していて、これらの機能は、ホストＨ１（３０２）からの指示で起動する。また、ＤＢＤ（３０３）は、ＷｉＭｅｄｉａ準拠のデバイスの出力する固定長のスーパーフレーム周期で繰り返されるＷｉＭｅｄｉａ制御信号（ビーコン）を聞くことはできない。すなわち、ＤＢＤ（３０３）は、ホストＨ１（３０２）からの指示によってのみＷｉＭｅｄｉａ準拠の動作を行うことができるデバイスである。更に、ＤＢＤ（３０３）は、ＷＵＳＢ準拠のデバイスが出力するＷｉＭｅｄｉａ準拠のデバイスのビーコンに相当するＭＭＣ（Ｍｉｃｒｏ−ｓｃｈｅｄｕｌｅｄ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｃｏｍｍａｎｄ）を聞くことが可能なデバイスである。
【０００６】
また、デバイスＷ１（３０４）、デバイスＷ２（３０５）、デバイスＷ３（３０６）は、ＷｉＭｅｄｉａ準拠のデバイスである。
図３（ａ）において、ＷＵＳＢ準拠のホストＨ１（３０２）は、直接、ＷｉＭｅｄｉａ準拠のデバイスＷ１（３０４）、デバイスＷ２（３０５）、デバイスＷ３（３０６）と通信することができない。すなわち、図３（ａ）は、ＤＢＤ（３０３）を介して、ＷｉＭｅｄｉａ準拠のデバイスＷ１（３０４）、デバイスＷ２（３０５）、デバイスＷ３（３０６）と通信可能なシステム構成である。
【０００７】
次に、図３（ｂ）に、図３（ａ）に示す同一ビーコングループ（ＢＧ１）を形成するデバイスの１スーパーフレーム間のビーコンの配置を示す。また、各デバイスに割り当てられた通信帯域を示すＤＲＰ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ）の配置を示す。
図３（ｂ）において、３１０は、同一ビーコングループ３００内のＷＵＳＢクラスタ３０１のホストＨ１（３０２）のビーコンの位置を示す。同様に、３１１は、デバイスＷ１（３０４）の送信するビーコンの位置である。また、３１２は、ＤＢＤ（３０３）の送信するビーコンの位置である。３１３は、デバイスＷ２（３０５）の送信するビーコンの位置である。３１４は、デバイスＷ３（３０６）の送信するビーコンの位置である。
【０００８】
また、図３（ｂ）において、３１５は、ホストＨ１（３０２）に割り当てられた帯域を示す帯域ＤＲＰ１である。この割り当てられた帯域は、ＤＢＤ（３０３）と、ホストＨ１（３０２）とが共有している帯域である。
また、３１６は、デバイスＷ２（３０５）に割り当てられた帯域を示す帯域ＤＲＰ２である。また、３１７は、デバイスＷ１（３０４）に割り当てられた帯域を示す帯域ＤＲＰ３である。３１８は、デバイスＷ３（３０６）に割り当てられた帯域を示す帯域ＤＲＰ４である。
同一ビーコングループ３００を形成している各デバイスは、以上のようなビーコンの送信位置と与えられた（予約した）通信帯域、すなわちチャネル予約情報とに基づいて、通信を行う。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、図３（ａ）において、ＷＵＳＢクラスタ３０１内のホストＨ１（３０２）が、電力低減を目的としてスリープ状態になった場合を想定する。ＷＵＳＢクラスタ３０１内のＤＢＤ（３０３）は、ホストＨ１（３０２）がスリープ状態になる前までは、ホストＨ１（３０２）からの指示によってＷｉＭｅｄｉａ準拠のデバイスの情報を知り得ていた。しかし、スリープ状態になると、ホストＨ１（３０２）の指示が得られなくなり、ビーコングループ３００内のＷｉｍｅｄｉａ準拠のデバイスＷ１（３０４）、デバイスＷ２（３０５）、デバイスＷ３（３０６）からのビーコンが受信できなくなる。したがって、デバイスＷ１（３０４）、デバイスＷ２（３０５）、デバイスＷ３（３０６）の情報を取得できなくなる。すなわち、ＤＢＤ（３０３）は、ホストＨ１（３０２）がスリープ状態に入ることにより何もできなくなってしまう。
【００１０】
したがって、ＤＢＤ（３０３）は、スリープ状態となったホストＨ１（３０２）と共に、ビーコングループ３００内の他のデバイスのビーコンとの通信が維持できなくなる。これによって、ホストＨ１（３０２）とＤＢＤ（３０３）とは、同一ビーコングループ３００から離脱することを余儀なくされ、今まで通信に使用していた帯域を他のデバイスに奪われることになってしまう。その結果、ホストＨ１（３０２）が、スリープ状態を解除して再び、周囲のデバイスと通信を行うためには、最初から周囲のデバイスとの通信を行う手順を踏んで周囲のデバイスとの同期を取り直し、通信帯域を確保する必要がある。このように、従来のシステムでは、ホストがスリープ状態になったときに、通信を立ち上げるために時間がかかるという問題がある。
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、ホストがスリープ状態になったとしても、ホストと他のデバイスとの同期を維持することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、ホストとデバイスとを含んで構成される通信システムであって、前記デバイスにその周辺の他のデバイス情報を調べさせる手段と、前記デバイスにパケットを送信させる手段と、チャネルを停止して省電力モードに入る手段と、前記ホストからの指示でパケットを送信する手段とを有し、前記ホストは、省電力モードに入るとき、前記デバイスに対してビーコンを継続して送信させると共に、省電力モードになった後、周期的に省電力モードを解除して、前記デバイスに対して、同一ビーコングループ内の他のデバイスのビーコン開始タイミング情報を調べさせ、前記ビーコン開始タイミング情報を基に、前記デバイスに対してビーコン送信タイミングを調整させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、デバイスのビーコンの送出タイミングを調整することができ、デバイスを介して、ホストと同一ビーコングループ内の他のデバイスとの同期を維持しつつ、ホストがスリープする時間を確保することができる。
また、例えば、ホストが定期的にスリープ状態を解除して、デバイスの操作をするのみで、ホストがスリープ状態中に通信帯域を奪われることがない。また、例えば、ホストがスリープ状態から解除したとき、新たに通信帯域を確保するための、通信を行うことが不要であり、立ち上げが早くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係るホストがスリープ状態に入る前の動作を示すフローチャ―トである。
ステップＳ１０１で、ホストがスリープ状態、すなわちチャネルを停止して省電力モードに入るか否かを判定し、スリープ状態に入らない場合はそのまま戻る。スリープ状態に入ると判定した場合、ステップＳ１０２では、ホストＨ１（３０２）は、Ｃｏｕｎｔ  Ｐａｃｋｅｔを送信し、ＤＢＤ（３０３）に対して周囲のデバイスのパケット数等をカウントさせると共に、受信した時間を記憶させ、その記憶情報を入手する。
【００１４】
次に、ステップＳ１０３において、ホストＨ１（３０２）は、ＤＢＤ（３０３）に対してＣａｐｔｕｒｅ  Ｐａｃｋｅｔを送信して、ビーコングループ３００内の他のデバイス情報をサーチさせ、単一パケットを受信、記憶させ、その情報を入手する。この段階で、ホストＨ１（３０２）は、ＤＢＤ（３０３）を介して周囲のデバイスのビーコン開始情報を入手することができる。
次に、ステップＳ１０４において、ホストＨ１（３０２）は、ＤＢＤ（３０３）に対して、Ｔｒａｎｓｍｉｔ  Ｐａｃｋｅｔを送信し、ＤＢＤ（３０３）にビーコンを継続して送出させる。
【００１５】
次に、ステップＳ１０５において、ホストＨ１（３０２）は、周囲のデバイスとＤＢＤ（３０３）とのビーコン開始時間のずれ量を検出する。
次に、ステップＳ１０６において、ホストＨ１（３０２）は、周囲のデバイスの中で最もビーコン開始時間のずれ量の大きいデバイスのずれ量に基づいて、スリープ解除の周期を算出する。ここで、システムのデバイスのクロック精度は、規格で±２０ｐｐｍ以内と規定されている。よって、最悪で相対的に４０ｐｐｍの精度差がある場合を想定すると、ＤＢＤ（３０３）のビーコン開始位置は、１スーパーフレームの時間を６５５３６ｕＳとして１スーパーフレームあたり２．６ｕＳずれることになる。よって、ガードタイムが規格で１２ｕＳと規定されているため、この場合、５スーパーフレームでずれ量がガードタイムを超えてしまい、同期を維持できなくなってしまう。最悪の場合、５スーパーフレーム以内にはスリープ状態を解除すればよい。実際には検出したずれ量を基に算出する。
【００１６】
次に、ステップＳ１０７において、ホストＨ１（３０２）は、ＤＢＤ（３０３）に対してＣｈａｎｅｌ  Ｓｔｏｐ  ＩＥを３回連続したＭＭＣにおいて送信する。
次に、ステップＳ１０８において、ホストＨ１（３０２）は、スリープ状態に入る。
【００１７】
図２は、ホストＨ１（３０２）が、スリープ状態に入った後、周期的にスリープ解除を行うときの動作を示すフローチャートである。
ステップＳ２０１において、ホストＨ１（３０２）は、スリープ解除時間が経過したか否かを判定し、経過していないと判定した場合はそのまま戻る。経過していると判定した場合、ステップＳ２０２において、スリープ状態を解除する。
ステップＳ２０３において、ホストＨ１（３０２）は、ＤＢＤ（３０３）に対してＣｏｕｎｔ  Ｐａｃｋｅｔを送信し、ＤＢＤ（３０３）に対して、周囲のデバイスのパケット数等をカウントさせる。
【００１８】
ステップＳ２０４において、ホストＨ１（３０２）は、ＤＢＤ（３０３）に対してＣａｐｔｕｒｅ  Ｐａｃｋｅｔを送信して、ビーコングループ３００内の他のデバイスの情報をサーチさせる。
ステップＳ２０５において、ホストＨ１（３０２）は、ＤＢＤ（３０３）に対してサーチさせたビーコングループ３００内の他のデバイスのビーコン開始タイミング情報を入手する。
【００１９】
ステップＳ２０６において、ホストＨ１（３０２）は、ステップＳ２０５で入手したビーコン開始タイミング情報を基に、ＤＢＤ（３０３）に対して、再度、Ｔｒａｎｓｍｉｔ  Ｐａｃｋｅｔを送信し、ＤＢＤ（３０３）のビーコン送信タイミングを調整する。
上述した処理により、ＤＢＤ（３０３）は、ホストＨ１（３０２）によって指示されて送信していたビーコンのクロック精度に応じて、ずれていったビーコン開始時間を正規のタイミングで出すことができる。
【００２０】
次に、上述したステップＳ１０６において、周囲のデバイスの中で最もビーコン開始時間のずれ量の大きいデバイスのずれ量を基にスリープ解除の周期を算出する方法について説明する。
図４（ａ）は、ホストＨ１が、スリープ状態に入った状態を示す図である。図４（ａ）において、同一ビーコングループ内の各デバイスの構成は図３と同様である。図４（ａ）では、ホストＨ１（４０２）が、スリープ状態に入る前に、ＤＢＤ（４０３）は、ホストＨ１（４０２）からの指示のＴｒａｎｓｍｉｔ  Ｐａｃｋｅｔを受信しているため、ビーコンを継続して送信している状態である。しかしながら、同一ビーコングループ４００内の周囲の他のデバイスのビーコンをホストＨ１（４０２）の指示なしでは、受信できない。そのため、少しずつ自前のシステムのクロック精度に応じて、ビーコン開始タイミングが同一ビーコングループ４００の周囲のデバイスとずれていくことになる。
【００２１】
図４（ｂ）は、例えば、ＤＢＤ（４０３）のビーコン開始位置のずれが、前方にＴ０ｓｅｃずれを生じている。周囲のデバイスＷ１（４０４）、デバイスＷ２（４０５）、デバイスＷ３（４０６）のうち、最もビーコン開始位置がずれているデバイスＷ３（４０６）で、そのずれ量が後方にＴ１ｓｅｃのずれを生じている場合を想定する。この場合、ＤＢＤ（４０３）と、デバイスＷ３（４０６）のビーコン開始位置のずれは、相対的にＴ０＋Ｔ１ｓｅｃとなる。１スーパーフレームあたりのずれ量Ｔ０＋Ｔ１ｓｅｃを基に、ホストＨ１（４０２）が、スリープ状態を解除する周期を決定し、設定する。
【００２２】
例えば、Ｔ０＋Ｔ１ｓｅｃが、１ｕＳであった場合、１２個目のスーパーフレームではずれ量は１２ｕＳとなり、規格で決められているガードタイム１２ｕＳの値になってしまう。ＤＢＤ（４０３）のビーコン開始タイミングと他のデバイスとのビーコン開始タイミングがガードタイム１２ｕＳを超えてしまうと、ＤＢＤ（４０３）は、同一ビーコングループ４００から切り離されてしまう。したがって、ホストＨ１（４０２）は、スーパーフレーム１２回以内にスリープ状態を解除して、ＤＢＤ（４０３）に対して指示を出し、ビーコン開始タイミングを補正する必要がある。すなわち、ホストＨ１（４０２）は、少なくとも１２スーパーフレームに１回の周期でスリープ状態を解除することによって同一ビーコングループ４００から切り離されることなく通信が可能となる。
【００２３】
図５（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に係るシーケンスチャートの概略を示した図である。
図５（ａ）は、ホストＨ１がスリープ状態に入る前に、ＤＢＤに指示する手順を示すシーケンスチャートである。また、図５（ｂ）は、ホストＨ１がスリープ状態を解除した後、再びスリープ状態に入るまでのＤＢＤに対する指示の手順を示すシーケンスチャートである。
図５（ａ）において、ホストＨ１（３０２）がスリープに入るか否かを判定し、スリープ状態に入ると判定した場合、ＤＢＤ（３０３）にＣｏｕｎｔ  Ｐａｃｋｅｔを送信し、ＤＢＤ（３０３）に対して、周囲のデバイスから受信したパケット数をカウントさせる。また、受信した時間を記憶させ、その記憶情報を入手する。
【００２４】
次に、ホストＨ１（３０２）は、ＤＢＤ（３０３）に対して、Ｃａｐｔｕｒｅ  Ｐａｃｋｅｔを送信して、ビーコングループ３００内の他のデバイスの情報をサーチさせ、単一パケットを受信、記憶させ、その情報を入手する。この段階で、ホストＨ１（３０２）は、ＤＢＤ（３０３）を介して、周囲のデバイスのビーコン開始情報を入手することができる。ホストＨ１（３０２）は、周囲のデバイスとＤＢＤ（３０３）とのビーコン開始時間のずれ量を検出する。
ホストＨ１（３０２）は、周囲のデバイスの中で最もビーコン開始時間のずれ量の大きいデバイスのずれ量を基にスリープ解除の周期を算出する。
【００２５】
次に、ホストＨ１（３０２）は、キャプチュアした周囲のデバイスの情報を基に、ＤＢＤ（３０３）に対してＴｒａｎｓｍｉｔ  Ｐａｃｋｅｔを送信して、ＤＢＤ（３０３）に規則正しい間隔でビーコンを継続して送出させる。
ホストＨ１（３０２）は、ＤＢＤ（３０３）に対してＣｈａｎｅｌ  Ｓｔｏｐ  ＩＥを３回連続したＭＭＣにおいて送信し、スリープ状態に入ることを宣言する。ホストＨ１（３０２）は、スリープ状態に入る。
【００２６】
図５（ｂ）において、ホストＨ１（３０２）は、スリープ解除時間が経過したか否かを判定し、経過していると判定した場合はスリープを解除する。
ホストＨ１（３０２）は、ＤＢＤ（３０３）に対してＣｏｕｎｔ  Ｐａｃｋｅｔを送信し、ＤＢＤ（３０３）に対して、周囲のデバイスから受信したパケット数をカウントさせると共に、受信した時間を記憶させ、その記憶情報を入手する。
ホストＨ１（３０２）は、ＤＢＤ（３０３）に対してＣａｐｔｕｒｅ  Ｐａｃｋｅｔを送信してビーコングループ３００内の他のデバイス情報をサーチさせ、単一パケットを受信、記憶させ、その情報を入手する。この段階でホストＨ１（３０２）は、ＤＢＤ（３０３）を介して、周囲のデバイスのビーコン開始情報を入手することができる。
【００２７】
次に、ホストＨ１（３０２）は、キャプチュアした周囲のデバイスの情報を基に、ＤＢＤ（３０３）に対してＴｒａｎｓｍｉｔ  Ｐａｃｋｅｔを送信して、ＤＢＤ（３０３）に規則正しい間隔でビーコンを送出させる。
このようにして、ＤＢＤ（３０３）は、ホストＨ１（３０２）によって指示されて送信していたビーコンのクロック精度に応じて、ずれていったビーコン開始時間を正規のタイミングで出すことができる。
次に、ホストＨ１（３０２）は、ＤＢＤ（３０３）に対してＣｈａｎｅｌ  Ｓｔｏｐ  ＩＥを３回連続したＭＭＤにおいて送信しスリープ状態に入ることを宣言する。この後、ホストＨ１（３０２）は、スリープ状態に入る。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ホストがスリープ状態に入る前の動作を示すフローチャ―トである。
【図２】ホストがスリープ状態に入った後、周期的にスリープ解除を行う際の動作を示すフローチャートである。
【図３】ホストがスリープ状態に入る前のシステム構成を示す図である。
【図４】ホストがスリープ状態に入ったときのシステム構成を示す図である。
【図５】ホストとデバイスとの動作のシーケンスチャートを示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
３００、４００  同一ビーコングループ領域
３０２、４０２  ホストＨ１
３０３、４０３  ＤＢＤ（Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  Ｂｅａｃｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅ）
３０４、４０４  デバイスＷ１
３０５、４０５  デバイスＷ２
３０６、４０６  デバイスＷ３
３１０、４１０  ホストＨ１のビーコン
３１２、４１２  ＤＢＤのビーコン
３１４、４１４  デバイスＷ３のビーコン
【図１】
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【図２】
2010062759.tif 000004
【図３】
2010062759.tif 000005
【図４】
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【図５】
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