無線通信基地局、無線通信端末、無線通信システム及び無線通信方法
【課題】ＭＣフレームを送信する場合に、無線通信端末の不要な電力消費をさけて省電力効果を向上させることができる無線通信基地局を得ること。
【解決手段】ＡＰは、ネットワーク装置からの受信フレームがＭＣフレームであった場合にマルチキャストフレームバッファ１３６へ格納するマルチキャストフレーム検出部１３３と、ＭＣグループと参加している無線通信端末と無線通信端末が省電力モードであるかを示す省電力状態情報との対応を管理表として保持し、ＭＣフレームが検出された場合に管理表を参照してＭＣフレームに対応する無線通信端末を宛先端末とし、宛先端末の省電力状態を判定する省電力端末管理部１３１と、宛先端末が省電力モードの場合ＭＣフレームがバッファリングされていないことを示す情報を格納しかつ宛先端末宛のフレームが格納されていることを示す情報を格納したBeaconを生成するBeacon生成部１３４と、を備える。
【解決手段】ＡＰは、ネットワーク装置からの受信フレームがＭＣフレームであった場合にマルチキャストフレームバッファ１３６へ格納するマルチキャストフレーム検出部１３３と、ＭＣグループと参加している無線通信端末と無線通信端末が省電力モードであるかを示す省電力状態情報との対応を管理表として保持し、ＭＣフレームが検出された場合に管理表を参照してＭＣフレームに対応する無線通信端末を宛先端末とし、宛先端末の省電力状態を判定する省電力端末管理部１３１と、宛先端末が省電力モードの場合ＭＣフレームがバッファリングされていないことを示す情報を格納しかつ宛先端末宛のフレームが格納されていることを示す情報を格納したBeaconを生成するBeacon生成部１３４と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信基地局、無線通信端末、無線通信システム及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な機器に無線ＬＡＮ（Local Area Network）インターフェースが搭載されている。無線ＬＡＮのＭＡＣ（Media Access Control）層以下はＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１で規定されている（下記非特許文献１参照）。無線ＬＡＮシステムでは、無線通信端末（以下ＳＴＡという）が無線通信基地局（以下ＡＰという）を介して通信するインフラクチャモードがあり、このモードにおいて端末の消費電力を削減することを目的とした省電力機能が規定されている。この省電力機能は、携帯端末がＳＴＡとなる場合に、バッテリーの消費電力を抑えるために重要である。
【０００３】
省電力機能を実現する動作を説明する。ＳＴＡは、ＡＰと接続後、省電力状態であるPower Saveモード（通信動作が未駆動状態となるモードであり、以下、ＰＳモードという）に移行することをＡＰへ通知する。ＡＰは、この通知を受信した場合、ＳＴＡがＰＳモードに移行したことを記憶する。ＡＰは、ＰＳモードへ移行中のＳＴＡ宛のフレームをバッファにバッファリングする。
【０００４】
ＡＰは、報知情報フレームであるBeaconを定期的に送信している。ＡＰは、ＳＴＡへの送信データがバッファに存在する場合に、BeaconのＰＶＢ（Partial Virtual Bitmap）のフィールドの当該ＳＴＡのＡＩＤ（端末固有のAssociation IDentifier）に対応するビット位置に“１”をセットして送信する。送信データが無いＳＴＡについては、ＰＶＢのフィールドの当該ＳＴＡのＡＩＤに対応するビット位置に“０”をセットして送信する。また、ＰＶＢのフィールドの０番目のビットは、ＡＰにブロードキャストフレーム（以下、ＢＣフレームという）またはマルチキャストフレーム（以下、ＭＣフレームという）の送信データが存在するか否かを示しており、ＢＣフレームまたはＭＣフレームがバッファに存在する場合はＰＶＢの０番目のビットに“１”をセットする。
【０００５】
ＰＳモードに移行したＳＴＡは、ＡＰからのBeaconが送信されるタイミングでAwakeモード（通信動作が駆動状態)になり、受信したBeaconのＰＶＢを参照して、自身のＡＩＤに対応するビットまたは０番目のビットに“１”がセットされているか否かを判断する。自身のＡＩＤに対応するビットまたは０番目のビットに“１”がセットされている場合は、Awakeモードを維持してＡＰからの受信を行うための動作を実施する。自身のＡＩＤに対応するビットにも０番目のビットにも“１”がセットされていない場合は、ＰＳモードへ移行する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ，“ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１TM−２００７”，Ｊｕｎｅ ２００７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の技術において、ＡＰと無線接続可能なＳＴＡが複数存在し、それらのＳＴＡが属するマルチキャストグループ（以下ＭＣグループという）が複数存在するとする。例えば、ＳＴＡ＃１〜＃４がＡＰの配下にあり、ＭＣグループ＃１にはＳＴＡ＃１およびＳＴＡ＃４が属し、ＭＣグループ＃２にはＳＴＡ＃２、ＳＴＡ＃３およびＳＴＡ＃４が属しているとする。このとき、ＡＰがＭＣグループ＃１へのＭＣフレームを送信する場合、ＭＣグループ＃１に属していないＳＴＡ＃２、＃３は当該ＭＣフレームの受信は不要である。しかしながら、上記従来の技術によれば、ＭＣグループ＃１へのＭＣフレームの送信時に、ＡＰがBeaconのＰＶＢの０番目のビットに“１”をセットして送信するため、ＳＴＡ＃２、ＳＴＡ＃３もAwakeモードを維持することになり、省電力効果が小さくなるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、無線通信基地局がＭＣフレームを送信する場合に、無線通信端末における不要な電力消費をさけて省電力効果を向上させることができる無線通信基地局、無線通信端末、無線通信システム及び無線通信方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、１つ以上の無線通信端末と無線通信を行い、前記無線通信端末とネットワーク装置との通信を中継し、前記無線通信端末が省電力モードである場合にBeaconに前記無線通信端末宛のフレームをバッファリングしているか否かを示すバッファリング情報を格納して前記無線通信端末へ通知する無線通信基地局であって、マルチキャストフレームバッファと、前記ネットワーク装置から受信したフレームがマルチキャストフレームであるか否かを検出し、マルチキャストフレームであった場合に当該フレームを前記マルチキャストフレームバッファへ格納するマルチキャスト検出部と、マルチキャストグループと当該マルチキャストグループに参加している前記無線通信端末と当該無線通信端末が省電力モードであるか否かを示す省電力状態情報との対応を含む管理情報を保持し、前記マルチキャスト検出部がマルチキャストフレームを検出した場合に前記管理情報を参照して当該マルチキャストフレームに対応するマルチキャストグループに属する前記無線通信端末を宛先端末として抽出し、前記宛先端末が省電力モードであるか否かを判定する省電力端末管理部と、前記宛先端末が省電力モードである場合に、マルチキャストフレームがバッファリングされていないことを示す情報を前記バッファリング情報に格納しかつ前記宛先端末宛のフレームが格納されていることを示す情報を格納したBeaconを生成するBeacon生成部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、無線通信基地局がＭＣフレームを送信する場合に、無線通信端末における不要な電力消費をさけて省電力効果を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明にかかる無線通信システムの構成例を示す図である。
【図２】図２は、従来の無線通信システムの構成例を示す図である。
【図３】図３は、従来のＡＰとＳＴＡの接続手順の一例を示すシーケンス図である。
【図４】図４は、ＩＥＥＥ８０２．１１のＭＡＣフレームのフォーマットを示す図である。
【図５】図５は、従来のBeaconとして送信される報知情報フレームのフレームフォーマット例を示す図である。
【図６】図６は、ＰＶＢの自身のＡＩＤに対応するビットに“１”が設定されている場合の従来のＳＴＡの動作の一例を示す図である。
【図７】図７は、ＰＶＢの０番目のビットが“１”に設定されている場合の従来のＳＴＡの動作の一例を示す図である。
【図８】図８は、ＡＰの機能構成例を示す図である。
【図９】図９は、ＭＡＣ部の機能構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、省電力端末管理部が管理する管理表の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、ＳＴＡの機能構成例を示す図である。
【図１２】図１２は、ＳＴＡに関する情報が格納された管理表の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、マルチキャスト拡張エレメントが格納されたBeaconのフレームフォーマットの一例を示す図である。
【図１４】図１４は、マルチキャストフレーム検出部においてＭＣフレームが検出された場合の送受信動作の一例を示す図である。
【図１５】図１５は、ＳＴＡがマルチキャスト拡張エレメントに対応していない場合の管理表の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、ＳＴＡがマルチキャスト拡張に対応していない場合の送受信動作の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる無線通信基地局、無線通信端末、無線通信システム及び無線通信方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態．
図１は、本発明にかかる無線通信システムの構成例を示す図である。図１に示すように本実施の形態の無線通信システムは、ＡＰ（無線通信基地局）１と、ＳＴＡ（無線通信端末）２−１〜２−４と、ＡＰ１とインターネット等により接続されるサーバ等であるネットワーク装置３と、を備える。なお、図１では、ＳＴＡの数が４台の例を示しているが、ＳＴＡの数はこれに限定されない。
【００１４】
ＳＴＡ２−１〜２−４は、キャリアセンスによってパケット伝送を行う無線通信端末である。ＡＰ１は、ネットワーク装置３から受信したデータを各ＳＴＡに配信する。図１の例では、ＳＴＡ２−１〜２−４は、ＡＰ１に帰属している。すなわち、ＳＴＡ２−１〜２−４はＡＰ１経由で無線通信を行っている。
【００１５】
また、ＳＴＡ２−１とＳＴＡ２−４はＭＣ（マルチキャスト）グループ４−１に参加し、ＳＴＡ２−２とＳＴＡ２−３とＳＴＡ２−４はＭＣグループ４−２に参加し、ＳＴＡ２−４はＭＣグループ４−３に参加している。
【００１６】
ここで、従来の無線通信システムにおける課題について説明する。図２は、従来の無線通信システムの構成例を示す図である。ＳＴＡ１０２は、ＡＰ１０１経由で無線通信を行っており、ＡＰ１０１は、ネットワーク装置１０３から受信したＳＴＡ１０２宛のデータをＳＴＡ１０２へ送信する。
【００１７】
図３は、ＡＰ１０１とＳＴＡ１０２が接続するための接続手順の一例を示すシーケンス図である。ＡＰ１０１とＳＴＡ１０２は同一のＳＳＩＤ（Service Set IDentifier）が設定されているとする。ＳＴＡ１０２は、自身のＳＳＩＤを格納したProbe Request、または周辺のすべてのＡＰからのProbe Responseを受信するためにＳＳＩＤを格納しないでProbe Requestを送信する（ステップＳ１０１）。ＡＰ１０１はProbe Requestを受信した場合、自身の識別情報（例えばＭＡＣアドレス、ＳＳＩＤ）を格納したProbe Responseを返信する（ステップＳ１０２）。
【００１８】
ＳＴＡ１０２は、Probe Responseを受信すると、ＡＰ１０１へ認証（Authentication）を依頼し（ステップＳ１０３）、ＡＰ１０１が認証の応答を返信する（ステップＳ１０４）。その後、ＳＴＡ１０２は、接続を要求（Association Request）し（ステップＳ１０５）、ＡＰ１０１は、Association Responseフレームを返信する（ステップＳ１０６）。この際、ＡＰ１０１は、端末固有のＡＩＤをAssociation Responseフレームに格納して通知する。ＳＴＡ１０２は、通知されたＡＩＤを記憶する。
【００１９】
図４は、ＩＥＥＥ８０２．１１のＭＡＣフレームのフォーマットを示す図である。ＭＡＣフレームのＭＡＣヘッダ中のFrame Control FieldのPwr Mgt１０４は、省電力制御の状態を示すPower Saveビットである。ＳＴＡ１０２は、このPower Saveビットに“１”を格納して送信することで、自身が省電力状態であるＰＳモード（通信動作が未駆動状態）に移行することを通知する。ＡＰ１０１は、ＳＴＡ１０２からPower Saveビットに“１”が設定されたフレームを受信すると、ＳＴＡ１０２がＰＳモードに移行したことを記憶する。
【００２０】
ＡＰ１０１は、ＰＳモードのＳＴＡに対するユニキャストフレーム（以下、ＵＣフレームという）、ＢＣフレーム（ブロードキャストフレーム）、ＭＣフレーム（マルチキャストフレーム）が発生した場合、フレームをバッファリングする。
【００２１】
ＡＰ１０１は、定期的にBeaconを送信する。図５は、Beaconとして送信される報知情報フレームのフレームフォーマット例を示す図である。Beaconとして送信されるフレームの構成要素の１つであるTIM elementは、Partial Virtual Bitmap（以下ＰＶＢという）を有する。ＰＶＢは、ＡＰ１０１がどの端末宛のフレームがバッファリングされているか否かを示す情報、すなわちバッファリング情報である。ＰＶＢの０番目のビットはＢＣフレームまたはＭＣフレームがバッファリングされているか否かを示すビットであり、ＢＣフレームまたはＭＣフレームがバッファリングされている場合はＰＶＢの０番目のビットに“１”をセットする。ＰＶＢの１番目の以降のビットは、ビット番号がＡＩＤに対応しており、例えば、ＰＶＢのｋ番目のビットは、ＡＩＤがｋであるＳＴＡ宛のフレームのバッファリングの有無を示す。例えば、接続時に通知されたＡＩＤが“１”であるＰＳモードのＳＴＡ宛のフレームがバッファリングされている場合は、ＰＶＢの１番目のビットに“１”をセットする。
【００２２】
ＰＳモードに移行したＳＴＡ１０２は、ＡＰ１０１からBeaconが送信されるタイミングでAwakeモード（通信動作が駆動状態のモード、駆動モード）に移行し、Beaconとして受信したフレームのＰＶＢを参照する。
【００２３】
図６は、ＰＶＢの自身のＡＩＤに対応するビットに“１”が設定されている場合のＳＴＡ１０２の動作の一例を示す図である。図６に示すように、ＡＰ１０１は、ＳＴＡ１０２宛のＵＣフレームをバッファリングしており、宛先のＳＴＡ１０２のＡＩＤに対応するＰＶＢのビットに“１”を設定したBeacon２０１を送信する。ＳＴＡ１０２は、Beacon２０１を受信して、ＰＶＢの自身のＡＩＤに対応するビットに“１”が設定されていることを認識すると、Awakeモードを維持し、ＵＣフレームの転送要求を行うためにPS−Pollフレーム２０２を送信する。ＡＰ１０１はPS−Pollフレーム２０２を受信すると、バッファリングしているＳＴＡ１０２宛のＵＣフレーム２０３、２０４をＳＴＡ１０２へユニキャストにより送信する。
【００２４】
図７は、ＰＶＢの自身のＡＩＤに対応するビットが“１”でなく、ＰＶＢの０番目のビットが“１”に設定されている場合のＳＴＡ１０２の動作の一例を示す図である。ＳＴＡ１０２はＡＰ１０１からのBeacon３０１を受信し、受信したBeacon３０１のＰＶＢに、自身のＡＩＤに対応するビットに“０”がセットされており、かつ、ＰＶＢの０番目のビットに“１”がセットされている場合、Awakeモードを維持する。ＡＰ１０１は、Beacon３０１の送信後にバッファリングしているＢＣフレームまたはＭＣフレームであるフレーム３０２，３０３をブロードキャストまたはマルチキャストにより送信する。
【００２５】
また、ＳＴＡ１０２は受信したBeaconのＰＶＢの自身のＡＩＤに対応するビットに“０”がセットされており、かつ、ＰＶＢの０番目のビットに“０”がセットされている場合、ＰＳモードに移行する。
【００２６】
以上のような従来の技術では、ＡＰ１０１と無線接続可能なＳＴＡ１０２が複数存在し、それらのＳＴＡ１０２が属するマルチキャストグループ（ＭＣグループという）が複数存在する場合に、省電力効果が小さくなる可能性がある。例えば、ＳＴＡ＃１〜＃４がＡＰ１０１の配下にあり、ＭＣグループ＃１にはＳＴＡ＃１およびＳＴＡ＃４が属し、ＭＣグループ＃２にはＳＴＡ＃２、ＳＴＡ＃３およびＳＴＡ＃４が属しているとする。このとき、ＡＰ１０１がＭＣグループ＃１へのＭＣフレームを送信する場合、ＭＣグループ＃１に属していないＳＴＡ＃２、＃３は当該ＭＣフレームの受信は不要である。しかしながら、上述のように従来の技術では、ＭＣグループ＃１へのＭＣフレームの送信時に、ＡＰ１０１がBeaconのＰＶＢの０番目のビットに“１”をセットして送信するため、ＳＴＡ＃２、ＳＴＡ＃３もAwakeモードを維持することになり、省電力効果が小さくなるという問題がある。
【００２７】
このような問題を鑑み、本実施の形態では、ＭＣフレームの受信が不要な端末がAwakeモードを維持することを防ぐ。以下、本実施の形態の各装置の構成および動作について説明する。
【００２８】
図８は、本実施の形態のＡＰ１の機能構成例を示す図である。ＡＰ１は、電波を送受信するためのアンテナ部１１と、受信信号、送信信号を変復調するＰＨＹ部１２と、アクセス制御を行うＭＡＣ部１３と、ネットワーク装置３からの受信データをブリッジするBridge部１４と、ネットワーク装置３とのインターフェースである有線Ｉ／Ｆ（Interface）部１５と、マルチキャストアドレスと宛先装置のＭＡＣアドレスとを対応付けるマルチキャスト検出設定部１６と、を備える。
【００２９】
マルチキャスト検出設定部１６は、ＳＴＡ２−１〜２−４からのマルチキャスト要求をスヌーピングすることでマルチキャストアドレスとＳＴＡ２−１〜２−４のＭＡＣアドレスとの対応付けを行い、この対応を保持するとともにこの対応をＭＡＣ部１３へ通知する。
【００３０】
図９は、ＭＡＣ部１３の機能構成例を示す図である。ＭＡＣ部１３は、端末の省電力状態を管理する省電力端末管理部１３１と、マルチキャスト拡張端末を検出するマルチキャスト拡張端末検出部１３２と、Bridge部１４から送信されるマルチキャストフレームを検出するマルチキャストフレーム検出部１３３と、Beacon生成部１３４と、マルチキャスト変換部１３５と、マルチキャストフレームバッファ１３６と、を備える。
【００３１】
省電力端末管理部１３１は、ＭＣグループのアドレスと、ＳＴＡ２−１〜２−４のＭＡＣアドレスと、ＳＴＡ２−１〜２−４がAwakeモードであるかＰＳモードであるかを示す省電力情報と、ＳＴＡ２−１〜２−４のＡＩＤと、マルチキャスト拡張の対応可否を示す情報と、を対応付けた管理表（管理情報）を用いて管理する。
【００３２】
図１０は、省電力端末管理部１３１が管理する管理表の一例を示す図である。図１０の例では、ＭＣグループ、ＳＴＡＭＡＣアドレス、省電力、ＡＩＤおよびマルチキャスト拡張の６つの項目が管理表に含まれている。管理表の各エントリには、ＭＣグループの欄にＭＣグループのアドレスが格納され、ＳＴＡＭＡＣアドレスの欄に同一エントリのＭＣグループに属するＳＴＡ２−１〜２−４のＭＡＣアドレスが格納され、省電力の欄にＳＴＡ２−１〜２−４がAwake（Awakeモード）であるかＰＳ（ＰＳモード）であるかの情報が格納され、ＡＩＤの欄にＳＴＡ２−１〜２−４のＡＩＤが格納され、マルチキャスト拡張の欄に当該ＳＴＡがマルチキャスト拡張に対応しているか否かを示す情報が格納される。
【００３３】
本実施の形態では、マルチキャスト拡張に対応しているＳＴＡとは、後述のマルチキャスト拡張エレメントを検出する機能を有しているＳＴＡを示す。図１０の例では、マルチキャスト拡張に対応しているか否かを示す情報は、対応している場合に“１”とし、対応していない場合に“０”とする。なお、図１０は一例であり、同様の情報を管理することができればよく図１０の管理表の形式に限定されない。
【００３４】
マルチキャスト拡張端末検出部１３２は、ＳＴＡ２−１〜２−４との接続シーケンスにおいて、ＳＴＡ２−１〜２−４から送信されたAssociation Requestに格納される情報に基づいて当該ＳＴＡのマルチキャスト拡張の対応可否を判断し、判断結果を省電力端末管理部１３１に通知する。なお、ＳＴＡ２−１〜２−４は、後述するようにAssociation Requestに、自身がマルチキャスト拡張に対応しているか否かの情報を格納する。
【００３５】
マルチキャストフレーム検出部１３３は、Bridge部１４から受信したフレームがＭＣフレームであると判定した場合、省電力端末管理部１３１にその旨を通知するとともに、当該ＭＣフレームをマルチキャストフレームバッファ１３６へ格納する。
【００３６】
省電力端末管理部１３１は、マルチキャストフレーム検出部１３３から、ＭＣフレームを受信した通知を受けると、管理表を参照して、管理しているＳＴＡ２−１〜２−４のうち、ＰＳモードのＳＴＡが１つでも存在するか否かを判断する。ＰＳモードのＳＴＡが１つでも存在し、かつ当該ＭＣフレームの宛先のＳＴＡがマルチキャスト拡張に対応している場合、省電力端末管理部１３１は、Beacon生成部１３４へマルチキャスト拡張エレメントの付与を指示し、マルチキャスト変換部１３５へＭＣフレームの変換を指示する。省電力端末管理部１３１は、Beacon生成部１３４へマルチキャスト拡張エレメントの付与を指示する際には、管理表に基づいて当該ＭＣフレームに対応するＭＣグループに属するＳＴＡのＡＩＤを通知し、マルチキャスト変換部１３５へＭＣフレームの変換を指示する際には、管理表に基づいて当該ＭＣフレームに対応するＭＣグループに属するＳＴＡのＭＡＣアドレスを通知する。
【００３７】
なお、管理しているＳＴＡ２−１〜２−４が全てAwakeモードである場合には、マルチキャストフレームバッファ１３６に格納せずにＭＣフレームをそのまま送信してもよいし、一旦マルチキャストフレームバッファ１３６に格納した後に待機せずにＭＣフレームを読み出して送信してもよい。
【００３８】
なお、ＰＳモードのＳＴＡが１つでも存在し、かつＭＣフレームの宛先のＳＴＡがマルチキャスト拡張に対応していない場合の動作は後述する。
【００３９】
Beacon生成部１３４は、省電力端末管理部１３１からマルチキャスト拡張エレメントの付与を指示された場合に、次回のBeacon送信タイミングで送信するBeaconに後述するマルチキャスト拡張エレメントを格納する。
【００４０】
マルチキャスト変換部１３５は、省電力端末管理部１３１からＭＣフレームの変換を指示されると、省電力端末管理部１３１から指示されたＳＴＡの宛先の数だけマルチキャストフレームバッファ１３６に格納されたＭＣフレームを複製する。そして、複製したＭＣフレームを、指示された各ＳＴＡ宛のＵＣフレームにそれぞれ変換してマルチキャストフレームバッファ１３６に格納する。
【００４１】
なお、ＡＰ１が、ネットワーク装置３から受信したＵＣフレームについては、従来と同様にＳＴＡ２−１〜２−４へ送信されるが、ＵＣフレームの送信に関する構成要素は、図９では図示を省略している。ネットワーク装置３から受信したＵＣフレームは、ＰＳモードのＳＴＡ２−１〜２−４宛のものについては図示しないバッファにバッファリングされる。そして、ＡＰ１は、Beaconにより、宛先のＳＴＡ２−１〜２−４へＵＣフレームがバッファリングされていることを通知し、従来と同様の手順でＵＣフレームが送信される。
【００４２】
図１１は、本実施の形態のＳＴＡ２−１の機能構成例を示す図である。ＳＴＡ２−２〜２−４もＳＴＡ２−１と同様の構成である。図１１に示すように、ＳＴＡ２−１は、電波を送受信するためのアンテナ部２１と、信号を変復調するＰＨＹ部２２と、アクセス制御を行うＭＡＣ部２３と、受信データをブリッジするBridge部２４と、ＩＰ（Internet Protocol）層などの上位レイヤとのインターフェースであるＩ／Ｆ（Interface）部２５と、を備える。ＭＡＣ部２３は、Beaconに付与されているマルチキャスト拡張エレメントを検出するマルチキャスト拡張エレメント検出部２３１と、自身の省電力状態を管理する状態管理部２３２と、を備える。
【００４３】
マルチキャスト拡張エレメント検出部２３１は、受信したBeaconに付与されているマルチキャスト拡張エレメントを検出した場合に、接続時に送信するAssociation Requestにマルチキャスト拡張エレメントの検出に対応していることを通知する情報を付与する。また、マルチキャスト拡張エレメント検出部２３１は、Beaconに付与されているマルチキャスト拡張エレメントの情報に基づいて状態管理部２３２に状態の変更を通知する。
【００４４】
状態管理部２３２は、ＰＳモードに移行後は、Beaconの受信タイミングでAwakeモードとなるよう省電力状態を管理する。
【００４５】
また、ＭＡＣ部２３は、上述したマルチキャスト拡張エレメント検出部２３１および状態管理部２３２の機能以外に、従来と同様のＭＡＣ層の処理を行う機能を有し、ＰＳモードでBeaconを受信した場合は、受信したBeaconのＰＶＢを参照して、ＰＶＢの０番目のビットまたは自身のＡＩＤに対応するビットが“１”であった場合に、Awakeモードを維持するよう状態管理部２３２へ指示する。受信したBeaconのＰＶＢの０番目のビットが“１”でなく、かつ自身のＡＩＤに対応するビットが“１”でない場合はＰＳモードへ移行するよう状態管理部２３２へ指示する。
【００４６】
次に、本実施の形態のＭＣフレームの送信動作について説明する。図１２は、ＳＴＡ２−１〜ＳＴＡ２−４に関する情報が格納された管理表の一例を示す図である。図１２の例では、図１に示した構成を前提としており、図１に示したＭＣグループ４−１，４−２，４−３に参加するＳＴＡ２−１〜２−４についての情報が格納されている。図１２の例では、ＳＴＡ２−１〜２−４は全てＰＳモードであり、ＳＴＡ２−１〜２−４は全てマルチキャスト拡張に対応している。また、ＳＴＡ２−４のＡＩＤは“１”であり、ＳＴＡ２−１のＡＩＤは“２”であり、ＳＴＡ２−２のＡＩＤは“３”であり、ＳＴＡ２−３のＡＩＤは“４”である。
【００４７】
図１３は、マルチキャスト拡張エレメントが格納されたBeaconのフレームフォーマットの一例を示す図である。図１３に示すように、マルチキャスト拡張エレメントは、Element IDと、Lengthと、マルチキャストＰＶＢ（以下、ＭＰＶＢという）と、で構成される。Element IDは、マルチキャスト拡張エレメントの識別子であり、Lengthはマルチキャスト拡張エレメントの長さを示す。ＭＰＶＢでは、ＡＰ１においてバッファリングされているＭＣフレームを受信するＳＴＡのＡＩＤに対応するビットに“１”がセットされ、これ以外のビットは“０”がセットされる。なお、図１３に示したマルチキャスト拡張エレメントの割当ビット数およびマルチキャスト拡張エレメントの格納位置は一例であり、マルチキャスト拡張エレメントがFrame Bodyのなかに格納されていればよく図１３に示した例に限定されない。
【００４８】
図１４は、ＡＰ１のマルチキャストフレーム検出部１３３においてＭＣグループ４−１のＭＣフレームが検出された場合の送受信動作の一例を示す図である。図１４において、線によるハッチングは送信動作を示し、塗りつぶし（白抜きも含む）は受信動作を示している。左下がりの斜め線によるハッチングはBeaconの送信動作を示し、右下がりの斜め線によるハッチングはＭＣフレームの送信動作を示し、横線によるハッチングはＳＴＡ２−１〜２−４からの応答の送信動作を示す。また、薄い塗りつぶしはBeaconの受信動作を示し、濃い塗りつぶしはＳＴＡ２−１〜２−４からの応答の受信動作を示し、白抜きはＭＣフレームの受信動作を示す。また、Active期間６０のように、点線で囲まれた期間は、当該ＳＴＡがAwakeモードとなっている期間（Active期間）を示している。
【００４９】
図１４に示すように、ＡＰ１のマルチキャストフレーム検出部１３３が、ＭＣグループ４−１のＭＣフレームを検出すると、省電力端末管理部１３１はマルチキャストフレーム検出部１３３からの通知に基づいて、管理表を参照してＰＳモードのＳＴＡが１つ以上存在すると判断する。そして、省電力端末管理部１３１はＭＣグループ４−１のＭＣフレームを受信すべきＳＴＡはＳＴＡ２−４とＳＴＡ２−１であることを把握する。省電力端末管理部１３１は、管理表からＳＴＡ２−４とＳＴＡ２−１のＡＩＤおよびＭＡＣアドレスを読み出して、ＳＴＡ２−４と２−１のＡＩＤを通知する。また、省電力端末管理部１３１は、Beacon生成部１３４へマルチキャスト拡張エレメントの付与を指示し、ＳＴＡ２−４と２−１のＭＡＣアドレスの通知とともにマルチキャスト変換部１３５へＭＣフレームの変換を指示する。
【００５０】
Beacon生成部１３４は、ＳＴＡ２−１とＳＴＡ２−４にＭＣフレームがバッファリングされていることを通知するために、Beaconのマルチキャスト拡張エレメントのＭＰＶＢにＳＴＡ２−１のＡＩＤとＳＴＡ２−４のＡＩＤに対応するビットにそれぞれ“１”をセットし、次のBeacon送信タイミングでBeaconをＰＨＹ部１２、アンテナ部１１経由で送信する。図１４では、最上段の左端のBeaconの送信動作が、このマルチキャスト拡張エレメントを格納したBeaconの送信に対応している。なお、上述したように、ＳＴＡとの接続時に、ＳＴＡがBeaconにマルチキャスト拡張エレメントが付与されているか否かを判定するため、ＭＣフレームがバッファリングされていなくてもBeacon生成部１３４はマルチキャスト拡張エレメントを付与しておくとする。ＭＣフレームがバッファリングされていない場合のマルチキャスト拡張エレメントのＭＰＶＢは全て“０”としておく。
【００５１】
また、ＡＰ１は、マルチキャストをバッファリングしていないときにはＭＰＶＢを付与せずに、ＳＴＡが、ＡＰ１のマルチキャスト拡張エレメントに対応に関係なく、Association Requestにマルチキャスト拡張エレメントを付与するようにしてもよい。この場合、マルチキャスト拡張エレメントに対応しているＳＴＡは、Association Requestにマルチキャスト拡張エレメントを付与して送信する。そして、マルチキャスト拡張エレメントに対応しているＡＰ１は、ＳＴＡからのAssociation Requestにマルチキャスト拡張エレメントが付与されていることを検知した場合、そのＳＴＡがマルチキャスト拡張エレメントに対応していることを省電力端末管理部１３１に記憶する。
【００５２】
ＳＴＡ２−１〜２−４は、通常のＰＳモードと同様に、Beaconの送信タイミングでAwakeモードになり、Beaconを受信し、マルチキャスト拡張エレメント検出部２３により受信したBeaconのＭＰＶＢを参照する。図１４に示すように、ＳＴＡ２−１，２−４では、受信したBeaconのＭＰＶＢに自身のＡＩＤのビットに“１”がセットされていることから、マルチキャスト拡張エレメント検出部２３は、自身宛のＭＣフレームがＡＰ１にバッファリングされていることを認識し状態管理部２３２にAwakeモードを継続するよう指示する。ＳＴＡ２−２，２−３では、受信したBeaconのＭＰＶＢに自身のＡＩＤのビットに“１”がセットされていないことから自身宛のＭＣフレームがバッファリングされていないことを認識し、マルチキャスト拡張エレメント検出部２３はＰＳモードへ移行するよう状態管理部２３２へ指示する。
【００５３】
ＡＰ１は、Beaconの送信後、マルチキャストフレームバッファ１３６に格納されているＭＣフレームを送信する。なお、バッファリングしている最後のＭＣフレームに対応するＵＣフレームを送信するときに当該フレームのFrame Control fieldのMore Dataのビットを“０”に設定してマルチキャストの送信を完了する。なお、ＭＣフレームを送信する変わりに、変換後のＵＣフレーム（マルチキャスト変換部１３５により変換されたＵＣフレーム）を送信してもよい。
【００５４】
ＳＴＡ２−１，２−４は、ＭＡＣ部２３ではFrame Control fieldのMore Dataのビットが“０”に設定されているフレームを受信したことを検出すると、状態管理部２３２にＰＳモードへの移行を指示する。以降、同様の動作が繰り返される。
【００５５】
以上のように、Beaconにマルチキャスト拡張エレメントを付与することで、ＭＣフレームを受信する必要のないＳＴＡのAwakeモードを継続させず、ＭＣフレームの受信を必要とするＳＴＡのみAwakeモードを継続させることができる。このため、ＭＣフレームを必要としないＳＴＡの消費電力を削減できる。
【００５６】
次に、ＳＴＡ２−１〜２−４が図１１に示したような構成ではなく、従来と同様のＳＴＡであった場合について説明する。図１５は、ＳＴＡ２−１〜２−４がマルチキャスト拡張エレメントに対応していない場合の管理表の一例を示す図である。ＳＴＡ２−１〜２−４がマルチキャスト拡張エレメントに対応していない場合、省電力端末管理部１３１は、例えば図１５に示す管理表を保持している。
【００５７】
上述のように、マルチキャスト拡張エレメントに対応しているＳＴＡは、Association Requestにマルチキャスト拡張に対応をしていることを示す情報を格納するが、マルチキャスト拡張に対応していないＳＴＡは、Association Requestにマルチキャスト拡張に対応をしていることを示す情報を格納しない。ＡＰ１は、Association Requestにマルチキャスト拡張に対応をしていることを示す情報が格納されていないことを検出することにより、当該ＳＴＡがマルチキャスト拡張に対応していないと判断する。
【００５８】
図１６は、ＳＴＡ２−１〜２−４がマルチキャスト拡張に対応していない場合の送受信動作の一例を示す図である。図１６において、斜め線のハッチングのなかにＮを記載している矩形はNull functionフレームの送信動作を示し、白抜きのなかにＮを記載している矩形は、Null functionフレームの受信動作を示す。その他のハッチングおよび塗りつぶしは、図１４の例と同様である。
【００５９】
図１６を用いて、ＡＰ１のマルチキャストフレーム検出部１３３が、ＭＣグループ４−１のＭＣフレームを検出した場合の動作を説明する。ＡＰ１のマルチキャストフレーム検出部１３３が、ＭＣグループ４−１のＭＣフレームを検出すると、省電力端末管理部１３１はマルチキャストフレーム検出部１３３からの通知に基づいて、管理表を参照してＰＳモードのＳＴＡが１つ以上存在し、かつ当該ＭＣフレームの宛先のＳＴＡ２−１，２−４がマルチキャストフレーム拡張に対応していないと判断する。この場合、省電力端末管理部１３１は、Beacon生成部１３４に対してBeaconのＰＶＢにＳＴＡ２−１のＡＩＤとＳＴＡ２−４のＡＩＤとに対応するビットに“１”をセットして送信するよう指示する。従来は、ＭＣフレームをバッファリングしている際には、ＰＶＢの０番目のビットに“１”をセットするが、本実施の形態では、ＰＶＢの０番目のビットに“１”をセットせず、ＭＣフレームを受信するＳＴＡに対応するＡＩＤのビットに“１”をセットする。Beacon生成部１３４は、指示に従って、Beaconを送信する。
【００６０】
ＳＴＡ２−１，２−４は、従来と同様にBeaconの送信タイミングでAwakeモードになり、Beaconを受信する。そして、BeaconのＰＶＢに自身のＡＩＤに対応するビットが“１”にセットされているため、Awakeモードを継続して、PS−Pollを送信する。ＳＴＡ２−２，２−３は、同様にBeaconの送信タイミングでAwakeモードになり、Beaconを受信する。そして、ＳＴＡ２−２，２−３は、BeaconのＰＶＢに自身のＡＩＤに対応するビットが“１”にセットされていないため、ＰＳモードへ移行する。
【００６１】
ＡＰ１は、ＳＴＡ２−１，２−４から送信されたPS−Pollを受信した後、バッファリングしていたＭＣフレームを送信する。なお、従来の通常のＭＣフレームの送信時にはＳＴＡからのPS−Pollの送信がないため、通常のＭＣフレームの動作と同様に、PS−Pollの受信を待機せず、PS−Pollの受信の有無にかかわらずＭＣフレームを送信するようにしても良い。また、ＡＰ１は、ＭＣフレームの代わりに、マルチキャスト変換部１３５によりＭＣフレームを変換したＵＣフレームを送信しても良い。
【００６２】
ＡＰ１は、バッファリングしている最後のＭＣフレームを送信するときにFrame Control fieldのMore Dataのビットを“１”にして送信する。すなわち、ＡＰ１は、まだＢＣフレームまたはＭＣフレームが残っていると通知する。その後、ＡＰ１は、ＳＴＡ２−１，２−４に、Frame Control fieldのMore Dataのビットを“０”に設定したNull functionをＵＣフレームで送信する。さらに、ＡＰ１は、Frame Control fieldのMore Dataのビットを“０”に設定したNull functionをＢＣフレームとして送信する。このようにNull functionによりＭＣフレームの送信終了を通知するのは、ＳＴＡがPS−Pollを送信する通常のＵＣフレームの送受信の場合と手順をあわせるためである。
【００６３】
ＳＴＡ２−１，２−４は、Frame Control fieldのMore Dataのビットが“０”にされたNull functionのＵＣフレーム、またはFrame Control fieldのMore Dataのビットが“０”に設定されたNull functionのＢＳフレームを受信すると、ＰＳモードに移行する。図１６の例では、ＡＰ１は、ＳＴＡ２−１宛てのNull function、ＳＴＡ２−４宛てのNull functionのＵＣフレーム、Null functionのＢＣフレームの順に送信している。そして、ＳＴＡ２−１、ＳＴＡ２−４は、それぞれ自身を宛先とするFrame Control fieldのMore Dataのビットが“０”にされたNull functionのＵＣフレームを受信してＰＳモードに移行している。一方、ＳＴＡ２−１、ＳＴＡ２−４が、仮になんらかの理由で当該ＵＣフレームを受信できながった場合は、ＢＳフレームを受信してＰＳモードに移行する。
【００６４】
以上のように、マルチキャスト拡張エレメントを検出ができないＳＴＡに対しては、ＡＰ１が、ＭＣフレームを受信するＳＴＡに対して、BeaconのＰＶＢをＭＣフレームのビットに“１”を設定せずに、受信対象のＳＴＡに対応するＡＩＤに対応するビットに“１”を設定してＵＣフレームがバッファリングされている場合と同様の通知を行うようにした。このため、ＭＣフレームの受信を必要としないＳＴＡのAwakeモードを継続させず、ＭＣフレームを必要とするＳＴＡのみAwakeモードを継続してＭＣフレームを送信することができ、ＭＣフレームを必要としないＳＴＡの消費電力を削減できる。
【００６５】
なお、上述の例では、既存のＳＴＡ、すなわちマルチキャスト拡張エレメントの検出ができないＳＴＡが受信するＭＣフレームがバッファリングされている際に、BeaconのＰＶＢを当該ＭＣフレームの受信対象のＳＴＡに対応するＡＩＤに対応するビットに“１”を設定して送信した。この方法の場合、ＭＣフレームを受信するＳＴＡの数が多い場合、多数のＳＴＡからPS−Pollが送信され、PS−Pollによる帯域の無駄な消費やフレームの衝突などが発生し、Awake時間が長くなる可能性がある。
【００６６】
そこで、省電力端末管理部１３１にあらかじめＭＣフレームを受信するマルチキャスト拡張に非対応のＳＴＡの数に関する閾値を設定しておき、省電力端末管理部１３１は、ＭＣフレームを受信するマルチキャスト拡張に非対応のＳＴＡの数が閾値以上の場合には通常のマルチキャスト送信方法を用い、閾値より小さければ、上述のＰＶＢの対応するＡＩＤのビットに“１”をセットして送信する方法を実施するようにしてもよい。閾値としては、任意の台数を設定可能であるが、ランダム待ち時間であるCWminの値に基づいて、PS−Pollの衝突確率が一定値以上を超えないＳＴＡの数を求め、求めた数を閾値として設定しても良い。または、ＭＣグループに参加しないＳＴＡが少ないことが予想される場合には、ＭＣフレームを受信するマルチキャスト拡張に非対応のＳＴＡの数の代わりに、簡易的に自身に接続するマルチキャスト拡張に非対応のＳＴＡの総数に閾値を定めて、自身に接続するマルチキャスト拡張に非対応のＳＴＡの総数が閾値以上か否かで送信方法を選択するようにしてもよい。
【００６７】
以上のように閾値を設定することで、多数のＳＴＡからPS−Pollが送信されないようにしたので、帯域の無駄な消費やフレームの衝突などが回避でき、Awake時間を短くすることができる。
【００６８】
また、本実施の形態は、マルチキャスト拡張エレメントを検出できるＳＴＡと、マルチキャスト拡張エレメントを認識できないＳＴＡが混在してＡＰ１に帰属している環境にも適用できる。この場合、管理表のマルチキャスト拡張の可否情報に基づいて、マルチキャスト拡張エレメントを検出できるＳＴＡについてはマルチキャスト拡張エレメントを用いた通知を行い、マルチキャスト拡張エレメントを検出できないＳＴＡについては、ＰＶＢに対応するＡＩＤのビットに“１”をセットする方法により通知を行えばよい。
【００６９】
また、本実施の形態は、ＡＰ１が、ＭＣフレームを受信すべきＳＴＡがＰＳモードであるか否かを把握することができる。このため、ＭＣフレームを受信すべきＳＴＡが全てAwakeモードであれば、配下にＰＳモードのＳＴＡが存在するか否かにかかわらず、BeaconでＭＣフレームをバッファリングしていることを通知することなく、即座にＭＣフレームを送信しても良い。
【００７０】
以上のように、本実施の形態では、Beaconにマルチキャスト拡張エレメントを付与することで、ＭＣフレームの受信する必要のないＳＴＡのAwakeモードを継続させず、ＭＣフレームの受信を必要とするＳＴＡのみAwakeモードを継続させることができる。また、マルチキャスト拡張エレメントを検出ができないＳＴＡに対しては、ＡＰ１が、ＭＣフレームを受信するＳＴＡに対して、BeaconのＰＶＢをＭＣフレームのビットに“１”を設定せずに、受信対象のＳＴＡに対応するＡＩＤに対応するビットに“１”を設定してＵＣフレームがバッファリングされている場合と同様の通知を行うようにした。すなわち、ＰＶＢを用いたＭＣフレームの通知はせずに、ＭＣフレームの受信対象のＳＴＡを指定してフレームがバッファリングされていることを通知するようにした。このため、ＭＣフレームを必要としないＳＴＡの消費電力を削減できる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上のように、本発明にかかる無線通信基地局、無線通信端末、無線通信システム及び無線通信方法は、ＭＣフレームの送受信を行う無線通信システムに有用であり、特に、無線通信端末の省電力効果の向上を図る無線通信システムに適している。
【符号の説明】
【００７２】
１，１０１ ＡＰ
２−１〜２−４，１０２ ＳＴＡ
３ ネットワーク装置
４−１〜４−３ ＭＣグループ
１１，２１ アンテナ部
１２，２２ ＰＨＹ部
１３，２３ ＭＡＣ部
１４，２４ Bridge部
１５ 有線Ｉ／Ｆ部
１６ マルチキャスト検出設定部
１３１ 省電力端末管理部
１３２ マルチキャスト拡張端末検出部
１３３ マルチキャストフレーム検出部
１３４ Beacon生成部
１３５ マルチキャスト変換部
１３６ マルチキャストフレームバッファ
２５ Ｉ／Ｆ部
２３１ マルチキャスト拡張エレメント検出部
２３２ 状態管理部
２０１，３０１ Beacon
２０２ PS−Pollフレーム
２０３，２０４ ＵＣフレーム
３０２，３０３ フレーム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信基地局、無線通信端末、無線通信システム及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な機器に無線ＬＡＮ（Local Area Network）インターフェースが搭載されている。無線ＬＡＮのＭＡＣ（Media Access Control）層以下はＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１で規定されている（下記非特許文献１参照）。無線ＬＡＮシステムでは、無線通信端末（以下ＳＴＡという）が無線通信基地局（以下ＡＰという）を介して通信するインフラクチャモードがあり、このモードにおいて端末の消費電力を削減することを目的とした省電力機能が規定されている。この省電力機能は、携帯端末がＳＴＡとなる場合に、バッテリーの消費電力を抑えるために重要である。
【０００３】
省電力機能を実現する動作を説明する。ＳＴＡは、ＡＰと接続後、省電力状態であるPower Saveモード（通信動作が未駆動状態となるモードであり、以下、ＰＳモードという）に移行することをＡＰへ通知する。ＡＰは、この通知を受信した場合、ＳＴＡがＰＳモードに移行したことを記憶する。ＡＰは、ＰＳモードへ移行中のＳＴＡ宛のフレームをバッファにバッファリングする。
【０００４】
ＡＰは、報知情報フレームであるBeaconを定期的に送信している。ＡＰは、ＳＴＡへの送信データがバッファに存在する場合に、BeaconのＰＶＢ（Partial Virtual Bitmap）のフィールドの当該ＳＴＡのＡＩＤ（端末固有のAssociation IDentifier）に対応するビット位置に“１”をセットして送信する。送信データが無いＳＴＡについては、ＰＶＢのフィールドの当該ＳＴＡのＡＩＤに対応するビット位置に“０”をセットして送信する。また、ＰＶＢのフィールドの０番目のビットは、ＡＰにブロードキャストフレーム（以下、ＢＣフレームという）またはマルチキャストフレーム（以下、ＭＣフレームという）の送信データが存在するか否かを示しており、ＢＣフレームまたはＭＣフレームがバッファに存在する場合はＰＶＢの０番目のビットに“１”をセットする。
【０００５】
ＰＳモードに移行したＳＴＡは、ＡＰからのBeaconが送信されるタイミングでAwakeモード（通信動作が駆動状態)になり、受信したBeaconのＰＶＢを参照して、自身のＡＩＤに対応するビットまたは０番目のビットに“１”がセットされているか否かを判断する。自身のＡＩＤに対応するビットまたは０番目のビットに“１”がセットされている場合は、Awakeモードを維持してＡＰからの受信を行うための動作を実施する。自身のＡＩＤに対応するビットにも０番目のビットにも“１”がセットされていない場合は、ＰＳモードへ移行する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ，“ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１１TM−２００７”，Ｊｕｎｅ ２００７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の技術において、ＡＰと無線接続可能なＳＴＡが複数存在し、それらのＳＴＡが属するマルチキャストグループ（以下ＭＣグループという）が複数存在するとする。例えば、ＳＴＡ＃１〜＃４がＡＰの配下にあり、ＭＣグループ＃１にはＳＴＡ＃１およびＳＴＡ＃４が属し、ＭＣグループ＃２にはＳＴＡ＃２、ＳＴＡ＃３およびＳＴＡ＃４が属しているとする。このとき、ＡＰがＭＣグループ＃１へのＭＣフレームを送信する場合、ＭＣグループ＃１に属していないＳＴＡ＃２、＃３は当該ＭＣフレームの受信は不要である。しかしながら、上記従来の技術によれば、ＭＣグループ＃１へのＭＣフレームの送信時に、ＡＰがBeaconのＰＶＢの０番目のビットに“１”をセットして送信するため、ＳＴＡ＃２、ＳＴＡ＃３もAwakeモードを維持することになり、省電力効果が小さくなるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、無線通信基地局がＭＣフレームを送信する場合に、無線通信端末における不要な電力消費をさけて省電力効果を向上させることができる無線通信基地局、無線通信端末、無線通信システム及び無線通信方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、１つ以上の無線通信端末と無線通信を行い、前記無線通信端末とネットワーク装置との通信を中継し、前記無線通信端末が省電力モードである場合にBeaconに前記無線通信端末宛のフレームをバッファリングしているか否かを示すバッファリング情報を格納して前記無線通信端末へ通知する無線通信基地局であって、マルチキャストフレームバッファと、前記ネットワーク装置から受信したフレームがマルチキャストフレームであるか否かを検出し、マルチキャストフレームであった場合に当該フレームを前記マルチキャストフレームバッファへ格納するマルチキャスト検出部と、マルチキャストグループと当該マルチキャストグループに参加している前記無線通信端末と当該無線通信端末が省電力モードであるか否かを示す省電力状態情報との対応を含む管理情報を保持し、前記マルチキャスト検出部がマルチキャストフレームを検出した場合に前記管理情報を参照して当該マルチキャストフレームに対応するマルチキャストグループに属する前記無線通信端末を宛先端末として抽出し、前記宛先端末が省電力モードであるか否かを判定する省電力端末管理部と、前記宛先端末が省電力モードである場合に、マルチキャストフレームがバッファリングされていないことを示す情報を前記バッファリング情報に格納しかつ前記宛先端末宛のフレームが格納されていることを示す情報を格納したBeaconを生成するBeacon生成部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、無線通信基地局がＭＣフレームを送信する場合に、無線通信端末における不要な電力消費をさけて省電力効果を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明にかかる無線通信システムの構成例を示す図である。
【図２】図２は、従来の無線通信システムの構成例を示す図である。
【図３】図３は、従来のＡＰとＳＴＡの接続手順の一例を示すシーケンス図である。
【図４】図４は、ＩＥＥＥ８０２．１１のＭＡＣフレームのフォーマットを示す図である。
【図５】図５は、従来のBeaconとして送信される報知情報フレームのフレームフォーマット例を示す図である。
【図６】図６は、ＰＶＢの自身のＡＩＤに対応するビットに“１”が設定されている場合の従来のＳＴＡの動作の一例を示す図である。
【図７】図７は、ＰＶＢの０番目のビットが“１”に設定されている場合の従来のＳＴＡの動作の一例を示す図である。
【図８】図８は、ＡＰの機能構成例を示す図である。
【図９】図９は、ＭＡＣ部の機能構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、省電力端末管理部が管理する管理表の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、ＳＴＡの機能構成例を示す図である。
【図１２】図１２は、ＳＴＡに関する情報が格納された管理表の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、マルチキャスト拡張エレメントが格納されたBeaconのフレームフォーマットの一例を示す図である。
【図１４】図１４は、マルチキャストフレーム検出部においてＭＣフレームが検出された場合の送受信動作の一例を示す図である。
【図１５】図１５は、ＳＴＡがマルチキャスト拡張エレメントに対応していない場合の管理表の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、ＳＴＡがマルチキャスト拡張に対応していない場合の送受信動作の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる無線通信基地局、無線通信端末、無線通信システム及び無線通信方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態．
図１は、本発明にかかる無線通信システムの構成例を示す図である。図１に示すように本実施の形態の無線通信システムは、ＡＰ（無線通信基地局）１と、ＳＴＡ（無線通信端末）２−１〜２−４と、ＡＰ１とインターネット等により接続されるサーバ等であるネットワーク装置３と、を備える。なお、図１では、ＳＴＡの数が４台の例を示しているが、ＳＴＡの数はこれに限定されない。
【００１４】
ＳＴＡ２−１〜２−４は、キャリアセンスによってパケット伝送を行う無線通信端末である。ＡＰ１は、ネットワーク装置３から受信したデータを各ＳＴＡに配信する。図１の例では、ＳＴＡ２−１〜２−４は、ＡＰ１に帰属している。すなわち、ＳＴＡ２−１〜２−４はＡＰ１経由で無線通信を行っている。
【００１５】
また、ＳＴＡ２−１とＳＴＡ２−４はＭＣ（マルチキャスト）グループ４−１に参加し、ＳＴＡ２−２とＳＴＡ２−３とＳＴＡ２−４はＭＣグループ４−２に参加し、ＳＴＡ２−４はＭＣグループ４−３に参加している。
【００１６】
ここで、従来の無線通信システムにおける課題について説明する。図２は、従来の無線通信システムの構成例を示す図である。ＳＴＡ１０２は、ＡＰ１０１経由で無線通信を行っており、ＡＰ１０１は、ネットワーク装置１０３から受信したＳＴＡ１０２宛のデータをＳＴＡ１０２へ送信する。
【００１７】
図３は、ＡＰ１０１とＳＴＡ１０２が接続するための接続手順の一例を示すシーケンス図である。ＡＰ１０１とＳＴＡ１０２は同一のＳＳＩＤ（Service Set IDentifier）が設定されているとする。ＳＴＡ１０２は、自身のＳＳＩＤを格納したProbe Request、または周辺のすべてのＡＰからのProbe Responseを受信するためにＳＳＩＤを格納しないでProbe Requestを送信する（ステップＳ１０１）。ＡＰ１０１はProbe Requestを受信した場合、自身の識別情報（例えばＭＡＣアドレス、ＳＳＩＤ）を格納したProbe Responseを返信する（ステップＳ１０２）。
【００１８】
ＳＴＡ１０２は、Probe Responseを受信すると、ＡＰ１０１へ認証（Authentication）を依頼し（ステップＳ１０３）、ＡＰ１０１が認証の応答を返信する（ステップＳ１０４）。その後、ＳＴＡ１０２は、接続を要求（Association Request）し（ステップＳ１０５）、ＡＰ１０１は、Association Responseフレームを返信する（ステップＳ１０６）。この際、ＡＰ１０１は、端末固有のＡＩＤをAssociation Responseフレームに格納して通知する。ＳＴＡ１０２は、通知されたＡＩＤを記憶する。
【００１９】
図４は、ＩＥＥＥ８０２．１１のＭＡＣフレームのフォーマットを示す図である。ＭＡＣフレームのＭＡＣヘッダ中のFrame Control FieldのPwr Mgt１０４は、省電力制御の状態を示すPower Saveビットである。ＳＴＡ１０２は、このPower Saveビットに“１”を格納して送信することで、自身が省電力状態であるＰＳモード（通信動作が未駆動状態）に移行することを通知する。ＡＰ１０１は、ＳＴＡ１０２からPower Saveビットに“１”が設定されたフレームを受信すると、ＳＴＡ１０２がＰＳモードに移行したことを記憶する。
【００２０】
ＡＰ１０１は、ＰＳモードのＳＴＡに対するユニキャストフレーム（以下、ＵＣフレームという）、ＢＣフレーム（ブロードキャストフレーム）、ＭＣフレーム（マルチキャストフレーム）が発生した場合、フレームをバッファリングする。
【００２１】
ＡＰ１０１は、定期的にBeaconを送信する。図５は、Beaconとして送信される報知情報フレームのフレームフォーマット例を示す図である。Beaconとして送信されるフレームの構成要素の１つであるTIM elementは、Partial Virtual Bitmap（以下ＰＶＢという）を有する。ＰＶＢは、ＡＰ１０１がどの端末宛のフレームがバッファリングされているか否かを示す情報、すなわちバッファリング情報である。ＰＶＢの０番目のビットはＢＣフレームまたはＭＣフレームがバッファリングされているか否かを示すビットであり、ＢＣフレームまたはＭＣフレームがバッファリングされている場合はＰＶＢの０番目のビットに“１”をセットする。ＰＶＢの１番目の以降のビットは、ビット番号がＡＩＤに対応しており、例えば、ＰＶＢのｋ番目のビットは、ＡＩＤがｋであるＳＴＡ宛のフレームのバッファリングの有無を示す。例えば、接続時に通知されたＡＩＤが“１”であるＰＳモードのＳＴＡ宛のフレームがバッファリングされている場合は、ＰＶＢの１番目のビットに“１”をセットする。
【００２２】
ＰＳモードに移行したＳＴＡ１０２は、ＡＰ１０１からBeaconが送信されるタイミングでAwakeモード（通信動作が駆動状態のモード、駆動モード）に移行し、Beaconとして受信したフレームのＰＶＢを参照する。
【００２３】
図６は、ＰＶＢの自身のＡＩＤに対応するビットに“１”が設定されている場合のＳＴＡ１０２の動作の一例を示す図である。図６に示すように、ＡＰ１０１は、ＳＴＡ１０２宛のＵＣフレームをバッファリングしており、宛先のＳＴＡ１０２のＡＩＤに対応するＰＶＢのビットに“１”を設定したBeacon２０１を送信する。ＳＴＡ１０２は、Beacon２０１を受信して、ＰＶＢの自身のＡＩＤに対応するビットに“１”が設定されていることを認識すると、Awakeモードを維持し、ＵＣフレームの転送要求を行うためにPS−Pollフレーム２０２を送信する。ＡＰ１０１はPS−Pollフレーム２０２を受信すると、バッファリングしているＳＴＡ１０２宛のＵＣフレーム２０３、２０４をＳＴＡ１０２へユニキャストにより送信する。
【００２４】
図７は、ＰＶＢの自身のＡＩＤに対応するビットが“１”でなく、ＰＶＢの０番目のビットが“１”に設定されている場合のＳＴＡ１０２の動作の一例を示す図である。ＳＴＡ１０２はＡＰ１０１からのBeacon３０１を受信し、受信したBeacon３０１のＰＶＢに、自身のＡＩＤに対応するビットに“０”がセットされており、かつ、ＰＶＢの０番目のビットに“１”がセットされている場合、Awakeモードを維持する。ＡＰ１０１は、Beacon３０１の送信後にバッファリングしているＢＣフレームまたはＭＣフレームであるフレーム３０２，３０３をブロードキャストまたはマルチキャストにより送信する。
【００２５】
また、ＳＴＡ１０２は受信したBeaconのＰＶＢの自身のＡＩＤに対応するビットに“０”がセットされており、かつ、ＰＶＢの０番目のビットに“０”がセットされている場合、ＰＳモードに移行する。
【００２６】
以上のような従来の技術では、ＡＰ１０１と無線接続可能なＳＴＡ１０２が複数存在し、それらのＳＴＡ１０２が属するマルチキャストグループ（ＭＣグループという）が複数存在する場合に、省電力効果が小さくなる可能性がある。例えば、ＳＴＡ＃１〜＃４がＡＰ１０１の配下にあり、ＭＣグループ＃１にはＳＴＡ＃１およびＳＴＡ＃４が属し、ＭＣグループ＃２にはＳＴＡ＃２、ＳＴＡ＃３およびＳＴＡ＃４が属しているとする。このとき、ＡＰ１０１がＭＣグループ＃１へのＭＣフレームを送信する場合、ＭＣグループ＃１に属していないＳＴＡ＃２、＃３は当該ＭＣフレームの受信は不要である。しかしながら、上述のように従来の技術では、ＭＣグループ＃１へのＭＣフレームの送信時に、ＡＰ１０１がBeaconのＰＶＢの０番目のビットに“１”をセットして送信するため、ＳＴＡ＃２、ＳＴＡ＃３もAwakeモードを維持することになり、省電力効果が小さくなるという問題がある。
【００２７】
このような問題を鑑み、本実施の形態では、ＭＣフレームの受信が不要な端末がAwakeモードを維持することを防ぐ。以下、本実施の形態の各装置の構成および動作について説明する。
【００２８】
図８は、本実施の形態のＡＰ１の機能構成例を示す図である。ＡＰ１は、電波を送受信するためのアンテナ部１１と、受信信号、送信信号を変復調するＰＨＹ部１２と、アクセス制御を行うＭＡＣ部１３と、ネットワーク装置３からの受信データをブリッジするBridge部１４と、ネットワーク装置３とのインターフェースである有線Ｉ／Ｆ（Interface）部１５と、マルチキャストアドレスと宛先装置のＭＡＣアドレスとを対応付けるマルチキャスト検出設定部１６と、を備える。
【００２９】
マルチキャスト検出設定部１６は、ＳＴＡ２−１〜２−４からのマルチキャスト要求をスヌーピングすることでマルチキャストアドレスとＳＴＡ２−１〜２−４のＭＡＣアドレスとの対応付けを行い、この対応を保持するとともにこの対応をＭＡＣ部１３へ通知する。
【００３０】
図９は、ＭＡＣ部１３の機能構成例を示す図である。ＭＡＣ部１３は、端末の省電力状態を管理する省電力端末管理部１３１と、マルチキャスト拡張端末を検出するマルチキャスト拡張端末検出部１３２と、Bridge部１４から送信されるマルチキャストフレームを検出するマルチキャストフレーム検出部１３３と、Beacon生成部１３４と、マルチキャスト変換部１３５と、マルチキャストフレームバッファ１３６と、を備える。
【００３１】
省電力端末管理部１３１は、ＭＣグループのアドレスと、ＳＴＡ２−１〜２−４のＭＡＣアドレスと、ＳＴＡ２−１〜２−４がAwakeモードであるかＰＳモードであるかを示す省電力情報と、ＳＴＡ２−１〜２−４のＡＩＤと、マルチキャスト拡張の対応可否を示す情報と、を対応付けた管理表（管理情報）を用いて管理する。
【００３２】
図１０は、省電力端末管理部１３１が管理する管理表の一例を示す図である。図１０の例では、ＭＣグループ、ＳＴＡＭＡＣアドレス、省電力、ＡＩＤおよびマルチキャスト拡張の６つの項目が管理表に含まれている。管理表の各エントリには、ＭＣグループの欄にＭＣグループのアドレスが格納され、ＳＴＡＭＡＣアドレスの欄に同一エントリのＭＣグループに属するＳＴＡ２−１〜２−４のＭＡＣアドレスが格納され、省電力の欄にＳＴＡ２−１〜２−４がAwake（Awakeモード）であるかＰＳ（ＰＳモード）であるかの情報が格納され、ＡＩＤの欄にＳＴＡ２−１〜２−４のＡＩＤが格納され、マルチキャスト拡張の欄に当該ＳＴＡがマルチキャスト拡張に対応しているか否かを示す情報が格納される。
【００３３】
本実施の形態では、マルチキャスト拡張に対応しているＳＴＡとは、後述のマルチキャスト拡張エレメントを検出する機能を有しているＳＴＡを示す。図１０の例では、マルチキャスト拡張に対応しているか否かを示す情報は、対応している場合に“１”とし、対応していない場合に“０”とする。なお、図１０は一例であり、同様の情報を管理することができればよく図１０の管理表の形式に限定されない。
【００３４】
マルチキャスト拡張端末検出部１３２は、ＳＴＡ２−１〜２−４との接続シーケンスにおいて、ＳＴＡ２−１〜２−４から送信されたAssociation Requestに格納される情報に基づいて当該ＳＴＡのマルチキャスト拡張の対応可否を判断し、判断結果を省電力端末管理部１３１に通知する。なお、ＳＴＡ２−１〜２−４は、後述するようにAssociation Requestに、自身がマルチキャスト拡張に対応しているか否かの情報を格納する。
【００３５】
マルチキャストフレーム検出部１３３は、Bridge部１４から受信したフレームがＭＣフレームであると判定した場合、省電力端末管理部１３１にその旨を通知するとともに、当該ＭＣフレームをマルチキャストフレームバッファ１３６へ格納する。
【００３６】
省電力端末管理部１３１は、マルチキャストフレーム検出部１３３から、ＭＣフレームを受信した通知を受けると、管理表を参照して、管理しているＳＴＡ２−１〜２−４のうち、ＰＳモードのＳＴＡが１つでも存在するか否かを判断する。ＰＳモードのＳＴＡが１つでも存在し、かつ当該ＭＣフレームの宛先のＳＴＡがマルチキャスト拡張に対応している場合、省電力端末管理部１３１は、Beacon生成部１３４へマルチキャスト拡張エレメントの付与を指示し、マルチキャスト変換部１３５へＭＣフレームの変換を指示する。省電力端末管理部１３１は、Beacon生成部１３４へマルチキャスト拡張エレメントの付与を指示する際には、管理表に基づいて当該ＭＣフレームに対応するＭＣグループに属するＳＴＡのＡＩＤを通知し、マルチキャスト変換部１３５へＭＣフレームの変換を指示する際には、管理表に基づいて当該ＭＣフレームに対応するＭＣグループに属するＳＴＡのＭＡＣアドレスを通知する。
【００３７】
なお、管理しているＳＴＡ２−１〜２−４が全てAwakeモードである場合には、マルチキャストフレームバッファ１３６に格納せずにＭＣフレームをそのまま送信してもよいし、一旦マルチキャストフレームバッファ１３６に格納した後に待機せずにＭＣフレームを読み出して送信してもよい。
【００３８】
なお、ＰＳモードのＳＴＡが１つでも存在し、かつＭＣフレームの宛先のＳＴＡがマルチキャスト拡張に対応していない場合の動作は後述する。
【００３９】
Beacon生成部１３４は、省電力端末管理部１３１からマルチキャスト拡張エレメントの付与を指示された場合に、次回のBeacon送信タイミングで送信するBeaconに後述するマルチキャスト拡張エレメントを格納する。
【００４０】
マルチキャスト変換部１３５は、省電力端末管理部１３１からＭＣフレームの変換を指示されると、省電力端末管理部１３１から指示されたＳＴＡの宛先の数だけマルチキャストフレームバッファ１３６に格納されたＭＣフレームを複製する。そして、複製したＭＣフレームを、指示された各ＳＴＡ宛のＵＣフレームにそれぞれ変換してマルチキャストフレームバッファ１３６に格納する。
【００４１】
なお、ＡＰ１が、ネットワーク装置３から受信したＵＣフレームについては、従来と同様にＳＴＡ２−１〜２−４へ送信されるが、ＵＣフレームの送信に関する構成要素は、図９では図示を省略している。ネットワーク装置３から受信したＵＣフレームは、ＰＳモードのＳＴＡ２−１〜２−４宛のものについては図示しないバッファにバッファリングされる。そして、ＡＰ１は、Beaconにより、宛先のＳＴＡ２−１〜２−４へＵＣフレームがバッファリングされていることを通知し、従来と同様の手順でＵＣフレームが送信される。
【００４２】
図１１は、本実施の形態のＳＴＡ２−１の機能構成例を示す図である。ＳＴＡ２−２〜２−４もＳＴＡ２−１と同様の構成である。図１１に示すように、ＳＴＡ２−１は、電波を送受信するためのアンテナ部２１と、信号を変復調するＰＨＹ部２２と、アクセス制御を行うＭＡＣ部２３と、受信データをブリッジするBridge部２４と、ＩＰ（Internet Protocol）層などの上位レイヤとのインターフェースであるＩ／Ｆ（Interface）部２５と、を備える。ＭＡＣ部２３は、Beaconに付与されているマルチキャスト拡張エレメントを検出するマルチキャスト拡張エレメント検出部２３１と、自身の省電力状態を管理する状態管理部２３２と、を備える。
【００４３】
マルチキャスト拡張エレメント検出部２３１は、受信したBeaconに付与されているマルチキャスト拡張エレメントを検出した場合に、接続時に送信するAssociation Requestにマルチキャスト拡張エレメントの検出に対応していることを通知する情報を付与する。また、マルチキャスト拡張エレメント検出部２３１は、Beaconに付与されているマルチキャスト拡張エレメントの情報に基づいて状態管理部２３２に状態の変更を通知する。
【００４４】
状態管理部２３２は、ＰＳモードに移行後は、Beaconの受信タイミングでAwakeモードとなるよう省電力状態を管理する。
【００４５】
また、ＭＡＣ部２３は、上述したマルチキャスト拡張エレメント検出部２３１および状態管理部２３２の機能以外に、従来と同様のＭＡＣ層の処理を行う機能を有し、ＰＳモードでBeaconを受信した場合は、受信したBeaconのＰＶＢを参照して、ＰＶＢの０番目のビットまたは自身のＡＩＤに対応するビットが“１”であった場合に、Awakeモードを維持するよう状態管理部２３２へ指示する。受信したBeaconのＰＶＢの０番目のビットが“１”でなく、かつ自身のＡＩＤに対応するビットが“１”でない場合はＰＳモードへ移行するよう状態管理部２３２へ指示する。
【００４６】
次に、本実施の形態のＭＣフレームの送信動作について説明する。図１２は、ＳＴＡ２−１〜ＳＴＡ２−４に関する情報が格納された管理表の一例を示す図である。図１２の例では、図１に示した構成を前提としており、図１に示したＭＣグループ４−１，４−２，４−３に参加するＳＴＡ２−１〜２−４についての情報が格納されている。図１２の例では、ＳＴＡ２−１〜２−４は全てＰＳモードであり、ＳＴＡ２−１〜２−４は全てマルチキャスト拡張に対応している。また、ＳＴＡ２−４のＡＩＤは“１”であり、ＳＴＡ２−１のＡＩＤは“２”であり、ＳＴＡ２−２のＡＩＤは“３”であり、ＳＴＡ２−３のＡＩＤは“４”である。
【００４７】
図１３は、マルチキャスト拡張エレメントが格納されたBeaconのフレームフォーマットの一例を示す図である。図１３に示すように、マルチキャスト拡張エレメントは、Element IDと、Lengthと、マルチキャストＰＶＢ（以下、ＭＰＶＢという）と、で構成される。Element IDは、マルチキャスト拡張エレメントの識別子であり、Lengthはマルチキャスト拡張エレメントの長さを示す。ＭＰＶＢでは、ＡＰ１においてバッファリングされているＭＣフレームを受信するＳＴＡのＡＩＤに対応するビットに“１”がセットされ、これ以外のビットは“０”がセットされる。なお、図１３に示したマルチキャスト拡張エレメントの割当ビット数およびマルチキャスト拡張エレメントの格納位置は一例であり、マルチキャスト拡張エレメントがFrame Bodyのなかに格納されていればよく図１３に示した例に限定されない。
【００４８】
図１４は、ＡＰ１のマルチキャストフレーム検出部１３３においてＭＣグループ４−１のＭＣフレームが検出された場合の送受信動作の一例を示す図である。図１４において、線によるハッチングは送信動作を示し、塗りつぶし（白抜きも含む）は受信動作を示している。左下がりの斜め線によるハッチングはBeaconの送信動作を示し、右下がりの斜め線によるハッチングはＭＣフレームの送信動作を示し、横線によるハッチングはＳＴＡ２−１〜２−４からの応答の送信動作を示す。また、薄い塗りつぶしはBeaconの受信動作を示し、濃い塗りつぶしはＳＴＡ２−１〜２−４からの応答の受信動作を示し、白抜きはＭＣフレームの受信動作を示す。また、Active期間６０のように、点線で囲まれた期間は、当該ＳＴＡがAwakeモードとなっている期間（Active期間）を示している。
【００４９】
図１４に示すように、ＡＰ１のマルチキャストフレーム検出部１３３が、ＭＣグループ４−１のＭＣフレームを検出すると、省電力端末管理部１３１はマルチキャストフレーム検出部１３３からの通知に基づいて、管理表を参照してＰＳモードのＳＴＡが１つ以上存在すると判断する。そして、省電力端末管理部１３１はＭＣグループ４−１のＭＣフレームを受信すべきＳＴＡはＳＴＡ２−４とＳＴＡ２−１であることを把握する。省電力端末管理部１３１は、管理表からＳＴＡ２−４とＳＴＡ２−１のＡＩＤおよびＭＡＣアドレスを読み出して、ＳＴＡ２−４と２−１のＡＩＤを通知する。また、省電力端末管理部１３１は、Beacon生成部１３４へマルチキャスト拡張エレメントの付与を指示し、ＳＴＡ２−４と２−１のＭＡＣアドレスの通知とともにマルチキャスト変換部１３５へＭＣフレームの変換を指示する。
【００５０】
Beacon生成部１３４は、ＳＴＡ２−１とＳＴＡ２−４にＭＣフレームがバッファリングされていることを通知するために、Beaconのマルチキャスト拡張エレメントのＭＰＶＢにＳＴＡ２−１のＡＩＤとＳＴＡ２−４のＡＩＤに対応するビットにそれぞれ“１”をセットし、次のBeacon送信タイミングでBeaconをＰＨＹ部１２、アンテナ部１１経由で送信する。図１４では、最上段の左端のBeaconの送信動作が、このマルチキャスト拡張エレメントを格納したBeaconの送信に対応している。なお、上述したように、ＳＴＡとの接続時に、ＳＴＡがBeaconにマルチキャスト拡張エレメントが付与されているか否かを判定するため、ＭＣフレームがバッファリングされていなくてもBeacon生成部１３４はマルチキャスト拡張エレメントを付与しておくとする。ＭＣフレームがバッファリングされていない場合のマルチキャスト拡張エレメントのＭＰＶＢは全て“０”としておく。
【００５１】
また、ＡＰ１は、マルチキャストをバッファリングしていないときにはＭＰＶＢを付与せずに、ＳＴＡが、ＡＰ１のマルチキャスト拡張エレメントに対応に関係なく、Association Requestにマルチキャスト拡張エレメントを付与するようにしてもよい。この場合、マルチキャスト拡張エレメントに対応しているＳＴＡは、Association Requestにマルチキャスト拡張エレメントを付与して送信する。そして、マルチキャスト拡張エレメントに対応しているＡＰ１は、ＳＴＡからのAssociation Requestにマルチキャスト拡張エレメントが付与されていることを検知した場合、そのＳＴＡがマルチキャスト拡張エレメントに対応していることを省電力端末管理部１３１に記憶する。
【００５２】
ＳＴＡ２−１〜２−４は、通常のＰＳモードと同様に、Beaconの送信タイミングでAwakeモードになり、Beaconを受信し、マルチキャスト拡張エレメント検出部２３により受信したBeaconのＭＰＶＢを参照する。図１４に示すように、ＳＴＡ２−１，２−４では、受信したBeaconのＭＰＶＢに自身のＡＩＤのビットに“１”がセットされていることから、マルチキャスト拡張エレメント検出部２３は、自身宛のＭＣフレームがＡＰ１にバッファリングされていることを認識し状態管理部２３２にAwakeモードを継続するよう指示する。ＳＴＡ２−２，２−３では、受信したBeaconのＭＰＶＢに自身のＡＩＤのビットに“１”がセットされていないことから自身宛のＭＣフレームがバッファリングされていないことを認識し、マルチキャスト拡張エレメント検出部２３はＰＳモードへ移行するよう状態管理部２３２へ指示する。
【００５３】
ＡＰ１は、Beaconの送信後、マルチキャストフレームバッファ１３６に格納されているＭＣフレームを送信する。なお、バッファリングしている最後のＭＣフレームに対応するＵＣフレームを送信するときに当該フレームのFrame Control fieldのMore Dataのビットを“０”に設定してマルチキャストの送信を完了する。なお、ＭＣフレームを送信する変わりに、変換後のＵＣフレーム（マルチキャスト変換部１３５により変換されたＵＣフレーム）を送信してもよい。
【００５４】
ＳＴＡ２−１，２−４は、ＭＡＣ部２３ではFrame Control fieldのMore Dataのビットが“０”に設定されているフレームを受信したことを検出すると、状態管理部２３２にＰＳモードへの移行を指示する。以降、同様の動作が繰り返される。
【００５５】
以上のように、Beaconにマルチキャスト拡張エレメントを付与することで、ＭＣフレームを受信する必要のないＳＴＡのAwakeモードを継続させず、ＭＣフレームの受信を必要とするＳＴＡのみAwakeモードを継続させることができる。このため、ＭＣフレームを必要としないＳＴＡの消費電力を削減できる。
【００５６】
次に、ＳＴＡ２−１〜２−４が図１１に示したような構成ではなく、従来と同様のＳＴＡであった場合について説明する。図１５は、ＳＴＡ２−１〜２−４がマルチキャスト拡張エレメントに対応していない場合の管理表の一例を示す図である。ＳＴＡ２−１〜２−４がマルチキャスト拡張エレメントに対応していない場合、省電力端末管理部１３１は、例えば図１５に示す管理表を保持している。
【００５７】
上述のように、マルチキャスト拡張エレメントに対応しているＳＴＡは、Association Requestにマルチキャスト拡張に対応をしていることを示す情報を格納するが、マルチキャスト拡張に対応していないＳＴＡは、Association Requestにマルチキャスト拡張に対応をしていることを示す情報を格納しない。ＡＰ１は、Association Requestにマルチキャスト拡張に対応をしていることを示す情報が格納されていないことを検出することにより、当該ＳＴＡがマルチキャスト拡張に対応していないと判断する。
【００５８】
図１６は、ＳＴＡ２−１〜２−４がマルチキャスト拡張に対応していない場合の送受信動作の一例を示す図である。図１６において、斜め線のハッチングのなかにＮを記載している矩形はNull functionフレームの送信動作を示し、白抜きのなかにＮを記載している矩形は、Null functionフレームの受信動作を示す。その他のハッチングおよび塗りつぶしは、図１４の例と同様である。
【００５９】
図１６を用いて、ＡＰ１のマルチキャストフレーム検出部１３３が、ＭＣグループ４−１のＭＣフレームを検出した場合の動作を説明する。ＡＰ１のマルチキャストフレーム検出部１３３が、ＭＣグループ４−１のＭＣフレームを検出すると、省電力端末管理部１３１はマルチキャストフレーム検出部１３３からの通知に基づいて、管理表を参照してＰＳモードのＳＴＡが１つ以上存在し、かつ当該ＭＣフレームの宛先のＳＴＡ２−１，２−４がマルチキャストフレーム拡張に対応していないと判断する。この場合、省電力端末管理部１３１は、Beacon生成部１３４に対してBeaconのＰＶＢにＳＴＡ２−１のＡＩＤとＳＴＡ２−４のＡＩＤとに対応するビットに“１”をセットして送信するよう指示する。従来は、ＭＣフレームをバッファリングしている際には、ＰＶＢの０番目のビットに“１”をセットするが、本実施の形態では、ＰＶＢの０番目のビットに“１”をセットせず、ＭＣフレームを受信するＳＴＡに対応するＡＩＤのビットに“１”をセットする。Beacon生成部１３４は、指示に従って、Beaconを送信する。
【００６０】
ＳＴＡ２−１，２−４は、従来と同様にBeaconの送信タイミングでAwakeモードになり、Beaconを受信する。そして、BeaconのＰＶＢに自身のＡＩＤに対応するビットが“１”にセットされているため、Awakeモードを継続して、PS−Pollを送信する。ＳＴＡ２−２，２−３は、同様にBeaconの送信タイミングでAwakeモードになり、Beaconを受信する。そして、ＳＴＡ２−２，２−３は、BeaconのＰＶＢに自身のＡＩＤに対応するビットが“１”にセットされていないため、ＰＳモードへ移行する。
【００６１】
ＡＰ１は、ＳＴＡ２−１，２−４から送信されたPS−Pollを受信した後、バッファリングしていたＭＣフレームを送信する。なお、従来の通常のＭＣフレームの送信時にはＳＴＡからのPS−Pollの送信がないため、通常のＭＣフレームの動作と同様に、PS−Pollの受信を待機せず、PS−Pollの受信の有無にかかわらずＭＣフレームを送信するようにしても良い。また、ＡＰ１は、ＭＣフレームの代わりに、マルチキャスト変換部１３５によりＭＣフレームを変換したＵＣフレームを送信しても良い。
【００６２】
ＡＰ１は、バッファリングしている最後のＭＣフレームを送信するときにFrame Control fieldのMore Dataのビットを“１”にして送信する。すなわち、ＡＰ１は、まだＢＣフレームまたはＭＣフレームが残っていると通知する。その後、ＡＰ１は、ＳＴＡ２−１，２−４に、Frame Control fieldのMore Dataのビットを“０”に設定したNull functionをＵＣフレームで送信する。さらに、ＡＰ１は、Frame Control fieldのMore Dataのビットを“０”に設定したNull functionをＢＣフレームとして送信する。このようにNull functionによりＭＣフレームの送信終了を通知するのは、ＳＴＡがPS−Pollを送信する通常のＵＣフレームの送受信の場合と手順をあわせるためである。
【００６３】
ＳＴＡ２−１，２−４は、Frame Control fieldのMore Dataのビットが“０”にされたNull functionのＵＣフレーム、またはFrame Control fieldのMore Dataのビットが“０”に設定されたNull functionのＢＳフレームを受信すると、ＰＳモードに移行する。図１６の例では、ＡＰ１は、ＳＴＡ２−１宛てのNull function、ＳＴＡ２−４宛てのNull functionのＵＣフレーム、Null functionのＢＣフレームの順に送信している。そして、ＳＴＡ２−１、ＳＴＡ２−４は、それぞれ自身を宛先とするFrame Control fieldのMore Dataのビットが“０”にされたNull functionのＵＣフレームを受信してＰＳモードに移行している。一方、ＳＴＡ２−１、ＳＴＡ２−４が、仮になんらかの理由で当該ＵＣフレームを受信できながった場合は、ＢＳフレームを受信してＰＳモードに移行する。
【００６４】
以上のように、マルチキャスト拡張エレメントを検出ができないＳＴＡに対しては、ＡＰ１が、ＭＣフレームを受信するＳＴＡに対して、BeaconのＰＶＢをＭＣフレームのビットに“１”を設定せずに、受信対象のＳＴＡに対応するＡＩＤに対応するビットに“１”を設定してＵＣフレームがバッファリングされている場合と同様の通知を行うようにした。このため、ＭＣフレームの受信を必要としないＳＴＡのAwakeモードを継続させず、ＭＣフレームを必要とするＳＴＡのみAwakeモードを継続してＭＣフレームを送信することができ、ＭＣフレームを必要としないＳＴＡの消費電力を削減できる。
【００６５】
なお、上述の例では、既存のＳＴＡ、すなわちマルチキャスト拡張エレメントの検出ができないＳＴＡが受信するＭＣフレームがバッファリングされている際に、BeaconのＰＶＢを当該ＭＣフレームの受信対象のＳＴＡに対応するＡＩＤに対応するビットに“１”を設定して送信した。この方法の場合、ＭＣフレームを受信するＳＴＡの数が多い場合、多数のＳＴＡからPS−Pollが送信され、PS−Pollによる帯域の無駄な消費やフレームの衝突などが発生し、Awake時間が長くなる可能性がある。
【００６６】
そこで、省電力端末管理部１３１にあらかじめＭＣフレームを受信するマルチキャスト拡張に非対応のＳＴＡの数に関する閾値を設定しておき、省電力端末管理部１３１は、ＭＣフレームを受信するマルチキャスト拡張に非対応のＳＴＡの数が閾値以上の場合には通常のマルチキャスト送信方法を用い、閾値より小さければ、上述のＰＶＢの対応するＡＩＤのビットに“１”をセットして送信する方法を実施するようにしてもよい。閾値としては、任意の台数を設定可能であるが、ランダム待ち時間であるCWminの値に基づいて、PS−Pollの衝突確率が一定値以上を超えないＳＴＡの数を求め、求めた数を閾値として設定しても良い。または、ＭＣグループに参加しないＳＴＡが少ないことが予想される場合には、ＭＣフレームを受信するマルチキャスト拡張に非対応のＳＴＡの数の代わりに、簡易的に自身に接続するマルチキャスト拡張に非対応のＳＴＡの総数に閾値を定めて、自身に接続するマルチキャスト拡張に非対応のＳＴＡの総数が閾値以上か否かで送信方法を選択するようにしてもよい。
【００６７】
以上のように閾値を設定することで、多数のＳＴＡからPS−Pollが送信されないようにしたので、帯域の無駄な消費やフレームの衝突などが回避でき、Awake時間を短くすることができる。
【００６８】
また、本実施の形態は、マルチキャスト拡張エレメントを検出できるＳＴＡと、マルチキャスト拡張エレメントを認識できないＳＴＡが混在してＡＰ１に帰属している環境にも適用できる。この場合、管理表のマルチキャスト拡張の可否情報に基づいて、マルチキャスト拡張エレメントを検出できるＳＴＡについてはマルチキャスト拡張エレメントを用いた通知を行い、マルチキャスト拡張エレメントを検出できないＳＴＡについては、ＰＶＢに対応するＡＩＤのビットに“１”をセットする方法により通知を行えばよい。
【００６９】
また、本実施の形態は、ＡＰ１が、ＭＣフレームを受信すべきＳＴＡがＰＳモードであるか否かを把握することができる。このため、ＭＣフレームを受信すべきＳＴＡが全てAwakeモードであれば、配下にＰＳモードのＳＴＡが存在するか否かにかかわらず、BeaconでＭＣフレームをバッファリングしていることを通知することなく、即座にＭＣフレームを送信しても良い。
【００７０】
以上のように、本実施の形態では、Beaconにマルチキャスト拡張エレメントを付与することで、ＭＣフレームの受信する必要のないＳＴＡのAwakeモードを継続させず、ＭＣフレームの受信を必要とするＳＴＡのみAwakeモードを継続させることができる。また、マルチキャスト拡張エレメントを検出ができないＳＴＡに対しては、ＡＰ１が、ＭＣフレームを受信するＳＴＡに対して、BeaconのＰＶＢをＭＣフレームのビットに“１”を設定せずに、受信対象のＳＴＡに対応するＡＩＤに対応するビットに“１”を設定してＵＣフレームがバッファリングされている場合と同様の通知を行うようにした。すなわち、ＰＶＢを用いたＭＣフレームの通知はせずに、ＭＣフレームの受信対象のＳＴＡを指定してフレームがバッファリングされていることを通知するようにした。このため、ＭＣフレームを必要としないＳＴＡの消費電力を削減できる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上のように、本発明にかかる無線通信基地局、無線通信端末、無線通信システム及び無線通信方法は、ＭＣフレームの送受信を行う無線通信システムに有用であり、特に、無線通信端末の省電力効果の向上を図る無線通信システムに適している。
【符号の説明】
【００７２】
１，１０１ ＡＰ
２−１〜２−４，１０２ ＳＴＡ
３ ネットワーク装置
４−１〜４−３ ＭＣグループ
１１，２１ アンテナ部
１２，２２ ＰＨＹ部
１３，２３ ＭＡＣ部
１４，２４ Bridge部
１５ 有線Ｉ／Ｆ部
１６ マルチキャスト検出設定部
１３１ 省電力端末管理部
１３２ マルチキャスト拡張端末検出部
１３３ マルチキャストフレーム検出部
１３４ Beacon生成部
１３５ マルチキャスト変換部
１３６ マルチキャストフレームバッファ
２５ Ｉ／Ｆ部
２３１ マルチキャスト拡張エレメント検出部
２３２ 状態管理部
２０１，３０１ Beacon
２０２ PS−Pollフレーム
２０３，２０４ ＵＣフレーム
３０２，３０３ フレーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の無線通信端末と無線通信を行い、前記無線通信端末とネットワーク装置との通信を中継し、前記無線通信端末が省電力モードである場合にBeaconに前記無線通信端末宛のフレームをバッファリングしているか否かを示すバッファリング情報を格納して前記無線通信端末へ通知する無線通信基地局であって、
マルチキャストフレームバッファと、
前記ネットワーク装置から受信したフレームがマルチキャストフレームであるか否かを検出し、マルチキャストフレームであった場合に当該フレームを前記マルチキャストフレームバッファへ格納するマルチキャスト検出部と、
マルチキャストグループと当該マルチキャストグループに参加している前記無線通信端末と当該無線通信端末が省電力モードであるか否かを示す省電力状態情報との対応を含む管理情報を保持し、前記マルチキャスト検出部がマルチキャストフレームを検出した場合に前記管理情報を参照して当該マルチキャストフレームに対応するマルチキャストグループに属する前記無線通信端末を宛先端末として抽出し、前記宛先端末が省電力モードであるか否かを判定する省電力端末管理部と、
前記宛先端末が省電力モードである場合に、マルチキャストフレームがバッファリングされていないことを示す情報を前記バッファリング情報に格納しかつ前記宛先端末宛のフレームが格納されていることを示す情報を格納したBeaconを生成するBeacon生成部と、
を備えることを特徴とする無線通信基地局。
【請求項２】
前記無線通信端末から、当該無線通信端末がBeaconのフレームボディ部に格納された前記無線通信端末宛のフレームがバッファリングされているか否かを示すマルチキャスト拡張情報の検出に対応しているマルチキャスト拡張端末であるか否かの情報を取得するマルチキャスト拡張端末検出部、
をさらに備え、
前記省電力端末管理部は、前記マルチキャスト拡張端末検出部が取得した情報に基づいて前記無線通信端末がマルチキャスト拡張端末であるか否かの情報を前記管理情報に含めて保持し、前記宛先端末が省電力モードでありかつ前記宛先端末がマルチキャスト拡張端末である場合に、前記マルチキャスト拡張情報として前記宛先端末宛のフレームが格納されていることを示す情報を格納したBeaconを生成し、前記宛先端末が省電力モードでありかつ前記宛先端末がマルチキャスト拡張端末でない場合に、前記バッファリング情報に前記宛先端末宛のユニキャストフレームが格納されていることを示す情報を格納したBeaconを生成することを特徴とする請求項１に記載の無線通信基地局。
【請求項３】
マルチキャスト検出部がマルチキャストフレームを検出したとき、マルチキャスト拡張端末でない前記無線通信端末の数が所定の閾値以上の場合は前記バッファリング情報にマルチキャストフレームの送信を通知する情報を格納してBeaconを送信し、マルチキャスト拡張端末でない前記無線通信端末の数が所定の閾値未満の場合は前記Beacon生成部の生成したBeaconを送信することを特徴とする請求項２に記載の無線通信基地局。
【請求項４】
前記管理情報は、マルチキャストグループに参加している前記無線通信端末ごとの、当該無線通信端末との接続手順において取得した当該無線通信端末を識別する接続識別情報をさらに含み、
前記省電力端末管理部は、前記マルチキャスト拡張情報を前記宛先端末の接続識別情報を示す情報とすることを特徴とする請求項２または３に記載の無線通信基地局。
【請求項５】
マルチキャストフレームがバッファリングされていないことを示す情報を格納しかつ前記宛先端末宛のフレームが格納されていることを示す情報を格納したBeaconを送信した後に、当該マルチキャストフレームをマルチキャストフレームとして送信することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の無線通信基地局。
【請求項６】
前記マルチキャストフレームバッファに格納されたマルチキャストフレームについて前記宛先端末の数の複製を生成し、生成したフレームをそれぞれ前記宛先端末宛のユニキャストフレームに変換するマルチキャスト変換部、
をさらに備え、
マルチキャストフレームがバッファリングされていないことを示す情報を格納しかつ前記宛先端末宛のフレームが格納されていることを示す情報を格納したBeaconを送信した後に、当該マルチキャストフレームを前記マルチキャスト変換部により変換されたユニキャストフレームとして前記宛先端末へ送信することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の無線通信基地局。
【請求項７】
請求項２に記載の無線通信基地局と通信を行う無線通信端末であって、
省電力状態を管理し、省電力モードへの移行を前記無線通信基地局へ通知し、省電力モードへ移行している場合に前記無線通信基地局からのBeaconの受信タイミングで起動モードとなりBeaconを受信する状態管理部と、
省電力モードにおいて前記無線通信基地局から受信したBeaconから、前記無線通信基地局においてフレームボディ部に格納された無線通信端末宛のフレームがバッファリングされているか否かを示すマルチキャスト拡張情報を検出し、前記マルチキャスト拡張情報に基づいて自端末宛のフレームがバッファリングされていると判断した場合に前記状態管理部に対して駆動モードを維持するよう指示し、前記マルチキャスト拡張情報に基づいて自端末宛のフレームがバッファリングされていないと判断した場合に前記状態管理部に対して省電力モードへ移行するよう指示するマルチキャスト拡張エレメント検出部と、
を備え、
自装置がマルチキャスト拡張情報の検出に対応していることを前記無線通信基地局へ通知する、ことを特徴とする無線通信端末。
【請求項８】
請求項１に記載の無線通信基地局と、
省電力モードへの移行を前記無線通信基地局へ通知し、省電力モードへ移行している場合に前記無線通信基地局からのBeaconの受信タイミングで起動モードとなりBeaconを受信し、受信したBeaconに基づいて、自端末宛のフレームがバッファリングされていると判断した場合に起動モードを維持し、自端末宛のフレームがバッファリングされていないと判断した場合に省電力モードへ移行する無線通信端末と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項９】
前記無線通信端末として請求項７に記載の無線通信端末を１つ以上備え、
前記無線通信基地局は、
前記無線通信端末から、当該無線通信端末がBeaconのフレームボディ部に格納された前記無線通信端末宛のフレームがバッファリングされているか否かを示すマルチキャスト拡張情報の検出に対応しているマルチキャスト拡張端末であるか否かの情報を取得するマルチキャスト拡張端末検出部、
を備え、
前記マルチキャスト拡張端末検出部が取得した情報に基づいて前記無線通信端末がマルチキャスト拡張端末であるか否かの情報を前記管理情報に含めて保持し、前記宛先端末が省電力モードでありかつ前記宛先端末がマルチキャスト拡張端末である場合に、前記マルチキャスト拡張情報として前記宛先端末宛のフレームが格納されていることを示す情報を格納したBeaconを生成し、前記宛先端末が省電力モードでありかつ前記宛先端末がマルチキャスト拡張端末でない場合に、前記バッファリング情報に前記宛先端末宛のユニキャストフレームが格納されていることを示す情報を格納したBeaconを生成することを特徴とする請求項８に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
１つ以上の無線通信端末と、前記無線通信端末とネットワーク装置との通信を中継し、前記無線通信端末が省電力モードである場合にBeaconに前記無線通信端末宛のフレームをバッファリングしているか否かを示すバッファリング情報を格納して前記無線通信端末へ通知する無線通信基地局と、を備える無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記無線通信基地局が、前記ネットワーク装置から受信したフレームがマルチキャストフレームであるか否かを検出し、マルチキャストフレームであった場合に当該フレームをバッファへ格納するマルチキャスト検出ステップと、
前記無線通信端末が、省電力モードとなったことを前記無線通信基地局へ通知する省電力モード通知ステップと、
前記無線通信基地局が、マルチキャストグループと当該マルチキャストグループに参加している前記無線通信端末と当該無線通信端末が省電力モードであるか否かを示す省電力状態情報との対応を含む管理情報を保持し、前記マルチキャスト検出部がマルチキャストフレームを検出した場合に前記管理情報を参照して当該マルチキャストフレームに対応するマルチキャストグループに属する前記無線通信端末を宛先端末として抽出し、前記宛先端末が省電力モードであるか否かを判定する省電力端末管理ステップと、
前記無線通信基地局が、前記宛先端末が省電力モードである場合に、マルチキャストフレームがバッファリングされていないことを示す情報を前記バッファリング情報に格納しかつ前記宛先端末宛のフレームが格納されていることを示す情報を格納したBeaconを生成するBeacon生成ステップと、
前記無線通信端末が、受信したBeaconに基づいて、自端末宛のフレームがバッファリングされていると判断した場合に起動モードを維持し、自端末宛のフレームがバッファリングされていないと判断した場合に省電力モードへ移行する省電力制御ステップと、
を含むことを特徴とする無線通信方法。
【請求項１】
１つ以上の無線通信端末と無線通信を行い、前記無線通信端末とネットワーク装置との通信を中継し、前記無線通信端末が省電力モードである場合にBeaconに前記無線通信端末宛のフレームをバッファリングしているか否かを示すバッファリング情報を格納して前記無線通信端末へ通知する無線通信基地局であって、
マルチキャストフレームバッファと、
前記ネットワーク装置から受信したフレームがマルチキャストフレームであるか否かを検出し、マルチキャストフレームであった場合に当該フレームを前記マルチキャストフレームバッファへ格納するマルチキャスト検出部と、
マルチキャストグループと当該マルチキャストグループに参加している前記無線通信端末と当該無線通信端末が省電力モードであるか否かを示す省電力状態情報との対応を含む管理情報を保持し、前記マルチキャスト検出部がマルチキャストフレームを検出した場合に前記管理情報を参照して当該マルチキャストフレームに対応するマルチキャストグループに属する前記無線通信端末を宛先端末として抽出し、前記宛先端末が省電力モードであるか否かを判定する省電力端末管理部と、
前記宛先端末が省電力モードである場合に、マルチキャストフレームがバッファリングされていないことを示す情報を前記バッファリング情報に格納しかつ前記宛先端末宛のフレームが格納されていることを示す情報を格納したBeaconを生成するBeacon生成部と、
を備えることを特徴とする無線通信基地局。
【請求項２】
前記無線通信端末から、当該無線通信端末がBeaconのフレームボディ部に格納された前記無線通信端末宛のフレームがバッファリングされているか否かを示すマルチキャスト拡張情報の検出に対応しているマルチキャスト拡張端末であるか否かの情報を取得するマルチキャスト拡張端末検出部、
をさらに備え、
前記省電力端末管理部は、前記マルチキャスト拡張端末検出部が取得した情報に基づいて前記無線通信端末がマルチキャスト拡張端末であるか否かの情報を前記管理情報に含めて保持し、前記宛先端末が省電力モードでありかつ前記宛先端末がマルチキャスト拡張端末である場合に、前記マルチキャスト拡張情報として前記宛先端末宛のフレームが格納されていることを示す情報を格納したBeaconを生成し、前記宛先端末が省電力モードでありかつ前記宛先端末がマルチキャスト拡張端末でない場合に、前記バッファリング情報に前記宛先端末宛のユニキャストフレームが格納されていることを示す情報を格納したBeaconを生成することを特徴とする請求項１に記載の無線通信基地局。
【請求項３】
マルチキャスト検出部がマルチキャストフレームを検出したとき、マルチキャスト拡張端末でない前記無線通信端末の数が所定の閾値以上の場合は前記バッファリング情報にマルチキャストフレームの送信を通知する情報を格納してBeaconを送信し、マルチキャスト拡張端末でない前記無線通信端末の数が所定の閾値未満の場合は前記Beacon生成部の生成したBeaconを送信することを特徴とする請求項２に記載の無線通信基地局。
【請求項４】
前記管理情報は、マルチキャストグループに参加している前記無線通信端末ごとの、当該無線通信端末との接続手順において取得した当該無線通信端末を識別する接続識別情報をさらに含み、
前記省電力端末管理部は、前記マルチキャスト拡張情報を前記宛先端末の接続識別情報を示す情報とすることを特徴とする請求項２または３に記載の無線通信基地局。
【請求項５】
マルチキャストフレームがバッファリングされていないことを示す情報を格納しかつ前記宛先端末宛のフレームが格納されていることを示す情報を格納したBeaconを送信した後に、当該マルチキャストフレームをマルチキャストフレームとして送信することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の無線通信基地局。
【請求項６】
前記マルチキャストフレームバッファに格納されたマルチキャストフレームについて前記宛先端末の数の複製を生成し、生成したフレームをそれぞれ前記宛先端末宛のユニキャストフレームに変換するマルチキャスト変換部、
をさらに備え、
マルチキャストフレームがバッファリングされていないことを示す情報を格納しかつ前記宛先端末宛のフレームが格納されていることを示す情報を格納したBeaconを送信した後に、当該マルチキャストフレームを前記マルチキャスト変換部により変換されたユニキャストフレームとして前記宛先端末へ送信することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の無線通信基地局。
【請求項７】
請求項２に記載の無線通信基地局と通信を行う無線通信端末であって、
省電力状態を管理し、省電力モードへの移行を前記無線通信基地局へ通知し、省電力モードへ移行している場合に前記無線通信基地局からのBeaconの受信タイミングで起動モードとなりBeaconを受信する状態管理部と、
省電力モードにおいて前記無線通信基地局から受信したBeaconから、前記無線通信基地局においてフレームボディ部に格納された無線通信端末宛のフレームがバッファリングされているか否かを示すマルチキャスト拡張情報を検出し、前記マルチキャスト拡張情報に基づいて自端末宛のフレームがバッファリングされていると判断した場合に前記状態管理部に対して駆動モードを維持するよう指示し、前記マルチキャスト拡張情報に基づいて自端末宛のフレームがバッファリングされていないと判断した場合に前記状態管理部に対して省電力モードへ移行するよう指示するマルチキャスト拡張エレメント検出部と、
を備え、
自装置がマルチキャスト拡張情報の検出に対応していることを前記無線通信基地局へ通知する、ことを特徴とする無線通信端末。
【請求項８】
請求項１に記載の無線通信基地局と、
省電力モードへの移行を前記無線通信基地局へ通知し、省電力モードへ移行している場合に前記無線通信基地局からのBeaconの受信タイミングで起動モードとなりBeaconを受信し、受信したBeaconに基づいて、自端末宛のフレームがバッファリングされていると判断した場合に起動モードを維持し、自端末宛のフレームがバッファリングされていないと判断した場合に省電力モードへ移行する無線通信端末と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項９】
前記無線通信端末として請求項７に記載の無線通信端末を１つ以上備え、
前記無線通信基地局は、
前記無線通信端末から、当該無線通信端末がBeaconのフレームボディ部に格納された前記無線通信端末宛のフレームがバッファリングされているか否かを示すマルチキャスト拡張情報の検出に対応しているマルチキャスト拡張端末であるか否かの情報を取得するマルチキャスト拡張端末検出部、
を備え、
前記マルチキャスト拡張端末検出部が取得した情報に基づいて前記無線通信端末がマルチキャスト拡張端末であるか否かの情報を前記管理情報に含めて保持し、前記宛先端末が省電力モードでありかつ前記宛先端末がマルチキャスト拡張端末である場合に、前記マルチキャスト拡張情報として前記宛先端末宛のフレームが格納されていることを示す情報を格納したBeaconを生成し、前記宛先端末が省電力モードでありかつ前記宛先端末がマルチキャスト拡張端末でない場合に、前記バッファリング情報に前記宛先端末宛のユニキャストフレームが格納されていることを示す情報を格納したBeaconを生成することを特徴とする請求項８に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
１つ以上の無線通信端末と、前記無線通信端末とネットワーク装置との通信を中継し、前記無線通信端末が省電力モードである場合にBeaconに前記無線通信端末宛のフレームをバッファリングしているか否かを示すバッファリング情報を格納して前記無線通信端末へ通知する無線通信基地局と、を備える無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記無線通信基地局が、前記ネットワーク装置から受信したフレームがマルチキャストフレームであるか否かを検出し、マルチキャストフレームであった場合に当該フレームをバッファへ格納するマルチキャスト検出ステップと、
前記無線通信端末が、省電力モードとなったことを前記無線通信基地局へ通知する省電力モード通知ステップと、
前記無線通信基地局が、マルチキャストグループと当該マルチキャストグループに参加している前記無線通信端末と当該無線通信端末が省電力モードであるか否かを示す省電力状態情報との対応を含む管理情報を保持し、前記マルチキャスト検出部がマルチキャストフレームを検出した場合に前記管理情報を参照して当該マルチキャストフレームに対応するマルチキャストグループに属する前記無線通信端末を宛先端末として抽出し、前記宛先端末が省電力モードであるか否かを判定する省電力端末管理ステップと、
前記無線通信基地局が、前記宛先端末が省電力モードである場合に、マルチキャストフレームがバッファリングされていないことを示す情報を前記バッファリング情報に格納しかつ前記宛先端末宛のフレームが格納されていることを示す情報を格納したBeaconを生成するBeacon生成ステップと、
前記無線通信端末が、受信したBeaconに基づいて、自端末宛のフレームがバッファリングされていると判断した場合に起動モードを維持し、自端末宛のフレームがバッファリングされていないと判断した場合に省電力モードへ移行する省電力制御ステップと、
を含むことを特徴とする無線通信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−１０２３４９（Ｐ２０１３−１０２３４９Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４４７１４（Ｐ２０１１−２４４７１４）
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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