(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線基地局と、前記無線基地局に収容される複数の無線通信端末で構成され、
前記無線基地局は、前記複数の無線通信端末の各々にデータの着信を通知する情報と、ＤＴＩＭ  Ｐｅｒｉｏｄ値を最大としてビーコン・フレームを送信する度にカウントダウンするＤＴＩＭ  Ｃｏｕｎｔ値を含んだビーコン・フレームを、所定のビーコン間隔で送信し、
前記複数の無線通信端末は、完全に動作するＡｗａｋｅ状態から少なくとも一部の回路モジュールの動作が停止するＤｏｚｅ状態に遷移するとき及びＤｏｚｅ状態からＡｗａｋｅ状態に遷移するときに前記無線基地局に状態遷移を通知する通知フレームを送信するとともに前記無線基地局からＡｃｋを受信し、前記無線基地局に対してＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを送信して自分宛てのデータ・フレームを要求し、
前記複数の無線通信端末のうち少なくとも一部は、省電力モード下においてそれぞれ、端末自身が固有に保持する情報に基づいて独自に決定したＤＴＩＭタイマ値Ｘと一致するＤＴＩＭ  Ｃｏｕｎｔ値を持つビーコン・フレームを受信できるタイミングでＤｏｚｅ状態からＡｗａｋｅ状態に遷移する、
ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記複数の無線通信端末のうち少なくとも一部は、前記無線基地局が出力する情報と端末自身が固有に保持する情報に基づいて、ＤＴＩＭタイマ値Ｘを決定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
省電力モード下の各無線通端末は、ランダム・バックオフ・アルゴリズムを用いて前記のフレームを送信し、通信媒体上で他の信号と競合したときにはその再送を試行する、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項４】
データの着信を通知する情報とＤＴＩＭ  Ｐｅｒｉｏｄ値を最大としてビーコン・フレームを送信する度にカウントダウンするＤＴＩＭ  Ｃｏｕｎｔ値を含んだビーコン・フレームを所定のビーコン間隔で送信する無線基地局とデータ通信を行なう通信装置であって、
前記他の端末からの受信信号の処理を行なう受信処理部と、
前記他の端末への送信信号の処理を行なう送信処理部と、
受信データの処理を行なう送信データの生成を行なうデータ処理部と、
各部の動作を制御する制御部と、
を備え、
完全に動作するＡｗａｋｅ状態から少なくとも一部の回路モジュールの動作が停止するＤｏｚｅ状態に遷移するとき及びＤｏｚｅ状態からＡｗａｋｅ状態に遷移するときに前記無線基地局に状態遷移を通知する通知フレームを送信するとともに前記無線基地局からＡｃｋを受信し、前記無線基地局に対してＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを送信して自分宛てのデータ・フレームを要求し、
省電力モード下において、端末自身が固有に保持する情報に基づいて独自に決定したＤＴＩＭタイマ値Ｘと一致するＤＴＩＭ  Ｃｏｕｎｔ値を持つビーコン・フレームを受信できるタイミングでＤｏｚｅ状態からＡｗａｋｅ状態に遷移する、
ことを特徴とする通信装置。
【請求項５】
前記無線基地局が出力する情報と端末自身が固有に保持する情報に基づいて、ＤＴＩＭタイマ値Ｘを決定する、
ことを特徴とする請求項４に記載の通信装置。
【請求項６】
前記制御部は、ランダム・バックオフ・アルゴリズムを用いて前記のフレームを送信させ、通信媒体上で他の信号と競合したときにはその再送を試行させる、
ことを特徴とする請求項４に記載の通信装置。
【請求項７】
データの着信を通知する情報とＤＴＩＭ  Ｐｅｒｉｏｄ値を最大としてビーコン・フレームを送信する度にカウントダウンするＤＴＩＭ  Ｃｏｕｎｔ値を含んだビーコン・フレームを所定のビーコン間隔で送信する無線基地局との間で不定期にデータ通信を行なうための通信方法であって、
端末自身が固有に保持する情報に基づいてＤＴＩＭタイマ値Ｘを独自に決定する起点決定ステップと、
完全に動作するＡｗａｋｅ状態から少なくとも一部の回路モジュールの動作が停止するＤｏｚｅ状態に遷移するとき及びＤｏｚｅ状態からＡｗａｋｅ状態に遷移するときに前記無線基地局に状態遷移を通知する通知フレームを送信するとともに前記無線基地局からＡｃｋを受信する状態遷移通知ステップと、
ＤＴＩＭタイマ値Ｘと一致するＤＴＩＭ  Ｃｏｕｎｔ値を持つビーコン・フレームを受信できるタイミングでＤｏｚｅ状態からＡｗａｋｅ状態に遷移してビーコン・フレームを受信するビーコン受信ステップと、
前記無線基地局に対してＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを送信して自分宛てのデータ・フレームを要求するデータ送信要求ステップと、
を有することを特徴とする通信方法。
【請求項８】
前記状態遷移通知ステップ又は前記データ送信要求ステップでは、ランダム・バックオフ・アルゴリズムを用いて前記のフレームを送信し、
通信媒体上で該通知フレームが他の信号と競合したときにその再送を試行するステップをさらに有する、
ことを特徴とする請求項７に記載の通信方法。
【請求項９】
データの着信を通知する情報とＤＴＩＭ  Ｐｅｒｉｏｄ値を最大としてビーコン・フレームを送信する度にカウントダウンするＤＴＩＭ  Ｃｏｕｎｔ値を含んだビーコン・フレームを所定のビーコン間隔で送信する無線基地局との間で不定期にデータ通信を行なうための処理をコンピュータ上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、前記コンピュータに対し、
端末自身が固有に保持する情報に基づいてＤＴＩＭタイマ値Ｘを独自に決定する起点決定手順と、
完全に動作するＡｗａｋｅ状態から少なくとも一部の回路モジュールの動作が停止するＤｏｚｅ状態に遷移するとき及びＤｏｚｅ状態からＡｗａｋｅ状態に遷移するときに前記無線基地局に状態遷移を通知する通知フレームを送信するとともに前記無線基地局からＡｃｋを受信する状態遷移通知手順と、
ＤＴＩＭタイマ値Ｘと一致するＤＴＩＭ  Ｃｏｕｎｔ値を持つビーコン・フレームを受信できるタイミングでＤｏｚｅ状態からＡｗａｋｅ状態に遷移してビーコン・フレームを受信するビーコン受信手順と、
前記無線基地局に対してＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを送信して自分宛てのデータ・フレームを要求するデータ送信要求手順と、
を実行させることを特徴とするコンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局に接続して、ランダム・バックオフ・アルゴリズムを用いてデータ通信を行なう通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、省電力モード下において少なくとも一部の回路モジュールの動作が停止するＤｏｚｅ状態と完全に動作するＡｗａｋｅ状態とを繰り返す間欠動作を行なう通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。
【０００２】
さらに詳しくは、本発明は、省電力モード下において、基地局が所定のビーコン間隔で報知するビーコン・フレームを所定の割合で受信するためにＡｗａｋｅ状態に遷移するとともに、基地局に蓄積された自局宛てのデータを要求する、通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに係り、特に、Ａｗａｋｅ状態に遷移したことや基地局にデータ送信を要求することを示す通知フレームの競合を回避する通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピュータ・プログラムに関する。
【背景技術】
【０００３】
旧来の有線通信方式における配線から解放するシステムとして、無線ネットワークが注目されている。無線ネットワークに関する標準的な規格として、ＩＥＥＥ（Ｔｈｅ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１（例えば、非特許文献１を参照のこと）やＩＥＥＥ８０２．１５を挙げることができる。
【０００４】
無線ＬＡＮモジュールは、例えばノートブックＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、無線ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）電話など、バッテリで駆動するモバイル機器に実装されることが多い。このため、ＩＥＥＥ８０２．１１方式の無線通信システムでは、通信端末の待機時の省電力化を実現することを目的として、省電力モードに関する仕様が規定されている。
【０００５】
ここで、図５に示すような無線通信システムについて考えてみる。参照番号０１０１で示される装置は無線基地局であり、データの授受やフレームの送信による情報提供を行なう。また、参照番号０１１０−１、０１１０−２、０１１０−３、０１１０−４、…、０１１０−ｎで示される装置は無線通信端末であり、データの授受や端末状態の制御などを行なう。
【０００６】
各無線通信端末０１１０は、端末状態として、通常（Ａｃｔｉｖｅ）モードと省電力（Ｐｏｗｅｒ  Ｓａｖｅ）モードを有する。通常モードでは、端末０１１０は常にデータ授受を行なうことができる状態にあるが、データ授受を行なっていないときでも受信待機し続けるため、電力を浪費する。これに対し、省電力モードでは、基地局０１０１に自局宛てのデータが届いているときにのみデータ授受可能な状態に移行し、データ授受を行なわないときはデータ授受に関する回路への電力を遮断し、余分な電力を消費しないようにしている。省電力モードでは、即時のデータ授受を行なうことはできないが、電力効率は通常モード動作時よりもよい。
【０００７】
また、省電力下の動作モードとして、無線通信端末０１１０が完全に動作しているＡｗａｋｅ状態と、低い消費電力で動作して、送信又は受信を行なうことができないＤｏｚｅ状態を備えている。
【０００８】
無線通信端末０１１０は、通常モードから省電力モードに切り替わるときには、伝送フレームのフレーム制御（Ｆｒａｍｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）フィールドに含まれている電力管理（Ｐｏｗｅｒ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）ビットを用いて、無線基地局０１０１に通知する。
【０００９】
無線基地局０１０１は、他の端末から特定の無線通信端末宛てのデータ・フレームを受信した後、該当する無線通信端末に対して送信を試みる。但し、データ・フレームの宛先アドレスが示す無線通信端末が省電力で動作しているときには、無線基地局はこのデータ・フレームを独断で送信することはせず、一時的に蓄積する。
【００１０】
また、無線基地局０１０１は、各無線通信端末０１１０に対して、ネットワークを運用するために必要な制御情報を記載したビーコン・フレームを定期的に報知する。ビーコンには、ＴＩＭ（Ｔｒａｆｆｉｃ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ  Ｍａｐ）という、省電力にて動作中の無線通信端末０１１０にデータの着信を通知するための情報が入っている。また、ＴＩＭ中にはタイマ情報が含まれており、タイマ０となっているＴＩＭのことを特にＤＴＩＭ（ｄｅｌｉｖｅｒｙ  ＴＩＭ）と呼ぶ。
【００１１】
省電力で動作する無線通信端末０１１０は、当該端末０１１０の受信間隔を以って、定期的にＤｏｚｅ状態からＡｗａｋｅ状態に遷移して、例えば数回に１回の割合でビーコンを受信する。具体的には、ＤＴＩＭが含まれるビーコン・フレームが送信されるタイミングでＡｗａｋｅ状態に遷移してビーコン・フレームを受信し、ＴＩＭを解釈して、自局宛てのデータ・フレームが無線基地局０１０１に蓄積されているかどうかを判定する。
【００１２】
図６には、無線通信端末が省電力モード下でデータ受信動作を行なう手順の一例を示している。図示の例では、１台の無線基地局ＡＰと、ｎ台の無線通信端末ＳＴＡが存在し、各無線通信端末ＳＴＡ−１…が無線基地局ＡＰに接続して、他の端末から送信されたデータを無線基地局ＡＰから受信するという局面を想定している。
【００１３】
無線基地局ＡＰは、各無線通信端末ＳＴＡ−１…に対し、定期的にビーコン・フレーム０２０１を送信している。このうち、タイマが消滅したときには、ＤＴＩＭを含むビーコン・フレーム０２０２を送信する。
【００１４】
これに対し、各無線通信端末ＳＴＡ−１…は、ＤＴＩＭが含まれるビーコン・フレーム０２０２が送信されるタイミングに合わせて一斉にＡｗａｋｅ状態に遷移する。また、各無線通信端末ＳＴＡ−１…は、自局がＡｗａｋｅ状態に遷移したことを示すフレーム（例えば、ペイロードを持たないヌル・フレーム）０２１１、又は、無線基地局ＡＰにデータ送信を要求することを知らせるＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを送信する（以下では、これらを総称して「通知フレーム」と呼ぶ）。
【００１５】
無線通信端末ＳＴＡ−１は、ビーコン・フレーム０２０２のＴＩＭを解釈して、自局宛てのデータ・フレームが無線基地局ＡＰに蓄積されていることを認識する。
【００１６】
無線基地局ＡＰは、通知フレーム０２１１を受信して、その送信元の無線通信端末ＳＴＡ−１がデータ受信可能であることを認識すると、当該無線通信端末ＳＴＡ−１に向けて、蓄積していたデータからなるフレーム０２０３を送信する。
【００１７】
Ａｗａｋｅ状態に遷移した無線通信端末ＳＴＡ−１は、自分宛てのデータの受信を完了すると、該当する上位の通信アプリケーションに渡す。そして、受信動作を完了した後、データを受信できないＤｏｚｅ状態に復帰する。また、無線通信端末ＳＴＡ−１は、無線基地局ＡＰに対し、Ｄｏｚｅ状態に遷移することを示す通知フレーム（例えばヌル・フレーム）０２１２を送信するようにしてもよい。
【００１８】
また、無線通信端末ＳＴＡ−ｎは、ＤＴＩＭを含んだビーコン・フレーム０２０２を受信するために、同様にＡｗａｋｅ状態に遷移する。しかしながら、当該ビーコンに含まれるＴＩＭを解釈して、自局宛てのデータ・フレームが無線基地局ＡＰに蓄積されていないことを認識すると、すぐにＤｏｚｅ状態に復帰する。無線通信端末ＳＴＡ−ｎは、無線基地局ＡＰに対し、Ｄｏｚｅ状態に遷移することを示す通知フレーム（例えばヌル・フレーム）０２６３を送信するようにしてもよい。
【００１９】
ＩＥＥＥ８０２．１１のインフラストラクチャＢＳＳ（Ｂａｓｉｃ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｓｅｔ）モードにおける省電力動作について以下にまとめておく。
【００２０】
（１）無線通信端末は、省電力モード下に置かれる期間（ビーコン何個分）を、無線基地局にアソシエーション時に通知する。
（２）無線基地局は、所定のビーコン間隔でビーコンを送信し、省電力モード下の無線通信端末宛てのデータをバッファ中であることをビーコンのＴＩＭの部分に表示する。
（３）無線通信端末は、予定のビーコン（ＤＴＩＭビーコン）を受信するために、そのタイミングに合わせてＡｗａｋｅ状態に遷移する。
（４）Ａｗａｋｅ状態に遷移した無線通信端末は、ビーコン・フレームを受信すると、受信すべきデータが無線基地局にバッファ中かどうかをＴＩＭで確認し、バッファ中のデータがあれば、ＰＳ−Ｐｏｌｌを使って無線基地局から受信する。
（５）無線通信端末は、省電力動作開始を示すフレームを無線基地局に送信し、無線基地局から確認メッセージＡｃｋ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）を受信した時点でＤｏｚｅ状態に遷移する。
【００２１】
省電力モード下の無線通信端末がＤｏｚｅ状態とＡｗａｋｅ状態間を遷移するタイミングは、無線基地局がビーコン・フレームを送信するビーコン間隔と、ＤＴＩＭを含むビーコンの割合によって決定される。したがって、ビーコン間隔を長くする、あるいはＤＴＩＭの割合を小さくすることで、無線通信端末がＤｏｚｅ状態となる時間を大きくすることができ、省電力の効果を高めることができる。
【００２２】
また、基地局からのビーコン・フレームを受信するためにＡｗａｋｅモードに遷移して通信端末を完全に動作させることによる電力の浪費を避けるために、受信処理及び同期処理はオン状態にするが送信処理及び認証処理はオフ状態にするという、Ａｗａｋｅモードと比較して消費電力が少ないＬａｚｙモードを定義して、このＬａｚｙモード下でビーコン・フレームの受信処理を行なう無線通信装置について提案がなされている（例えば、特許文献１を参照のこと）。この無線通信装置は、省電力モードがＡｗａｋｅモードとＤｏｚｅモードのみで構成される無線通信装置と比較して、データ通信におけるスループットを低下させることなく、消費電力を低減することができる。
【００２３】
ＤＴＩＭの割合を調整する、あるいはＬａｚｙモードを規定するという、いずれの場合も、省電力モード下の無線通信端末は、ビーコン・フレームに反応してＡｗａｋｅ状態に遷移する動作を行なう点では共通であるが、各端末が状態を遷移するための詳細なタイミングに関しては特に取り決めがない。このため、複数の無線通信端末がＤＴＩＭインターバルに同期してヌル・フレームやＰＳ−Ｐｏｌｌフレームなどの通知フレームを送信すると、フレームの競合が発生する可能性がある。また、特定のビーコン・フレームにＡｗａｋｅモードに遷移するタイミングが集中すると、無線通信端末はＤｏｚｅ状態の期間中に無線基地局に貯められた自局宛てのデータをなかなか受け取ることができないという問題がある。
【００２４】
ＩＥＥＥ８０２．１１規格では、フレームの競合の回避策として、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ（搬送波検出多重接続／衝突回避））手順とともにランダム・バックオフ・アルゴリズムが規定されている。ランダム・バックオフ・アルゴリズムとは、送信機会毎にランダムに待機時間を決定して、データを送信する前にこの待機時間だけ待機した後、通信媒体が使用できると判断された場合に送信を開始するというアルゴリズムである。
【００２５】
無線基地局への接続台数が少ない場合には、各無線通信端末が送信機会毎にランダムに設定する待機時間が重複することは少ないので、ランダム・バックオフ・アルゴリズムを用いることで、通知フレームの衝突を回避することができる。しかし、無線基地局に対して無線通信端末の接続台数が多くなると、１回のビーコン・フレームに対してＡｗａｋｅ状態に遷移する無線通信端末の台数も多くなる。これは、１つのビーコン当たりに通知フレームを送信する無線通信端末の台数が増加することにより、通知フレームが競合する危険性が高まることを意味する。
【００２６】
通知フレームが競合すると、ランダム・バックオフ・アルゴリズムの繰り返しにより、通知フレームの送信を長期間待たされる無線通信端末が発生する。このとき、無線通信端末は、Ａｗａｋｅ状態で待機するため、電力を浪費してしまう。また、無線通信端末が、受信したビーコンのＴＩＭを解釈して自局宛てのデータ・フレームが無線基地局に蓄積されていないことを認識した場合であっても、通知フレームに対する無線基地局からのＡＣＫが返らなければ、通知フレームを再送と送信待機を繰り返すことになり、なかなかＤｏｚｅ状態に戻ることはできない。この結果、省電力の効果が低減する。
【００２７】
また、競合により送信待機する通知フレームが大量になると、ランダム・バックオフ・アルゴリズムで決定した待機時間をさらに重複させる可能性があり、このため、通知フレームの競合を引き起こす可能性がますます高くなる（例えば、図６の参照番号０２５４を参照のこと）。
【００２８】
そして、上述したような現象により、通知フレームがいつまでも無線基地局に送信できない無線通信端末が複数発生すると、再送される通知フレームで通信媒体が占拠され、システム全体の性能の低下を招来するおそれがある。
【００２９】
また、無線通信端末がＡｗａｋｅ状態からＤｏｚｅ状態に遷移することを示す通知フレームを送信するシステムにおいては、通知フレームの送信を待機する期間はＤｏｚｅ状態に戻ることができないから、上述と同様に無線通信端末は電力を浪費してしまう。
【００３０】
例えば、送信側の端末がデータ送信時に次回データ送信予定時刻を示す情報を送信データに付与するとともに、受信側の端末がデータ受信時に取得した次回データ送信予定時刻までスリープ状態を維持して次回データ送信予定時間の経過後に起動状態に移行して次のデータを受信する無線通信システム（例えば、特許文献２を参照のこと）であれば、送信側の端末としての基地局が各受信側端末の次回データ送信予定時間が重ならないようにすることで、効率的に省電力操作を行なうことができる。しかしながら、同システムは、多大数の省電力状態の通信端末が同時に基地局に接続して動作する場合を十分考慮したものではない。また、送信フレーム中に次回データ送信予定時間を記載するというフレーム構成が必要であるが、これまでに発行されている標準仕様に則った基地局を用いて実現することは困難である。
【００３１】
また、各移動局のパワーセーブ状態からの復帰タイミングが重複しないように基地局で調整する無線端末管理方法について提案がなされている（例えば、特許文献３を参照のこと）。この場合、基地局は、各移動局から収集したパワーセーブ期間に基づいて、パワーセーブ期間を可変として変更したり、パワーセーブ状態への開始タイミングをずらしたりして、可能な限り各移動局のパワーセーブ状態からの復帰タイミングが時間的に重ならないようにしている。しかしながら、これまでに発行されている標準仕様に則った基地局を用いて復帰タイミングの調整を実現することは困難である。
【００３２】
【特許文献１】特開２００５−６４８５７号公報
【特許文献２】特開２００４−３２０１５３号公報
【特許文献３】特開２００５−２６８６２号公報
【非特許文献１】ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ  ８０２．１１，１９９９  Ｅｄｉｔｉｏｎ  （Ｒ２００３）  Ｐａｒｔ  １１：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＬＡＮ  Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  （ＭＡＣ）  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ  （ＰＨＹ）  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３３】
本発明の目的は、基地局に接続して、ランダム・バックオフ・アルゴリズムを用いつつ安定したデータ通信を行なうことができる、優れた通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００３４】
本発明のさらなる目的は、省電力モード下においてＤｏｚｅ状態とＡｗａｋｅ状態とを繰り返す間欠動作を行ないながら、基地局と接続して安定したデータ通信を行なうことができる、優れた通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００３５】
本発明のさらなる目的は、省電力モード下において、基地局が所定のビーコン間隔で報知するビーコン・フレームを所定の割合で受信するためにＤｏｚｅ状態からＡｗａｋｅ状態に遷移するとともに、基地局に蓄積された自局宛てのデータを要求して安定したデータ通信を行なうことができる、優れた通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【００３６】
本発明のさらなる目的は、同じ基地局に接続する通信端末の台数が増加した場合であっても、基地局が特別な操作を行なうことなく、Ａｗａｋｅ状態に遷移したことや基地局にデータ送信を要求することを示す通知フレームの競合を回避して、安定したデータ通信を行なうとともに、省電力機能の低下を好適に抑制することができる、優れた通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
本発明は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面は、送信端末と１以上の受信端末間で不定期にデータ通信が行なわれ、送信端末が定期的に発行するネットワーク制御情報を各受信端末が所定の割合で取得する通信システムであって、各受信端末は一定の取得周期でネットワーク制御情報を取得し、少なくとも一部の受信端末は、該取得周期の起点を任意に移行させることを特徴とする通信システムである。
【００３８】
但し、ここで言う「システム」とは、複数の装置（又は特定の機能を実現する機能モジュール）が論理的に集合した物のことを言い、各装置や機能モジュールが単一の筐体内にあるか否かは特に問わない（以下、同様）。
【００３９】
無線ＬＡＮモジュールなどの無線通信装置がノートブックＰＣやＰＤＡ、無線ＩＰ電話などのバッテリで駆動するモバイル機器に実装されることを考慮すると、通信端末の待機時の省電力化を実現することが好ましい。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１方式の無線通信システムでは、省電力モードに関する仕様が規定されており、通信端末は省電力モード下においてＤｏｚｅ状態とＡｗａｋｅ状態とを繰り返す間欠動作を行なうことが規定されている。
【００４０】
ＩＥＥＥ８０２．１１によれば、基地局は所定のビーコン間隔で、省電力にて動作中の通信端末にデータの着信を通知するための情報ＴＩＭを含んだビーコン・フレームを報知するようになっている。省電力モード下の通信端末は、ＴＩＭに含まれるタイマが消滅したＤＴＩＭが含まれるビーコン・フレームが送信されるタイミングでＡｗａｋｅ状態に遷移してビーコン・フレームを受信し、ＴＩＭを解釈して、自局宛てのデータ・フレームが基地局に蓄積されているかどうかを判定する。
【００４１】
このようなシステムにおいては、通信端末は、Ａｗａｋｅ状態に遷移したことを示すヌル・フレームやＤｏｚｅ期間中にバッファリングされたデータの送信を要求するＰＳ−Ｐｏｌｌフレームなどの通知フレームを送信するが、複数の通信端末がＤＴＩＭインターバルに同期してビーコンの受信動作を行なうと、互いの通知フレームの競合が発生する可能性がある。また、基地局に対して通信端末の接続台数が多くなって、各通信端末がＡｗａｋｅモードに遷移するタイミングが集中すると、通信端末は、これらの通知フレームを送信するための待機時間が長くなり、Ｄｏｚｅ状態の期間中に基地局に貯められた自局宛てのデータをなかなか受け取ることができないという問題がある。
【００４２】
これに対し、本発明に係る通信システムは、定期的にネットワーク制御情報としてのビーコン・フレームを送信する送信端末は基地局としての役割を果たすとともに、送信端末と不定期的にデータ授受を行なうとともに所定の割合でネットワーク制御情報を受信する受信端末は通信端末として振舞うが、省電力モード下で動作する通信端末の少なくとも一部は、ビーコン・フレームのＤＴＩＭタイマが消滅するＤＴＩＭビーコンをビーコン・フレームの取得周期の起点とするのではなく、通信端末毎に独自に設定したＤＴＩＭタイマの値Ｘをビーコン・フレームの取得周期の起点としている。
【００４３】
このような通信端末は、例えば、基地局から発行されるビーコン情報の内容を参照して、取得周期の起点となるＤＴＩＭタイマの値Ｘを任意に設定するようにしてもよい。あるいは、端末自身が保持する情報に基づいて、取得周期の起点となるＤＴＩＭタイマの値Ｘを任意に設定するようにしてもよい。
【００４４】
本発明に係る通信システムでは、複数台の通信端末が同じ基地局に同時接続した場合であっても、通信端末毎にビーコン・フレームの取得周期の起点が区々となることから、それぞれがＡｗａｋｅ状態に遷移するタイミングはＤＴＩＭタイマが消滅するＤＴＩＭビーコン送信時に集中することはなくなり、所定のビーコン間隔内の各ビーコン・フレーム送信タイミングに分散化される。
【００４５】
したがって、同じ基地局への通信端末の接続台数が増加した場合であっても、１回のビーコン・フレームに対してＡｗａｋｅ状態に遷移する通信端末の台数の増加は抑制されるので、基地局への接続台数が少ない場合と同様に、ランダム・バックオフ・アルゴリズムを用いることで通知フレームの衝突を十分回避することができるようになる。
【００４６】
このような競合回避動作は、各通信端末が省電力動作を開始する際に、ビーコン取得周期の起点となるＤＴＩＭカウント番号Ｘを設定することによって容易に実現することができる。すなわち、基地局が特別な操作を行なうことなく、Ａｗａｋｅ状態に遷移したことや基地局にデータ送信を要求することを示す通知フレームの競合を回避することができるので、これまでに発行されている標準仕様に則った基地局の配下で運営される通信システムにおいても容易に本発明を実現することができる。
【００４７】
また、通信端末毎に取得周期の起点となるＤＴＩＭタイマの値Ｘを区々に設定すると、Ａｗａｋｅ状態に遷移するタイミングは所定のビーコン間隔内の各ビーコン・フレーム送信タイミングに分散化されるので、基地局側では、一度に多数の通知フレーム処理を行なう必要がなくなる。すなわち、基地局の負荷を分散させることにもなるので、通信端末の同時接続台数の許容値を増加することも可能になる。
【００４８】
また、本発明の第２の側面は、定期的にネットワーク制御情報を発行する他の端末との間で不定期にデータ通信を行なうための処理をコンピュータ上で実行するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムであって、前記コンピュータに対し、
少なくとも一部の回路モジュールの動作が停止するＤｏｚｅ状態と完全に動作するＡｗａｋｅ状態を繰り返して間欠動作を行なうことを前記他の端末に通知する動作モード通知手順と、
該間欠動作を行なう省電力モード下において、ネットワーク制御情報の取得周期の起点を任意に決定する起点決定手順と、
Ｄｏｚｅ状態に遷移するＤｏｚｅ遷移手順と、
ネットワーク制御情報の取得周期に合わせて、Ｄｏｚｅ状態からＡｗａｋｅ状態に遷移するＡｗａｋｅ遷移手順と、
Ｄｏｚｅ状態からＡｗａｋｅ状態に遷移したことを通知する通知フレームを前記他の端末に送信する状態遷移通知手順と、
該起点が到来する度にネットワーク制御情報を取得するネットワーク制御情報取得手順と、
前記ネットワーク制御情報取得手順を実行して取得したネットワーク情報に含まれているＴＩＭを解釈して、自分宛てのデータが前記他の端末にバッファ中であることかどうかを判別する判別手順と、
自分宛てのデータ送信を要求するための通知フレームを前記他の端末に送信するデータ送信要求手順と、
を実行させることを特徴とするコンピュータ・プログラムである。
【００４９】
本発明の第２の側面に係るコンピュータ・プログラムは、コンピュータ上で所定の処理を実現するようにコンピュータ可読形式で記述されたコンピュータ・プログラムを定義したものである。換言すれば、本発明の第２の側面に係るコンピュータ・プログラムをコンピュータにインストールすることによって、コンピュータ上では協働的作用が発揮され、本発明の第１の側面に係る通信システムにおける受信端末として動作することができる。このような受信端末を送信端末に接続することで、本発明の第１の側面に係る上記発明と同様の作用効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００５０】
本発明によれば、省電力モード下において、基地局が所定のビーコン間隔で報知するビーコン・フレームを所定の割合で受信するためにＤｏｚｅ状態からＡｗａｋｅ状態に遷移するとともに、基地局に蓄積された自局宛てのデータを要求して安定したデータ通信を行なうことができる、優れた通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
【００５１】
また、本発明によれば、同じ基地局に接続する通信端末の台数が増加した場合であっても、基地局が特別な操作を行なうことなく、Ａｗａｋｅ状態に遷移したことや基地局にデータ送信を要求することを示す通知フレームの競合を回避して、安定したデータ通信を行なうとともに、省電力機能の低下を好適に抑制することができる、優れた通信システム、通信装置及び通信方法、並びにコンピュータ・プログラムを提供することができる。
【００５２】
本発明を適用した無線通信端末をセルに収容した無線基地局においては、一度に多数の通知フレーム処理を行なう必要がなくなる。すなわち、無線基地局の負荷を分散させることにもなるので、無線通信端末の同時接続台数の許容値を増加することも可能になる。
【００５３】
本発明は、基地局から周期的にビーコン・フレームが報知される無線通信システムに参入する通信端末に適用することができる。その際、基地局はこれまでに発行されている標準仕様に則って設計・製作された装置でよい。また、同じ基地局に接続するその他の通信端末も必ずしも本発明を適用することはない。本発明を具現化した通信端末が、他の通信端末とは異なるタイミングでＡｗａｋｅ状態に遷移することで、通知フレームの競合を回避して、基地局へのデータ送信要求やＤｏｚｅ状態への復帰を円滑に行ない、省電力の効果を向上させることができる。
【００５４】
勿論、本発明を具現化した通信端末がセル内に占める割合が高くなれば、Ａｗａｋｅ状態に遷移するタイミングがＤＴＩＭビーコン送信時に集中することはなく、所定のビーコン間隔内の各ビーコン・フレーム送信タイミングにより分散化されることから、システム全体の性能が向上するとともに、同じ基地局に接続可能な通信端末の台数を増加することができる。
【００５５】
本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳解する。
【００５７】
本発明は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１で規定されるインフラストラクチャＢＳＳモードの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、無線基地局が所定のビーコン間隔でビーコン・フレームを報知して、セル内の無線通信端末を制御する。また、各無線通信端末は、無線基地局に接続して、ランダム・バックオフ・アルゴリズムを用いてデータ通信を行なう。
【００５８】
ＩＥＥＥ８０２．１１には、通常モードと省電力モードが規定されている。省電力モード下の無線通信端末は、少なくとも一部の回路モジュールの動作が停止するＤｏｚｅ状態と完全に動作するＡｗａｋｅ状態とを繰り返す間欠動作を行なう。また、省電力モード下の無線通信端末は、ビーコン・フレームを所定の割合で受信するためにＤｏｚｅ状態からＡｗａｋｅ状態に遷移するとともに、基地局に蓄積された自局宛てのデータを要求する。省電力動作は以下の通りである。
【００５９】
（１）無線通信端末は、省電力モード下に置かれる期間（ビーコン何個分）を、無線基地局にアソシエーション時に通知する。
（２）無線基地局は、所定のビーコン間隔でビーコンを送信し、省電力モード下の無線通信端末宛てのデータをバッファ中であることをビーコンのＴＩＭの部分に表示する。
（３）無線通信端末は、予定のビーコン（ＤＴＩＭビーコン）を受信するために、そのタイミングに合わせてＡｗａｋｅ状態に遷移する。
（４）Ａｗａｋｅ状態に遷移した無線通信端末は、ビーコン・フレームを受信すると、受信すべきデータが無線基地局にバッファ中かどうかをＴＩＭで確認し、バッファ中のデータがあれば、ＰＳ−Ｐｏｌｌを使って無線基地局から受信する。
（５）無線通信端末は、省電力動作開始を示すフレームを無線基地局に送信し、無線基地局から確認メッセージＡｃｋ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）を受信した時点でＤｏｚｅ状態に遷移する。
【００６０】
以下の説明では、図５に示したように、ＩＥＥＥ８０２．１１で規定されるインフラストラクチャＢＳＳモードにおいて、１台の無線基地局に複数台の無線通信端末が接続して、データ通信が行なわれるという通信環境を想定する。また、無線通信端末の多くは、ノートブックＰＣやＰＤＡ、無線ＩＰ電話といったバッテリ駆動のモバイル機器であり、省電力モード下でＡｗａｋｅ状態とＤｏｚｅ状態を繰り返す間欠動作して、無線基地局からのビーコンを受信する。そして、各無線通信端末は、Ａｗａｋｅ状態に遷移したことを示すヌル・フレームや、無線基地局にデータ送信を要求するＰＳ−Ｐｏｌｌフレームなどの通知フレームを送信するものとする。
【００６１】
図１には、無線基地局に接続される無線通信端末の構成例を示している。図示の通り、無線通信端末１０は、アンテナ１１と、ＲＦ処理部１２と、ベースバンド処理部１３と、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）層処理部１４と、上位層１５で構成される。以下、無線通信端末が無線基地局から受信したビーコン・フレームの処理方法について説明する。
【００６２】
アンテナ１１は、送受信で共用される。データ送信時には、ＭＡＣ層処理部１４は、上位層１５からデータ送信が要求されると、ヘッダ情報を生成してＭＡＣフレームを構築する。ベースバンド処理部１３は、送信信号に変調処理を施し、Ｄ／Ａ変換するとともに、アナログ・ベースバンド信号を周波数変換してＲＦ信号にアップコンバートする。ＲＦ処理部１２は、ＲＦ信号を電力増幅してアンテナ１１から伝搬路へ放出する。
【００６３】
一方、データ受信時には、伝搬路からアンテナ１１で受信されたＲＦ信号を、ＲＦ処理部１２で低雑音増幅するとともに不要な周波数成分を除去する。ベースバンド処理部１３では、ＲＦ信号を周波数変換してアナログ・ベースバンド信号にダウンコンバートするとともに、Ａ／Ｄ変換を施し、さらにデジタル受信信号を復調処理する。ＭＡＣ層処理部１４は、ヘッダ情報を解析し、ペイロードから元のデータ系列を組み立てて、上位層１５に渡す。
【００６４】
ＭＡＣ層処理部１４は、送信フレームのヘッダ情報の生成や受信フレームのヘッダ情報の解析、無線基地局から受信したビーコン・フレームの解釈、ＲＴＳ／ＣＴＳなど通信プロトコルに基づく通信手順の制御、フレーム間隔（ＩＦＳ）やランダム・バックオフ・アルゴリズムを用いたフレーム送信タイミングの制御、省電力状態の制御などを行なう。
【００６５】
ＭＡＣ層処理部１４は、省電力モード下では、無線基地局から送られてくるビーコン・フレーム内のＴＩＭに含まれるＤＴＩＭタイマ値に基づいて、ビーコン受信タイミングに合わせて、Ｄｏｚｅ状態からＡｗａｋｅ状態に遷移するように制御する。また、受信したビーコンのＴＩＭで自局宛てのデータがバッファ中であることが示されていたら、ランダム・バックオフ・アルゴリズムを用いて無線基地局宛てにデータ送信要求を送信する。
【００６６】
図２には、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に定められたビーコン・フレーム内情報のうち、代表的なものを示している。
【００６７】
Ｔｉｍｅ  Ｓｔａｍｐは、ビーコン・フレームを送信する無線基地局自身の所持するタイマを示す。Ｂｅａｃｏｎ  Ｉｎｔｅｒｖａｌは、ビーコン間隔すなわちビーコン・フレームを発行する周期を示す。Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎは、「暗号化を行なう」、「端末がＣＦポーリング要求可能か」などの各種情報を含む。ＳＳＩＤ（Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｓｅｔ  Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）は、無線基地局の所持するＥＳＳ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｓｅｔ）やＩＢＳＳ（Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ＢＳＳ）などの識別値を含む。Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ  ｐａｒａｍｅｔｅｒ  Ｓｅｔは、使用チャネル番号を示す。ＴＩＭは、省電力モードに関する情報を含む。
【００６８】
ＴＩＭは、省電力にて動作中の無線通信端末にデータの着信を通知するための情報からなるが（前述）、当該ビーコン・フレームがタイマ０となっているＴＩＭすなわちＤＴＩＭかどうかを示すＤＴＩＭ  Ｃｏｕｎｔと、ＤＴＩＭの周期すなわちビーコン・フレームにおけるＤＴＩＭの割合を示すＤＴＩＭ  Ｐｅｒｉｏｄを含んでいる。
【００６９】
ＤＴＩＭ  Ｃｏｕｎｔの値は、ＤＴＩＭ  Ｐｅｒｉｏｄ値を最大値として、ビーコン・フレームを送信する度にカウントダウンを行なう。ＩＥＥＥ８０２．１１では、ＤＴＩＭ  Ｃｏｕｎｔ値が０になったビーコン・フレームをＤＴＩＭとする仕様になっている。ＤＴＩＭの次に送信するビーコン・フレーム内のＤＴＩＭ  ＣｏｕｎｔはＤＴＩＭ  Ｐｅｒｉｏｄ値にリセットされ、再びビーコン・フレームを送信する度にＤＴＩＭ  Ｃｏｕｎｔ値のカウントダウンを行なう。
【００７０】
従来のＩＥＥＥ８０２．１１準拠の無線通信システムでは、省電力モード下の各無線通信端末は、ＴＩＭに含まれるタイマが消滅したＤＴＩＭビーコン・フレームに合わせてＤｏｚｅ状態からＡｗａｋｅ状態に一斉に遷移するようになっている。このため、セル内に収容される無線通信端末の台数が増加すると、Ａｗａｋｅ状態に遷移したことを示すヌル・フレームや、無線基地局にデータ送信を要求するＰＳ−Ｐｏｌｌフレームといった通知フレームが特定の期間に集中してしまい、無線通信端末はＤｏｚｅ状態の期間中に無線基地局に貯められた自局宛てのデータをなかなか受け取ることができないという問題がある。
【００７１】
ＩＥＥＥ８０２．１１規格では、フレームの競合を回避するためにランダム・バックオフ・アルゴリズムを用いているが、無線基地局に対して無線通信端末の接続台数が多くなると、１回のビーコン・フレームに対してＤＴＩＭビーコンの到来に合わせてＡｗａｋｅ状態に遷移する無線通信端末の台数も多くなるため、通知フレームの競合は避けられなくなる。この結果、通知フレームの送信などのために長時間Ａｗａｋｅ状態で待機して電力を浪費する端末の台数も増加する。
【００７２】
そこで、本実施形態では、ＤＴＩＭ  Ｃｏｕｎｔの値を、無線通信端末がＡｗａｋｅ状態に遷移するときの、ビーコン・フレーム内のＴＩＭ番号として使用する。すなわち、省電力モード下において、ビーコン・フレームのＤＴＩＭタイマが消滅したＤＴＩＭビーコンをビーコン・フレームの取得周期の起点とするのではなく、無線通信端末毎に、取得周期の起点となるＤＴＩＭタイマの値Ｘを独自に設定する。
【００７３】
これによって、省電力モード下の各無線通信端末がビーコン・フレームの取得のためにＡｗａｋｅ状態に遷移するタイミングはＤＴＩＭタイマが消滅するＤＴＩＭビーコン送信時に集中することはなくなり、所定のビーコン間隔内の各ビーコン・フレーム送信タイミングに分散化される。したがって、同じ無線基地局に接続する無線通信端末の台数が増加した場合であっても、１回のビーコン・フレームに対してＡｗａｋｅ状態に遷移する無線通信端末の台数の増加は抑制されるので、無線基地局への接続台数が少ない場合と同様に、ランダム・バックオフ・アルゴリズムを用いることで通知フレームの衝突を十分回避することができるようになる。
【００７４】
そして、このような競合回避動作は、各無線通信端末が省電力動作を開始する際に、ビーコン取得周期の起点となるＤＴＩＭカウント番号Ｘを設定することによって容易に実現することができる。すなわち、無線基地局が特別な操作を行なうことなく、無線通信端末側の動作によりＡｗａｋｅ状態に遷移したことや基地局にデータ送信を要求することを示す通知フレームの競合を回避することができるので、これまでに発行されている標準仕様に則った無線基地局の配下にあるセルにおいても容易に本発明を導入することができる。
【００７５】
また、無線通信端末毎に取得周期の起点となるＤＴＩＭタイマの値Ｘを区々に設定してＡｗａｋｅ状態に遷移するタイミングは所定のビーコン間隔内の各ビーコン・フレーム送信タイミングに分散化を図った場合、無線基地局は、一度に多数の通知フレーム処理を行なう必要がなくなる。すなわち、無線基地局の負荷を分散させることにもなるので、無線通信端末の同時接続台数の許容値を増加することも可能になる。
【００７６】
このような無線通信端末は、例えば、無線基地局から発行されるビーコン情報の内容を参照して、取得周期の起点となるＤＴＩＭタイマの値Ｘを任意に設定するようにしてもよい。あるいは、無線基地局が従来の標準仕様に則った場合であっても、無線通信端末自身が保持する情報に基づいて、取得周期の起点となるＤＴＩＭタイマの値Ｘを任意に設定するようにすればよい。
【００７７】
図３には、無線通信端末が省電力状態を開始してから、Ａｗａｋｅ状態とＤｏｚｅ状態を交互に繰り返すための処理手順をフローチャートの形式で示している。かかる処理手順に則った端末動作は、実際にはＭＡＣ層処理部１４によって実現することができる。
【００７８】
無線通信端末は、まず、ＤＴＩＭタイマの値Ｘを事前に取得し、又は設定する（ステップＳ１）。ＤＴＩＭタイマの値Ｘの決定方法として、例えば、ユーザが直接選択する、省電力モードに遷移する直前に確認したビーコン・フレームのＤＴＩＭ  Ｃｏｕｎｔ値を採用する、ビーコン・フレームに含まれるＤＴＩＭ  Ｐｅｒｉｏｄと保持するＭＡＣアドレスなどの情報により一意に決定することなどが考えられる。
【００７９】
ＭＡＣ層処理部１４に対して省電力状態への遷移命令が出現した後（ステップＳ２）、無線基地局（ＡＰ）からビーコン・フレームを受信し、そのＤＴＩＭ  ＣｏｕｎｔがＸであれば（ステップＳ３）、Ｄｏｚｅ状態に遷移する旨の通知フレームを発行し、無線基地局からＡｃｋを受信したことにより（ステップＳ４）、Ｄｏｚｅ状態に遷移する（ステップＳ５）。
【００８０】
Ｄｏｚｅ状態に遷移する際、ＭＡＣ層処理部１４では、内部タイマを起動し（ステップＳ６）、定めたＤＴＩＭ  Ｃｏｕｎｔ値Ｘを所持するビーコン・フレームが受信できるタイミングまで待機する。
【００８１】
内部タイマが終了すると（ステップＳ７）、定めたＤＴＩＭ  Ｃｏｕｎｔ値Ｘを所持するビーコン・フレームの送信に合わせてＡｗａｋｅ状態に遷移する（ステップＳ８）。そして、Ａｗａｋｅ状態に遷移したことを示す通知フレームを無線基地局に送信し、無線基地局からＡｃｋを受け取るまで通知フレームの再送を行なう（ステップＳ９）。
【００８２】
次いで、無線基地局からＤＴＩＭ  Ｃｏｕｎｔ値Ｘを所持するビーコン・フレームを受信すると、そのＴＩＭを解釈して、自分宛てのデータ・フレームが無線基地局に蓄積されているかどうかを判定する（ステップＳ１０）。
【００８３】
自分宛てのデータ・フレームが無線基地局に蓄積されていない場合には（ステップＳ１０のＮｏ）、ステップＳ４に戻って、再びＤｏｚｅ状態に遷移する。
【００８４】
また、自分宛てのデータ・フレームが無線基地局に蓄積されている場合には（ステップＳ１０のＹｅｓ）、無線基地局に対してＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを送信して、無線基地局からバッファ中のデータ・フレームを受け取る（ステップＳ１１）。
【００８５】
そして、無線基地局からビーコンを受信して、無線基地局に自分宛てのデータ・フレームがバッファされていることを検出したら（ステップＳ１２のＹｅｓ）、ステップＳ１１に戻って、データ受信を繰り返し行なう。また、自分宛てのデータ・フレームが無線基地局にもはや蓄積されていない場合には（ステップＳ１２のＮｏ）、ステップＳ４に戻って、再びＤｏｚｅ状態に遷移する。
【００８６】
無線通信端末は、省電力モードである限り、Ｄｏｚｅ状態とＡｗａｋｅ状態を繰り返す。各無線通信端末の単体動作においては、ＤＴＩＭを含むビーコン・フレームの代わりに、個々に設定されたＤＴＩＭ  Ｃｏｕｎｔ値を所持するビーコン・フレームを使用するが、それ以外の通信手順に関しては基本的に従来と同様である。
【００８７】
図４には、図３に示した処理手順を実装した１以上の無線通信端末ＳＴＡが無線基地局ＡＰに接続して構成される無線通信システムにおいて、無線通信端末が省電力モード下でデータ受信動作を行なう手順の一例を示している。図示の例では、１台の無線基地局ＡＰと、２台の無線通信端末ＳＴＡ１及びＳＴ２が存在し、各無線通信端末ＳＴＡが無線基地局ＡＰに接続して、他の端末から送信されたデータを無線基地局ＡＰから受信するという局面を想定している。
【００８８】
無線基地局ＡＰは、各無線通信端末ＳＴＡ１及びＳＴ２に対し、定期的にビーコン・フレーム０２０１を送信している。このうち、タイマが消滅したときには、ＤＴＩＭを含むビーコン・フレーム０２０２を送信する。
【００８９】
無線通信端末ＳＴＡ１は、従来通り、ＤＴＩＭ  Ｃｏｕｎｔ値０を基点としてＤＴＩＭ  Ｐｅｒｉｏｄを取得周期として動作する。すなわち、ＤＴＩＭを含むビーコン・フレームに合わせてＡｗａｋｅ状態に遷移して、通知フレーム（ヌル・フレーム）を送信するとともに、ビーコン・フレームの受信を行なう。ビーコン・フレーム内のＴＩＭが自分宛てのデータ・フレームが無線基地局ＡＰにバッファ中であることを示しているときには、無線通信端末ＳＴＡ１は、ＰＳ−Ｐｏｌｌフレームを送信してデータ送信要求を行ない、無線基地局ＡＰからデータ・フレームを受信する。
【００９０】
一方、無線通信端末ＳＴＡ２は、ＤＴＩＭを含むビーコン・フレームの代わりに、ＤＴＩＭ  Ｃｏｕｎｔ値１を所持するビーコン・フレームを使用する。すなわち、ＤＴＩＭカウントが１であるビーコン・フレームを取得周期の起点とし、ＤＴＩＭ  Ｃｏｕｎｔ値１を所持するビーコン・フレームの受信に合わせてＡｗａｋｅ状態に遷移して、通知フレーム（ヌル・フレーム）を送信する。
【００９１】
このように、無線通信端末毎にビーコン・フレームの取得周期の起点となるＴＩＭカウントが相違していると、図４からも分るように、それぞれの無線通信端末ＳＴＡ１及びＳＴ２からＡｗａｋｅ状態に遷移することを通知する通知フレームや、Ｄｏｚｅ状態に戻ることを通知する通知フレームの競合が軽減される。
【００９２】
各無線通信端末にとっては、Ａｗａｋｅ状態に遷移してビーコン・フレームを受信し、自分宛てのデータ・フレームを無線基地局から円滑に受け取ることができ、速やかにＤｏｚｅ状態に復帰することができるから、省電力効果の低下を防ぐことができる。また、各無線通信端末からの通知フレームの送信タイミングがビーコン間隔にわたって分散されることから、システム全体の性能が向上するとともに、同じ基地局に接続可能な通信端末の台数を増加することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
以上、特定の実施形態を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。
【００９４】
本明細書では、ＩＥＥＥ８０２．１１のインフラストラクチャＢＳＳモード下の無線通信システムに適用した実施形態を中心に説明してきたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではない。基地局から周期的にビーコン・フレームが報知され、基地局に接続する各通信端末が所定の割合でビーコンの受信動作を行なうその他の無線通信システムに本発明を適用することができる。
【００９５】
あるいは、本発明は、送信端末と各受信端末間で不定期にデータ通信が行なわれ、送信端末が定期的に発行する情報（ビーコンに限定されない）を各受信端末が所定の割合で取得するさまざまなタイプの通信システムにも適用することができ、通信媒体も有線、無線に限定されない。
【００９６】
要するに、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】図１は、無線通信端末が無線基地局から受信したビーコン・フレームの処理方法を模式的に示した図である。
【図２】図２は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に定められたビーコン・フレームない情報のうち、代表的なものを示した図である。
【図３】図３は、無線通信端末が省電力状態を開始してから、Ａｗａｋｅ状態とＤｏｚｅ状態を交互に繰り返すための処理手順を示したフローチャートである。
【図４】図４は、図３に示した処理手順を実装した１以上の無線通信端末ＳＴＡが無線基地局ＡＰに接続して構成される無線通信システムにおいて、無線通信端末が省電力モード下でデータ受信動作を行なう手順の一例を示した図である。
【図５】図５は、無線基地局に複数台の無線通信端末が接続された無線通信システムの構成例を示した図である。
【図６】図６は、無線通信端末が省電力モード下でデータ受信動作を行なう手順の一例（従来例）を示した図である。
【符号の説明】
【００９８】
１０…無線通信端末
１１…アンテナ
１２…ＲＦ処理部
１３…ベースバンド処理部
１４…ＭＡＣ層処理部
１５…上位層
【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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