(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線基地局との間で無線通信を行うための無線通信モジュールを間欠的に起動することにより省電力動作を行う無線端末において、
エンドツーエンドの送受信に要する遅延時間であるエンド間遅延時間を測定するエンドツーエンド遅延取得手段と、
前記エンドツーエンド遅延取得手段により測定されたエンド間遅延時間が予め規定された基準値以下となるように前記無線通信モジュールの起動周期を変更する起動周期変更判定手段と、を備えていることを特徴とする無線端末。
【請求項２】
無線基地局との間で無線通信を行うための無線通信モジュールを間欠的に起動することにより省電力動作を行っている無線端末において、
エンドツーエンドの送受信に要する遅延時間であるエンド間遅延時間を測定するエンドツーエンド遅延取得手段と、
自己の起動周期を通信相手の端末に通知するための起動周期通知パケットの送信を行うとともに、通信相手の端末からの起動周期通知パケットの受信を行っている起動周期通知パケット送受信手段と、
前記エンドツーエンド遅延取得手段によって計測されたエンド間遅延時間が予め設定された基準値以上の場合に、前記起動周期通知パケット送受信手段に指示することにより起動周期通知パケットを通信相手の端末に送信し、通信相手の端末からの起動周期通知パケットにより通知された起動周期と自己の起動周期とを比較し、自己の起動周期が通信相手の端末の起動周期より大きいか同じの場合、自己の起動周期を短くする変更を行う起動周期変更判定手段と、を備えていることを特徴とする無線端末。
【請求項３】
前記エンドツーエンド遅延取得手段は、通信相手先の端末との間でパケットが往復する時間により前記エンド間遅延時間の測定を行う請求項１または２記載の無線端末。
【請求項４】
前記パケットが、ＰＩＮＧパケットである請求項３記載の無線端末。
【請求項５】
前記パケットが、ＲＴＣＰパケットである請求項３記載の無線端末。
【請求項６】
無線基地局との間で無線通信を行うための無線通信モジュールを間欠的に起動することにより省電力動作を行っている無線端末において、
前記無線基地局から無線区間を介さずに接続可能な固定端末へのネットワーク遅延時間が、前記各固定端末毎に格納されているネットワーク遅延時間データベースと、
前記固定端末との間で通信を開始する前に無線基地局から通信相手先の固定端末までのネットワーク遅延時間を前記ネットワーク遅延時間データベースから取得し、該ネットワーク遅延時間と前記無線基地局までの無線区間遅延時間とを加算することにより、エンドツーエンドの送受信に要する時間であるエンド間遅延時間を算出し、該エンド間遅延時間が規定された基準値以下に抑えられるように前記無線通信モジュールの起動周期を変更する起動周期変更判定手段と、を備えていることを特徴とする無線端末。
【請求項７】
無線基地局との間で無線通信を行うための無線通信モジュールを間欠的に起動することにより省電力動作を行う無線端末において、エンドツーエンドの送受信に要する遅延時間であるエンド間遅延時間を規定された基準値以下に抑えるためのエンド間遅延制御方法であって、
前記エンド間遅延時間を測定するステップと、
測定された前記エンド間遅延時間が予め規定された基準値以下となるように前記無線通信モジュールの起動周期を変更するステップと、を備えているエンド間遅延制御方法。
【請求項８】
無線基地局との間で無線通信を行うための無線通信モジュールを間欠的に起動することにより省電力動作を行っている無線端末において、エンドツーエンドの送受信に要する遅延時間であるエンド間遅延時間を規定された基準値以下に抑えるためのエンド間遅延制御方法であって、
前記エンド間遅延時間を測定するステップと、
測定された前記エンド間遅延時間が予め設定された基準値以上の場合に、自己の起動周期を通信相手の端末に通知するための起動周期通知パケットを通信相手の端末に送信するステップと、
通信相手の端末からの起動周期通知パケットにより通知された起動周期と自己の起動周期とを比較するステップと、
自己の起動周期が通信相手の端末の起動周期より大きいか同じの場合、自己の起動周期を短くする変更を行うステップと、を備えているエンド間遅延制御方法。
【請求項９】
前記エンド間遅延時間を測定するステップでは、通信相手先の端末との間でパケットが往復する時間により前記エンド間遅延時間の測定を行う請求項７または８記載のエンド間遅延制御方法。
【請求項１０】
前記パケットが、ＰＩＮＧパケットである請求項９記載のエンド間遅延制御方法。
【請求項１１】
前記パケットが、ＲＴＣＰパケットである請求項９記載のエンド間遅延制御方法。
【請求項１２】
無線基地局との間で無線通信を行うための無線通信モジュールを間欠的に起動することにより省電力動作を行っている無線端末において、エンドツーエンドの送受信に要する遅延時間であるエンド間遅延時間を規定された基準値以下に抑えるためのエンド間遅延制御方法であって、
前記固定端末との間で通信を開始する前に無線基地局から通信相手先の固定端末までのネットワーク遅延時間をネットワーク遅延時間データベースから取得するステップと、
該ネットワーク遅延時間と前記無線基地局までの無線区間遅延時間とを加算することにより、エンドツーエンドの送受信に要する時間であるエンド間遅延時間を算出するステップと、
該エンド間遅延時間が規定された基準値以下に抑えられるように前記無線通信モジュールの起動周期を変更するステップと、を備えているエンド間遅延制御方法。
【請求項１３】
無線基地局との間で無線通信を行うための無線通信モジュールを間欠的に起動することにより省電力動作を行う無線端末において、エンドツーエンドの送受信に要する遅延時間であるエンド間遅延時間を規定された基準値以下に抑えるためのエンド間遅延制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記エンド間遅延時間を測定する処理と、
測定された前記エンド間遅延時間が予め規定された基準値以下となるように前記無線通信モジュールの起動周期を変更する処理と、をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１４】
無線基地局との間で無線通信を行うための無線通信モジュールを間欠的に起動することにより省電力動作を行っている無線端末において、エンドツーエンドの送受信に要する遅延時間であるエンド間遅延時間を規定された基準値以下に抑えるためのエンド間遅延制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記エンド間遅延時間を測定する処理と、
測定された前記エンド間遅延時間が予め設定された基準値以上の場合に、自己の起動周期を通信相手の端末に通知するための起動周期通知パケットを通信相手の端末に送信する処理と、
通信相手の端末からの起動周期通知パケットにより通知された起動周期と自己の起動周期とを比較する処理と、
自己の起動周期が通信相手の端末の起動周期より大きいか同じの場合、自己の起動周期を短くする変更を行う処理と、をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１５】
前記エンド間遅延時間を測定する処理では、通信相手先の端末との間でパケットが往復する時間により前記エンド間遅延時間の測定を行う請求項１４記載のプログラム。
【請求項１６】
前記パケットが、ＰＩＮＧパケットである請求項１５記載のプログラム。
【請求項１７】
前記パケットが、ＲＴＣＰパケットである請求項１５記載のプログラム。
【請求項１８】
無線基地局との間で無線通信を行うための無線通信モジュールを間欠的に起動することにより省電力動作を行っている無線端末において、エンドツーエンドの送受信に要する遅延時間であるエンド間遅延時間を規定された基準値以下に抑えるためのエンド間遅延制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記固定端末との間で通信を開始する前に無線基地局から通信相手先の固定端末までのネットワーク遅延時間をネットワーク遅延時間データベースから取得する処理と、
該ネットワーク遅延時間と前記無線基地局までの無線区間遅延時間とを加算することにより、エンドツーエンドの送受信に要する時間であるエンド間遅延時間を算出する処理と、
該エンド間遅延時間が規定された基準値以下に抑えられるように前記無線通信モジュールの起動周期を変更する処理と、をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線基地局との間で無線通信を行うための無線通信モジュールを間欠的に起動することにより省電力動作を行う無線端末に関し、特にエンドツーエンド（端末間）の送受信に要する遅延時間であるエンド間遅延時間を規定された基準値以下に抑えるためのエンド間遅延制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
IEEE802.11等において規定されている無線パケット通信方式では、受信機を定期的に起動(Wake-up)させてパケットを送受信するという省電力モード（パワーセーブモード）が規定されている。
【０００３】
IEEE802.11における省電力モード動作の概要を図９を参照して簡単に説明する。
【０００４】
無線基地局は一定周期でビーコンパケットを全無線端末に向けてブロードキャストしており、無線基地局に関連付けられている全ての無線端末はそのビーコンパケットを受信することができる。
【０００５】
電力消費量を削減したい無線端末は省電力モードに移行し、無線基地局がビーコンを送信する時間のみ起動して電波の送受信を行い、それ以外の時間においては無線通信モジュールへの通電をやめ、電波の送受信を行わないスリープ状態に移行する。スリープ状態中の無線端末はパケットの送受信ができないため、無線基地局はどの無線端末が省電力動作を行っているかを把握し、省電力モードにある無線端末宛のパケットを保管しておく。そして無線基地局は定期的に送信するビーコンパケットによって現在どの無線端末宛のパケットが保管されているかを各無線端末に通知する。
【０００６】
無線基地局からのビーコンパケットによってパケットの到着通知を受けた無線端末は、直ちにこの到着通知に返答してパケットを受信できることを無線基地局に対して通知する。この無線端末からの返答を受けた無線基地局は直ちに保管していたパケットを転送する。
【０００７】
このようにすることで、省電力動作を行っている無線端末はビーコンパケットが送信されている間だけ起動していても、データのためのパケットを取りこぼすことなく受信することができる。以降の説明では無線通信モジュールの通電〜電源断を繰り返す時間間隔を「起動周期」と呼ぶものとする。
【０００８】
また、省電力動作を行っている無線端末は任意のビーコン周期において起動（通電）をスキップすることができる。図９において無線端末Ａは毎周期起動しているが、無線端末Ｂは１つおきに起動している。このようにすることで、毎周期起動するよりもさらに消費電力を抑えることができる。
【０００９】
一方省電力モード動作のデメリットは、パケットの転送遅延が発生することである。すなわちパケットが無線基地局に届いてからそのパケットのあて先の無線端末の起動周期が訪れるまでの間、そのパケットは無線基地局で保管されるため、最大そのあて先の無線端末の起動周期時間だけ遅延が発生することとなる。すなわち、無線端末がより大きな省電力効果を得ようとすればするほど、無線区間における遅延時間やジッタ（遅延時間のゆらぎ）が大きくなってしまう。
【００１０】
ＩＰネットワーク上でＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）などを使用して音声サービスを提供する事業者は、総務省が策定した音声品質基準を満たす必要がある。現在ＶｏＩＰの品質評価基準としてクラスＡ〜Ｃの三段階が規定されており、総合伝送品質率（Ｒ値）、エンド間遅延、呼損率について図１０の基準値を満たす必要がある。すなわちエンド間遅延時間についてはクラスＡで１００ｍｓ未満、クラスＢで１５０ｍｓ未満、クラスＣで４００ｍｓ未満と規定されている。ここで、エンド間遅延時間とは、エンドツーエンド（端末間）の送受信に要する遅延時間のことを意味している。
【００１１】
しかし、上記で説明したような省電力モードで動作している無線端末は、定期的に起動することで消費電力を削減しているため、省電力モードでＶｏＩＰによる通話を行おうとした場合、無線区間での遅延が加算されることにより、規定の品質を満たせなくなる場合がある。
【００１２】
一方省電力動作を行わせないようにすると、無線区間での遅延時間を極小化することができるが、移動端末のようにバッテリ駆動の場合実用的な通話時間が得られなくなってしまう。
【００１３】
エンド間遅延を基準値以下に抑えるための従来のエンド間遅延制御方法としては、データ転送システムにおいて伝送路における遅延時間を測定し、その値が基準値を満たさない場合に、ビットレートや通信帯域の設定を変更する方法が開示されている（例えば、特許文献１、２参照。）。しかし、これらいずれの従来技術も、伝送路に無線区間が存在するものではなく、このような従来技術を用いたとしても、上記で説明したような無線端末における省電力動作による無線区間遅延を抑制することはできない。
【００１４】
【特許文献１】
特開２００２−２０４２７８号公報
【特許文献２】
特開２００２−１３５３３０号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の無線端末およびそのエンド間遅延制御方法では、無線端末が省電力動作を行うと、エンド間遅延時間を規定された基準値以下に抑えることができなくなってしまう場合があるという問題点があった。
【００１６】
本発明の目的は、エンド間遅延時間を規定された基準値以下に抑えることができる範囲内で最適な省電力動作を行うことができる無線端末およびエンド間遅延制御方法を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の無線端末は、無線基地局との間で無線通信を行うための無線通信モジュールを間欠的に起動することにより省電力動作を行う無線端末において、
エンドツーエンドの送受信に要する遅延時間であるエンド間遅延時間を測定するエンドツーエンド遅延取得手段と、
前記エンドツーエンド遅延取得手段により測定されたエンド間遅延時間が予め規定された基準値以下となるように前記無線通信モジュールの起動周期を変更する起動周期変更判定手段とを備えていることを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、エンドツーエンド遅延取得手段により測定されたエンド間遅延時間が規定された基準値以下に収まるように、無線通信モジュールの起動周期の変更が行われるので、エンド間遅延時間を規定された基準値以下に抑えることができる範囲内で最適な省電力動作を行うことができる。
【００１９】
また、上記目的を達成するために、本発明の無線端末は、無線基地局との間で無線通信を行うための無線通信モジュールを間欠的に起動することにより省電力動作を行っている無線端末において、
エンドツーエンドの送受信に要する遅延時間であるエンド間遅延時間を測定するエンドツーエンド遅延取得手段と、
自己の起動周期を通信相手の端末に通知するための起動周期通知パケットの送信を行うとともに、通信相手の端末からの起動周期通知パケットの受信を行っている起動周期通知パケット送受信手段と、
前記エンドツーエンド遅延取得手段によって計測されたエンド間遅延時間が予め設定された基準値以上の場合に、前記起動周期通知パケット送受信手段に指示することにより起動周期通知パケットを通信相手の端末に送信し、通信相手の端末からの起動周期通知パケットにより通知された起動周期と自己の起動周期とを比較し、自己の起動周期が通信相手の端末の起動周期より大きいか同じの場合、自己の起動周期を短くする変更を行う起動周期変更判定手段とを備えていることを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、エンドツーエンド遅延取得手段は、通信中においてもＲＴＣＰパケットを用いて一定時間間隔でエンド間遅延時間が規定された基準を満たしているか否かの監視を行い、規定された基準が満たされていない場合には起動周期変更判定手段が、起動周期を動的（リアルタイム）に変更する。そのため、異なるネットワーク環境を持つ通信相手に接続したり、ネットワークの遅延時間が通信中に変化したりしても、最適な省電力状態を保ちつつエンド間遅延時間をある一定値以下に抑えることができ、バッテリ駆動時間を大幅に損なうことなく音声通話の品質を保証することができる。また、より大きな起動周期を持つ端末が自己の起動周期を短くする変更を行うという動作により、いずれか一方の端末のみが起動周期を短くしていくようなことにはならず、省電力動作に不公平が生じにくい。
【００２１】
本発明の他の無線端末では、前記エンドツーエンド遅延取得手段は、通信相手先の端末との間でパケットが往復する時間により前記エンド間遅延時間の測定を行うようにしてもよい。さらに、前記パケットとして、ＰＩＮＧパケットまたはＲＴＣＰパケットを用いるようにしてもよい。
【００２２】
さらに、上記目的を達成するために本発明の無線端末は、無線基地局との間で無線通信を行うための無線通信モジュールを間欠的に起動することにより省電力動作を行っている無線端末において、
前記無線基地局から無線区間を介さずに接続可能な固定端末へのネットワーク遅延時間が、前記各固定端末毎に格納されているネットワーク遅延時間データベースと、
前記固定端末との間で通信を開始する前に無線基地局から通信相手先の固定端末までのネットワーク遅延時間を前記ネットワーク遅延時間データベースから取得し、該ネットワーク遅延時間と前記無線基地局までの無線区間遅延時間とを加算することにより、エンドツーエンドの送受信に要する時間であるエンド間遅延時間を算出し、該エンド間遅延時間が規定された基準値以下に抑えられるように前記無線通信モジュールの起動周期を変更する起動周期変更判定手段とを備えていることを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、無線端末には、通信相手先となる固定端末のネットワーク遅延時間が格納されているネットワーク遅延時間データベースが備えられているため、起動周期変更判定手段は、通信を開始する前に通信相手先の固定端末と接続した場合のエンド間遅延時間を算出することができる。そして、この起動周期変更判定手段は、このエンド間遅延時間が、規定された基準値以下に抑えられるようにな起動周期で無線通信モジュールの省電力動作を行うようにする。従って、通信接続の相手先が変わるたびに、接続される固定端末のネットワーク遅延時間に応じて、エンド間遅延時間を規定された基準値以下に抑えることができる範囲内の最適な起動周期を選択することが可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態の無線端末を備えた無線通信システムの構成を示すシステム図である。
【００２６】
本実施形態における無線通信システムは、無線端末１０A、１０Bと、無線基地局４０1、４０2とから構成されていて、無線基地局４０1、４０2はＷＡＮ（Wide Area Network：広域ネットワーク）５０により接続されている。
【００２７】
無線端末１０Aは、図２に示すように、エンドツーエンド遅延取得部１１と、起動周期変更判定モジュール１２と、無線通信モジュール１３とを備えている。無線端末１０Bの構成は、無線端末１０Aの構成と同様であるためその説明は省略する。
【００２８】
無線通信モジュール１３は、無線基地局４０1、４０2との間で無線通信を行うための送受信機能を備えたモジュールである。
【００２９】
エンドツーエンド遅延取得部１１は、エンドツーエンドの送受信に要する遅延時間（以下エンド間遅延時間）、つまり無線端末１０Aから送信されたデータが無線端末１０Bに到着するまでの時間を測定する。
【００３０】
エンドツーエンド遅延取得部１１が通信中にパケットの往復時間を測定する方法としては、ＩＰネットワークにおけるＰＩＮＧパケットや、ＶｏＩＰ通信時におけるＲＴＣＰ(RTP Control Protocol)のタイムスタンプ機能などを用いる方法がある。
【００３１】
ＰＩＮＧパケットは、ＩＣＭＰ(Internet Control Message Protocol)の一種であり、ＩＰプロトコルを実装する機器は必ずＩＣＭＰを送受信する機能を備えている。ＰＩＮＧパケットを受信した機器は、直ちに送信元に同じパケットを送信するので、この仕組みを利用してネットワークの往復時間を測定することができる。
【００３２】
ＲＴＣＰ(RTP Control Protocol)パケットはＶｏＩＰ通信においてやりとりされる制御パケットであり、パケット中に、パケット送信者が最後にＲＴＣＰパケットを受信した時刻と、その受信時間からＲＴＣＰパケット送信までの時間差が記録されている。ＲＴＣＰパケット受信者は、自分がＲＴＣＰパケットを送信した時刻を記録しておくことで、ＲＴＣＰパケット受信時にネットワークの往復時間を算出することができる。
【００３３】
そして、エンドツーエンド遅延取得部１１は、上記のようにして得られたネットワークの往復時間を半分にすることにより、エンド間遅延時間を測定することができる。
【００３４】
起動周期変更判定モジュール１２は、無線通信モジュール１３の起動制御を行っていて、エンドツーエンド遅延取得部１１により測定されたエンド間遅延時間が予め規定された基準値以下となるように無線通信モジュール１３の起動周期を変更する。ここで、起動周期とは、無線通信モジュール１３の通電〜電源断を繰り返す時間間隔をいう。
【００３５】
次に、本実施形態の無線端末の動作について図面を参照して詳細に説明する。
【００３６】
図１のような構成のネットワークにおいて、無線端末１０A、１０Bがパケット通信による音声通話を行っている。また端末１０Aが電力消費を抑えるために例えばIEEE802.11で規定されている省電力（パワーセーブ）動作を行っている。すなわち、間欠的に無線通信モジュールに通電を行い、パケットを送受信している。このとき、無線端末１０A（または無線端末１０A、１０B両方とも）は、エンド間遅延時間をエンドツーエンド遅延取得部１１により測定する。起動周期変更判定モジュール１２は、この測定結果が規定された基準値を満たしているかどうかを判定し、基準値を満たしていない場合にはエンド間遅延時間をある一定値以下に抑えるように無線通信モジュール１３の起動周期を変更する。
【００３７】
本実施形態の無線端末１０A、１０Bによれば、測定されたエンド間遅延時間が規定された基準値以下に収まるように、無線通信モジュール１３の起動周期の変更が行われるため、エンド間遅延時間を規定された基準値以下に抑えることができる範囲内で最適な省電力動作を行うことができる。
【００３８】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態の無線端末について説明する。上記で説明した第１の実施形態では、一般的な無線通信システムに本発明を適用した場合であったが、本実施形態は、ＶｏＩＰサービスを行う無線通信システム本発明を適用した場合について示したものである。図３は本発明の第２の実施形態の無線端末を備えた無線通信システムの構成を示すシステム図である。
【００３９】
この無線通信システムでは、図３に示されるように、IEEE802.11無線ＬＡＮ基地局７０1、７０2がそれぞれ別のポイントでインターネット６０に接続されている。この無線通信システムには、無線ＬＡＮ基地局７０1、７０2とそれぞれ通信できる無線ＶｏＩＰ端末２０A、２０Bが存在し、これらの無線ＶｏＩＰ端末２０A、２０BはIEEE802.11で規定されている省電力モードで動作している。IEEE802.11における省電力モード動作を行う無線ＶｏＩＰ端末２０A、２０Bは、上述したように無線通信モジュールを間欠的に起動させることで消費電力を削減している。
【００４０】
本実施形態においては、無線ＬＡＮ基地局７０1、７０2のビーコン周期はいずれも１００ｍｓ、無線ＶｏＩＰ端末２０Aの起動周期は１００ｍｓ、無線ＶｏＩＰ端末２０Bの起動周期は２００ｍｓとする。また無線ＶｏＩＰ端末２０A、２０Bは、図１０に示したＶｏＩＰにおける総務省が規定したクラスＣの音声品質基準を満足しなければならないものとする。また、無線ＬＡＮ基地局７０1、７０2間のネットワーク遅延時間は１５０ｍｓであるものとする。
【００４１】
次に、本実施形態における無線ＶｏＩＰ端末２０Aの構成を図４に示す。図４において、図２中の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略するものとする。また、無線ＶｏＩＰ端末２０Bの構成も無線ＶｏＩＰ端末２０Aの構成と同様であるため、その説明は省略する。
【００４２】
本実施形態における無線ＶｏＩＰ端末２０Aは、図４に示されるように、タイマモジュール２１と、エンド間遅延計測部２２と、ＲＴＰ送受信モジュール２３と、ＲＴＣＰ送受信モジュール２４と、無線通信モジュール２５と、起動周期通知パケット送受信部２６と、起動周期変更判定部２７とを備えている。
【００４３】
タイマモジュール２１は、設定された時間のカウントを行っている。無線通信モジュール２５は、無線基地局７０1との間で無線通信を行うための機能を備えたモジュールである。ＲＴＰ送受信モジュール２３は、ＲＴＰ（Real-time Transport Protocol）パケットの送受信を行い、ＲＴＣＰ送受信モジュール２４はＲＴＣＰパケットの送受信を行っている。
【００４４】
エンド間遅延計測部２２は、タイマモジュール２１によりカウントされた一定時間間隔で、ＲＴＣＰ送受信モジュール２４により送受信されるＲＴＣＰパケットを用いてエンド間遅延時間を計測する。
【００４５】
起動周期通知パケット送受信部２６は、起動周期変更判定部２７からの指示により、自己の起動周期を通信相手の端末に通知するための起動周期通知パケットの送信を行うとともに、通信相手の端末からの起動周期通知パケットの受信を行っている。
【００４６】
起動周期変更判定部２７は、エンド間遅延計測部２２によって計測されたエンド間遅延時間が予め設定された基準値以上の場合に、起動周期通知パケット送受信部２６に指示することにより自己の現在の起動周期を通信相手の端末に通知するための起動周期通知パケットを送信し、通信相手からの起動周期通知パケットにより通知された起動周期と自己の起動周期とを比較し、自己の起動周期が通信相手の端末の起動周期より大きいか同じの場合、自己の起動周期を短くする変更を行う。
【００４７】
本実施形態におけるタイマモジュール２１、エンド間遅延計測部２２、ＲＴＰ送受信モジュール２３、ＲＴＣＰ送受信モジュール２４は、図２に示した第１の実施形態の無線端末１０Aにおけるエンドツーエンド遅延取得部１１に相当する。
【００４８】
次に、本実施形態の無線端末の動作について図面を参照して詳細に説明する。
【００４９】
ここでは、無線ＶｏＩＰ端末２０Aが無線ＶｏＩＰ端末２０Bに対してＶｏＩＰにより音声データの送受信を開始した場合について説明する。上記の条件下では、無線ＶｏＩＰ端末２０Aにおける無線区間遅延は最大１００ｍｓ、無線ＶｏＩＰ端末２０Bにおける無線区間遅延は最大２００ｍｓとなるため、エンド間遅延時間は最大４５０ｍｓとなり、クラスＣの品質条件をクリアできない。以下、無線ＶｏＩＰ端末２０Aの動作を図４のブロック図および図５のフローチャートを参照して説明する。
【００５０】
先ず、無線ＶｏＩＰ端末２０Aと無線ＶｏＩＰ端末２０Bとの間で通信が開始されると（ステップ１０１）、無線ＶｏＩＰ端末２０Aではタイマモジュール２１においてタイマ設定が行われる（ステップ１０２）。そして、タイマモジュール２１がタイムアウトするまで処理を停止させることによりある一定の時間のカウントが行われる（ステップ１０３）。
【００５１】
無線ＶｏＩＰ端末２０Aのエンド間遅延計測部２２は、このようにしてカウントされた一定時間おきに無線ＶｏＩＰ端末２０Bから受信したＲＴＣＰパケットのタイムスタンプ情報からエンド間遅延時間を計算する（ステップ１０４）。起動周期変更判定部２７は、エンド間遅延計測部２２によって計算されたエンド間遅延時間が、クラスＣの基準である４００ｍｓ以上となっていないかの判定を行う（ステップ１０５）。ここでは、エンド間遅延時間は最大４５０ｍｓであるため、クラスＣの基準である４００ｍｓ以上となっているため、無線ＶｏＩＰ端末２０Aの起動周期変更判定部２７は、無線ＶｏＩＰ端末２０A、２０B間のエンド間遅延時間を短縮する必要があることを認識する。そして、無線ＶｏＩＰ端末２０Aの起動周期変更判定部２７は起動周期通知パケット送受信部２６を使用し、無線ＶｏＩＰ端末２０Bに対して起動周期通知パケットを送信する（ステップ１０６）。この起動周期通知パケットにより、無線ＶｏＩＰ端末２０Aの現在の起動間隔である１００ｍｓが無線ＶｏＩＰ端末２０Bに通知される。この通知に対する返答として、無線ＶｏＩＰ端末２０Bは自己の起動間隔である２００ｍｓを無線ＶｏＩＰ端末２０Aに通知する。
【００５２】
次に、無線ＶｏＩＰ端末２０A、２０Bの起動周期変更判定部２７は、それぞれお互いの起動周期を比較し（ステップ１０７）、自己の起動周期が通信相手の起動周期よりも長いか同じである場合に、自己の起動間隔をより小さい値に変更する（ステップ１０８）。
【００５３】
ここでは無線ＶｏＩＰ端末２０Aの起動周期が１００ｍｓ、無線ＶｏＩＰ端末２０Bの起動周期が２００ｍｓなので、起動周期のより長い無線ＶｏＩＰ端末２０Bが起動周期をより短い値に変更する。すなわち無線ＶｏＩＰ端末２０Bの起動周期変更判定部２７は、無線ＶｏＩＰ端末２０Bの無線通信モジュール２５の起動周期をビーコン２回分から１回分に短くする。このような処理が行われることにより、無線ＶｏＩＰ端末２０Bにおける無線区間遅延は最大１００ｍｓとなるため、エンド間遅延は最大３５０ｍｓとなり、クラスＣの遅延要求が満たされるようになる。
【００５４】
別の例として、上記でたとえばネットワーク遅延時間が２５０ｍｓだとすると、無線ＶｏＩＰ端末２０Bが起動間隔を２００ｍｓから１００ｍｓに変更してもエンド間遅延時間は依然４５０ｍｓであり、クラスＣの要求を満たすことはできない。この場合の無線ＶｏＩＰ端末２０A、２０Bの動作は以下のようになる。
【００５５】
無線ＶｏＩＰ端末２０A、２０Bが最初の起動周期通知パケットを交換すると、無線ＶｏＩＰ端末２０Bが起動周期を１００ｍｓに変更する。その後無線ＶｏＩＰ端末２０Aは一定時間後に再びＲＴＣＰパケットによりエンド間遅延時間を測定し、エンド間遅延時間が４００ｍｓを超えていることを認識する。
【００５６】
すると、無線ＶｏＩＰ端末２０A、２０Bは、最初の場合と同様に起動周期通知パケットをお互いに交換して起動間隔を通知する。この場合は無線ＶｏＩＰ端末２０A、２０Bともに１００ｍｓで同じ値となるので、両方の端末とも無線区間遅延を短縮しようとする。このときの起動間隔は両者ともビーコン１回分であり、最短間隔であるので、両者とも省電力モードから通常モードに移行することで、無線区間遅延を短縮する。
【００５７】
本実施形態によるエンド間遅延制御方法によれば、通信中においても定期的にエンド間遅延時間が規定された基準を満たしているか否かの監視が行われ、規定された基準が満たされていない場合には起動周期を動的（リアルタイム）に変更する。そのため、異なるネットワーク環境を持つ通信相手に接続したり、ネットワークの遅延時間が通信中に変化したりしても、最適な省電力状態を保ちつつエンド間遅延時間をある一定値以下に抑えることができ、バッテリ駆動時間を大幅に損なうことなく音声通話の品質を保証することができる。
【００５８】
尚、本実施形態では、ＲＴＣＰパケットを用いてエンド間遅延時間を測定する場合を用いて説明したが、ＲＴＣＰパケット以外のＰＩＮＧパケット等を用いてエンド間遅延時間を測定する場合、または他の方法によりエンド間遅延時間を測定する場合にも、本実施形態によるエンド間遅延制御方法を同様に適用することができるものである。
【００５９】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態の無線端末について説明する。上記で説明した第２の実施形態では、通信相手先の端末も無線端末であったが、本実施形態では、通信相手先が、無線基地局から無線区間を介さずに接続可能な固定端末である点が異なっている。
【００６０】
通信相手先が固定端末の場合、通信が開始した後のエンド間遅延時間の変化は少ないが、接続する固定端末毎にネットワーク遅延時間が異なる。そのため、本実施形態の無線端末では、通信開始時に無線通信モジュールの起動周期を変更してエンド間遅延時間が規定された基準値以下に収まるようにし、通信中の継続的なエンド間遅延時間の監視は行わないようにしている。図６は本発明の第３の実施形態の無線端末を備えた無線通信システムの構成を示すシステム図である。図６において、図３中の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略するものとする。
【００６１】
この無線通信システムでは、図６に示されるように、インターネット６０に接続されたIEEE802.11無線ＬＡＮ基地局７０1が存在し、その無線ＬＡＮ基地局７０1を利用して通信を行う無線ＶｏＩＰ端末２０Cが存在する。
【００６２】
また、無線ＬＡＮ基地局７０1から無線区間を介さずに接続可能な固定端末として、遅延の小さいリンクでインターネット６０に接続されたＶｏＩＰ端末３０Dと、遅延の大きなリンクでインターネット６０に接続されたＶｏＩＰ端末３０Eが存在する。
【００６３】
無線ＬＡＮ基地局７０1のビーコン周期は１００ｍｓであり、無線ＶｏＩＰ端末２０Cは省電力動作を行っており、起動周期は２００ｍｓであるとする。また、無線ＬＡＮ基地局７０1からＶｏＩＰ端末３０Dへのネットワーク遅延時間は１００ｍｓ、無線ＬＡＮ基地局７０1からＶｏＩＰ端末３０Eへのネットワーク遅延時間は２５０ｍｓであるものとする。
【００６４】
無線ＶｏＩＰ端末２０Cは、ＶｏＩＰ端末３０DおよびＶｏＩＰ端末３０Eと通信する場合の経路のネットワーク遅延をあらかじめ測定しており、内部に備えられたネットワーク遅延時間データベースに保持している。
【００６５】
また、無線ＶｏＩＰ端末２０Cは、ＶｏＩＰの通話品質として図１０に示したクラスＣの規定を満たさなければならないものとする。すなわち、無線ＶｏＩＰ端末２０Cは、ＶｏＩＰ通話中のエンド間遅延を４００ｍｓ未満に抑える必要があるものとする。
【００６６】
次に、本実施形態における無線ＶｏＩＰ端末２０Cの構成を図７に示す。図７において、図４中の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略するものとする。
【００６７】
本実施形態における無線ＶｏＩＰ端末２０Cは、図７に示されるように、ＲＴＰ送受信モジュール２３と、ＲＴＣＰ送受信モジュール２４と、無線通信モジュール２５と、ネットワーク遅延時間データベース３１と、起動周期変更判定部３７とを備えている。
【００６８】
ネットワーク遅延時間データベース３１には、無線ＬＡＮ基地局７０1から各ＶｏＩＰ端末３０D、３０Eへのネットワーク遅延時間が、各ＶｏＩＰ端末毎に格納されている。具体的には、ネットワーク遅延時間データベース３１には、通信相手先のＶｏＩＰ端末のアドレス（識別子）またはネットワークアドレスまたはドメイン名ごとに無線ＬＡＮ基地局７０1からのネットワーク遅延時間が格納されている。
【００６９】
起動周期変更判定部３７は、通信を開始する前に通信相手先のＶｏＩＰ端末のネットワーク遅延時間をネットワーク遅延時間データベース３１から取得し、このネットワーク遅延時間と無線ＬＡＮ基地局７０1までの無線区間遅延時間とを加算することにより、エンド間遅延時間を算出し、このエンド間遅延時間が規定された基準値以下に抑えられるようにな起動周期で無線通信モジュール２５の省電力動作を行う。
【００７０】
以下、本実施形態における無線ＶｏＩＰ端末２０Cの動作を図６、図７および図８のフローチャートを参照して説明する。
【００７１】
先ず、無線ＶｏＩＰ端末２０CがＶｏＩＰ端末２０DとＶｏＩＰにより音声通話を開始しようとする場合の動作について説明する。
【００７２】
無線ＶｏＩＰ端末２０Cはまず内部に保持しているネットワーク遅延時間データベース（ＤＢ）３１から、ＶｏＩＰ端末３０Dと通信する場合のネットワーク遅延時間の予想値である１００ｍｓを取得する（ステップ２０１）。
【００７３】
次に、無線ＶｏＩＰ端末２０Cの起動周期変更判定部３７はＶｏＩＰ端末３０Dとの間のエンド間遅延時間を計算する（ステップ２０２）。エンド間遅延時間は、無線ＶｏＩＰ端末２０Cにおける無線区間遅延時間とネットワーク遅延時間の合計となる。無線ＶｏＩＰ端末２０Cの無線区間遅延時間は、最大で起動周期と同じ２００ｍｓとなるので、エンド間遅延時間はこれに１００ｍｓを加えて最大３００ｍｓとなる。
【００７４】
次に、起動周期変更判定部３７は、得られたエンド間遅延時間の最大値３００ｍｓとクラスＣの遅延時間の規定値４００ｍｓとの比較を行う（ステップ２０３）。
【００７５】
ここでは、得られたエンド遅延時間の最大値は３００ｍｓであり、遅延時間が４００ｍｓ未満というクラスＣの基準を満たしているため、起動周期変更判定部３７は無線ＶｏＩＰ端末２０Cの起動周期を変更せず、無線ＶｏＩＰ端末２０Cは起動周期を維持したままＶｏＩＰ端末３０DとＶｏＩＰ通信を開始する（ステップ２０５）。
【００７６】
次に、無線ＶｏＩＰ端末２０CがＶｏＩＰ端末３０EとＶｏＩＰにより音声通話を行う場合の動作について説明する。
【００７７】
無線ＶｏＩＰ端末２０Cはまず内部に保持しているネットワーク遅延時間データベース（ＤＢ）３１から、ＶｏＩＰ端末３０Eと通信する場合のネットワーク遅延時間の予想値である２５０ｍｓを取得する（ステップ２０１）。
【００７８】
次に、無線ＶｏＩＰ端末２０Cの起動周期変更判定部３７はＶｏＩＰ端末３０Eとの間のエンド間遅延時間を計算する（ステップ２０２）。無線ＶｏＩＰ端末２０Cの無線区間遅延時間は最大で起動周期と同じ２００ｍｓとなるので、これにＶｏＩＰ端末３０Eのネットワーク遅延時間２５０ｍｓを加えてエンド間遅延時間は最大４５０ｍｓとなる。
【００７９】
次に、起動周期変更判定部３７は、得られたエンド間遅延時間の最大値４５０ｍｓとクラスＣの遅延時間の規定値４００ｍｓとの比較を行う（ステップ２０３）。
【００８０】
ここで、エンド間遅延時間４５０ｍｓは、クラスＣの規定値である４００ｍｓ未満を満たしていないため、起動周期変更判定部３７は、エンド間遅延時間をクラスＣの基準である４００ｍｓ以内に抑えるため、起動周期をビーコン１回分、すなわち１００ｍｓに短縮する（ステップ２０４）。これにより無線区間遅延時間は最大１００ｍｓとなり、エンド間遅延は最大３５０ｍｓとなるため、クラスＣの基準を満たしたＶｏＩＰ通信が可能となる。
【００８１】
本実施形態の無線ＶｏＩＰ端末２０Cによれば、通信相手先となるＶｏＩＰ端末３０D、３０Eのネットワーク遅延時間が格納されているネットワーク遅延時間データベース３１が備えられていて、起動周期変更判定部３７は、通信を開始する前に通信相手先のＶｏＩＰ端末のネットワーク遅延時間と無線ＬＡＮ基地局７０1までの無線区間遅延時間とを加算することにより、エンド間遅延時間を算出し、このエンド間遅延時間が、規定された基準値以下に抑えられるようにな起動周期で無線通信モジュール２５の省電力動作を行うようにする。従って、通信接続の相手先が変わるたびに、接続されるＶｏＩＰ端末のネットワーク遅延時間に応じて、エンド間遅延時間を規定された基準値以下に抑えることができる範囲内の最適な起動周期を選択することが可能となる。
【００８２】
つまり、本実施形態の無線ＶｏＩＰ端末２０Cによれば、さまざまなネットワーク環境を持つＶｏＩＰ端末とＶｏＩＰ通話を行う場合でも、通話開始時に遅延時間の制限を満たすことができ、バッテリ駆動時間を大幅に損なうことなく通話品質を保証することができる。
【００８３】
尚、本実施形態では、通信相手として接続される可能性のある全てのＶｏＩＰ端末３０D、３０Eに対するネットワーク遅延時間がネットワーク遅延時間データベース３１に格納されているものとして説明したが、本発明はこのような場合に限定されるものではなく、無線端末がネットワーク遅延時間データベース３１にネットワーク遅延時間が格納されていない新規のＶｏＩＰ端末と接続された場合、その新規のＶｏＩＰ端末のネットワーク遅延時間を測定してネットワーク遅延時間データベース３１に自動的に追加するようにしてもよい。
【００８４】
また、本実施形態では、ネットワーク遅延時間データベース３１が無線ＶｏＩＰ端末２０C内に備えられている場合を用いて説明しているが、本発明はこのような場合に限定されるものではない。ネットワーク遅延時間は、ネットワーク遅延時間データベース３１に相当するデータベースが無線ＬＡＮ基地局７０1内に備えられているな構成でもよい。このような構成にすれば無線ＶｏＩＰ端末２０C内に格納しなければならないデータ量を削減することができる。このような構成の場合、無線ＶｏＩＰ端末２０CがＶｏＩＰ通信等の遅延時間に制約がある通信を開始する場合に、無線ＬＡＮ基地局７０1上のデータベースから通信相手先となるＶｏＩＰ端末のネットワーク遅延時間を取得する。そして、無線ＶｏＩＰ端末２０Cは、このネットワーク遅延時間に基づいて省電力モードにおける起動間隔を変更して、エンド間遅延時間を規定された基準値以下に抑えることができる。
【００８５】
さらに、無線基地局から各ＶｏＩＰ端末へのネットワーク遅延時間を格納しているデータベースサーバを、無線端末が属するネットワーク上に備えるような構成としてもよい。
【００８６】
また、図には示されていないが、本発明の第１から第３の実施形態の無線端末は、上記で説明したエンド間遅延時間測定方法を実行するためのプログラムを記録した記録媒体を備えている。この記録媒体は磁気ディスク、半導体メモリまたはその他の記録媒体であってもよい。このプログラムは、記録媒体から無線端末に読み込まれ、無線端末の動作を制御する。具体的には、無線端末内のＣＰＵがこのプログラムの制御により無線端末のハードウェア資源に特定の処理を行うように指示することにより上記の処理が実現される。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、無線端末では、エンドツーエンド遅延取得手段によりエンド間遅延時間を測定し、測定されたエンド間遅延時間が規定された基準値以下に収まるように、起動周期変更判定手段により無線通信モジュールの起動周期の変更が行われるため、エンド間遅延時間を規定された基準値以下に抑えることができる範囲内で最適な省電力動作を行うことができるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の無線端末を含む無線通信システムの構成を示すシステム図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の無線端末１０Aの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の無線端末を含む無線通信システムの構成を示すシステム図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の無線ＶｏＩＰ端末２０Aの構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の無線ＶｏＩＰ端末２０Aの動作を示したフローチャートである。
【図６】本発明の第３の実施形態の無線端末を含む無線通信システムの構成を示すシステム図である。
【図７】本発明の３の実施形態における無線ＶｏＩＰ端末２０Cの構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第３の実施形態の無線ＶｏＩＰ端末２０Cの動作を示したフローチャートである。
【図９】省電力モードの動作を説明するための図である。
【図１０】ＩＰ電話の品質クラスを示す図である。
【符号の説明】
１０A、１０B    無線端末
１１    エンドツーエンド遅延取得部
１２    起動周期変更判定モジュール
１３    無線通信モジュール
２０A〜２０B    無線ＶｏＩＰ端末
２１    タイマモジュール
２２    エンド間遅延計測部
２３    ＲＴＰ送受信モジュール
２４    ＲＴＣＰ送受信モジュール
２５    無線通信モジュール
２６    起動周期通知パケット送受信部
２７    起動周期変更判定部
３０D、３０E    ＶｏＩＰ端末
３１    ネットワーク遅延時間データベース
３７    起動周期変更判定部
４０1、４０2    無線基地局
５０    ＷＡＮ
６０    インターネット
７０1、７０2    無線ＬＡＮ基地局
１０１〜１０８    ステップ
２０１〜２０５    ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003644503.tif 000008
【図８】
0003644503.tif 000009
【図９】
0003644503.tif 000010
【図１０】
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