JP5237450B2

JP5237450B2 - 通信装置

Info

Publication number: JP5237450B2
Application number: JP2011519296A
Authority: JP
Inventors: 徹中島; 朋子足立; 清利光; 竜馬平野; 依子宇都宮
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2009-06-16
Filing date: 2009-06-16
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2029-06-16
Also published as: WO2010146625A1; US20120088460A1; US8271059B2; JPWO2010146625A1; US8548392B2; US9648590B2; US20120315962A1; US20130343254A1

Description

本発明は、通信装置に関するものである。

アクセスポイントが各端末に対して“他の端末と競合せずに信号を送信することができる期間（非競合期間）”を割り当て（スケジューリング）、各端末が自身に割り当てられた非競合期間に起動する技術が開示されている（例えば、非特許文献１）。また、アクセスポイントが各端末に対して遅延許容期間が閾値以下のトラヒックを再送するための専用期間を割り当てる技術が開示されている（例えば特許文献１）。

しかし、アクセスポイントによって事前に“信号を送信することができる期間”（通信期間）が設定されるため、伝搬環境の劣化度合いによっては、各端末が送信に失敗した信号を再送する前に、通信期間が終了してしまう場合があった。このような場合、ＱｏＳ（ＱｕａｌｉｔｙｏｆＳｅｒｖｉｃｅ）要求を満足できないという問題があった。一方で、アクセスポイントが各端末に通信期間を動的に割り当てることとすると、各端末は、常に、通信期間を割り当てるための信号を待ちうける必要があり、消費電力を低減できないという問題があった。

特登４１６３６９８号

ＩＥＥＥ８０２．１１ｎＤｒａｆｔ

伝搬環境が変動したときにも適時に再送することができ、かつ消費電力を低減できる通信装置を提供することである。

上記鑑みて、本発明の一実施の形態に係る通信装置は、信号を待ち受けるときの消費電力よりも、信号を待ち受けないときの消費電力が小さい通信装置であって、単一の通信装置に送信権が割り当てられた複数の単一送信権割当期間と、あるグループに属する通信装置が送信可能な複数の再送期間と、競合期間とが記載された割当信号を受信する受信部と、前記複数の単一送信権割当期間のうち前記通信装置に割り当てられた第１の単一送信権割当期間に送信信号を送信する送信部と、信号を待ち受けない期間、前記受信部への電力供給の少なくとも一部を遮断する遮断部とを備え、前記割当信号は、第２通信装置によって送信され、前記第１の単一送信権割当期間内に前記送信信号の送信が完了する場合、前記遮断部は、前記再送期間に前記受信部への電力供給の少なくとも一部を遮断し、前記第１の単一送信権割当期間内に前記送信信号の送信が完了しない場合であって、第１の再送期間の前に設定された通信期間に、前記第２通信装置が通信に用いる電波の指向性が前記通信装置の方向を含む場合に、前記送信部は、前記第１の再送期間に前記送信信号を送信し、前記第１の再送期間の前に設定された通信期間に、前記第２通信装置が通信に用いる電波の指向性が前記通信装置の方向を含まない場合に、前記遮断部は、前記第２期間に前記受信部への電力供給の少なくとも一部を遮断し、前記第１の再送期間の前に設定された通信期間が前記競合期間である場合、前記第２通信装置が通信に用いる電波の指向性が前記通信装置の方向を含むと判断することを特徴とする。

伝搬環境が変動したときにも適時に再送することができ、かつ消費電力を低減できる。

第１の実施形態に係る通信装置を示す図。スケジュール情報と通信装置の消費電力を示す図。第１の実施形態に係る通信装置の動作を示す図。第１の実施形態の変形例１に係る通信装置の動作を示す図。スケジュール情報と通信装置の消費電力を示す図。スケジュール情報と通信装置の消費電力を示す図。第１の実施形態の変形例３に係る通信システムを示す図。

以下、無線ＬＡＮ規格ＩＥＥＥ８０２．１１を例として本発明の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態は、無線通信方式全般に適用できる。

（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る通信システムは、１つの基地局（以下、通信装置ＡＰ）と、５つの通信装置ＳＴＡ１〜ＳＴＡ５を備える。通信装置ＡＰ、ＳＴＡ１〜ＳＴＡ５は、無指向性（オムニ）の電波を用いて通信する。以下では、通信装置ＡＰ、ＳＴＡ１〜ＳＴＡ５がそれぞれ送信した電波は、他のすべての通信装置へ到達する場合を例に説明する。通信装置ＡＰ、ＳＴＡ１〜ＳＴＡ５が送信した電波が、その他の一部の通信装置のみへ到達することとしても良い。通信装置ＡＰは、集中制御方式（ポーリング方式）によって、通信装置ＳＴＡ１〜ＳＴＡ５に送信権を付与する。なお、第１の実施形態におけるアクセス制御方式は、上記に限られず、分散制御方式（ＣＳＭＡ／ＣＡ方式）などであってもよい。

図１は、第１の実施形態の通信装置ＳＴＡ１を示すブロック図である。なお、通信装置ＡＰ、ＳＴＡ２〜ＳＴＡ５も同様である。通信装置ＳＴＡ１は、アンテナ１０と、通信部２０と、端末制御部３０と、タイマ部４０と、スケジュール部５０と、アプリケーション部６０とを有する。通信装置ＳＴＡ１には、２つの動作モードがある。消費電力は大きいが信号（フレーム）を受信できる通信モードと、フレームを受信できないが通信モードよりも消費電力が小さい省電力モードである。省電力モードでは、少なくとも通信部２０の一部（少なくとも受信処理関連）への電力供給を削減・停止するか、タイマ部によるタイマ入力かアプリケーション部からのデータ発生を、省電力モードから通信モードへ移行する為のトリガとして認識して通常モードへ移行するのに必要な部分へ電力を供給し、他の部分の電力供給を削減・停止すればよい。

通信部２０は、アンテナ１０を用いて、フレームの送受信処理を行う。通信部２０は、周波数変換処理やＡ／Ｄ変換処理などの物理層関連の処理を行う。通信部２０は、動作モードのときに、フレームの送信、受信、待ち受けを行う。

端末制御部３０は、無線通信のためのＭＡＣ層関連の処理を行う。端末制御部３０は、動作モードを制御する。端末制御部３０は、フレームの送信、受信、待ち受けを行わないときに、省電力モードへ移行する。端末制御部３０は、省電力モードのときに、通信部２０とスケジュール部５０への電源供給を遮断する。端末制御部３０は、無線通信のための上位層（アプリケーション層除く）の処理を行う。

タイマ部４０は、省電力モードのときに、省電力モードから通信モードへ変更する時刻までをカウントする。タイマ部４０は、自局に割り当てられた通信期間が開始する時刻や、報知信号（例えば、Ｂｅａｃｏｎ信号）が送信される時刻までをカウントする。省電力モードでは、タイマ部４０のみが起動する。タイマ部４０からの通知をトリガに、端末制御部３０は起動し、省電力モードから通信モードへ移行する。

スケジュール部５０は、スケジュール情報（自局あるいは各端末の通信期間）を記憶する。スケジュール情報とは、１つ以上の通信装置が信号の送信または受信ができる通信期間を定める情報である。スケジュール情報では、上記通信期間について、通信装置ＳＴＡ１〜５が通信装置ＡＰへ信号を送信する期間か（Ｕｐｌｉｎｋ）、通信装置ＡＰが通信装置ＳＴＡ１〜５へ信号を送信する期間か（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ）、通信装置ＳＴＡ１〜５のそれぞれの間で信号を送信する時間か（ＤｉｒｅｃｔＬｉｎｋ）、が定められても良い。スケジュール情報には、通信期間が、他の端末と競合して信号を送信することができる期間か（競合期間）か、他の端末と競合せずに信号を送信することができる期間（非競合期間）かについて、記載されても良い。

スケジュール情報は、通信装置ＡＰによって定められる。端末制御部３０は、スケジュール部５０が記憶するスケジュール情報を読み出し、通信処理及び動作モードの制御を行う。スケジューリングは、通信装置ＡＰによって行われる。通信装置ＳＴＡ１〜ＳＴＡ５は、通信装置ＡＰから通信期間（スケジュール情報）の通知を受ける。

アプリケーション部６０は、アプリケーション層関連の処理を行う。省電力モードのときにアプリケーション部６０で送信データが発生した場合、アプリケーション部６０からの通知をトリガに、端末制御部３０は起動し、省電力モードから通信モードへ移行する。

図２は、スケジュール情報と通信装置ＳＴＡ１、ＳＴＡ２の消費電力の時間変化を模式的に示す図である。通信期間ＳＰｎ（ｎは１〜５の整数）は、通信装置ＳＴＡｎに割り当てられた通信期間である。再送期間１〜４、競合期間は、すべての通信装置ＳＴＡ１〜５が使用できる。再送期間１〜４では、各通信装置は、自局に割り当てられた通信期間ＳＰｎにおける通信が完了しない場合に、再送を行う。競合期間では、各通信装置がフレームの再送を行ってもよく、新たなフレームの送信を行っても良い。再送期間１〜４、競合期間では、各通信装置は既定のアクセス制御方式に従い送信権を獲得してからフレームの送信を開始する。競合期間では、各通信装置はＣＳＭＡ／ＣＡによって送信権を獲得する。スケジュール情報は、通信装置ＡＰから送信される報知信号、またはその後のスケジュール通知期間に送信されるスケジュール信号に記載される。

通信装置ＳＴＡ１、ＳＴＡ２の消費電力が高い期間は通信モードである。通信装置ＳＴＡ１、ＳＴＡ２の消費電力が低い期間は省電力モードである。通信モードのとき、送信処理中、受信処理中、待ち受け中のそれぞれで電力消費量は若干異なるが、図２では、細かな消費電力の差異を省略している。

図２の例では、通信装置ＳＴＡ１は、報知信号の受信期間、それに続くスケジュール通知期間、自局に割り当てられた通信期間ＳＰ１、および全通信装置が通信可能な競合期間を通信モードとし、それ以外の期間を省電力モードとする。図２の例では、通信装置ＳＴＡ２は、報知信号の受信期間、それに続くスケジュール通知期間、自局に割り当てられた通信期間ＳＰ２、再送期間２、３、４、および全通信装置が通信可能な競合期間を通信モードとし、それ以外の期間を省電力モードとする。通信装置ＳＴＡ１、２が、再送期間１〜４を通信モードとするか否かは、通信期間ＳＰ１、ＳＰ２の通信結果に応じて定められる。

図３は、通信装置ＳＴＡ１、ＳＴＡ２の動作を示すフローチャート図である。まず、通信装置ＳＴＡ１〜ＳＴＡ５は、最初に起動した後、通信装置ＡＰと認証処理やＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ処理といった接続設定を行う。接続設定後、通信装置ＳＴＡ１は、通信装置ＡＰからの報知信号を待ちうけ、受信する。通信装置ＳＴＡ１は、報知信号に記載された情報によって同期処理等を行う。

次に、通信装置ＳＴＡ１は、通信装置ＡＰから、スケジュール情報を受信する（ステップＳ１０１）。通信装置ＳＴＡ１は、スケジュール通知期間に、通信装置ＡＰから、スケジュール信号（スケジュール情報）を受信する。通信装置ＳＴＡ１がスケジュール通知期間に受信するスケジュール信号は、複数のフレームであっても良い。通信装置ＳＴＡ１は、スケジュール信号を受信せずに、スケジュール情報が記載された報知信号を受信しても良い。通信装置ＳＴＡ１のスケジュール部５０は、スケジュール情報を記憶する。各通信装置ＳＴＡ１〜ＳＴＡ５への通信期間の割り当て結果（スケジュール情報）は、通信装置ＡＰによって生成される。通信装置ＡＰがスケジューリングするに当たって必要な情報、例えば、通信装置ＳＴＡ１のアプリケーションに必要な帯域情報やデータ通信量、遅延許容時間などは、事前に通信装置ＡＰへ通知されても良い。

次に、通信装置ＳＴＡ１の端末制御部３０は、自局の通信期間ＳＰ１の開始時刻よりも所定期間前まで省電力モードとなる（ステップＳ１０２）。通信装置ＳＴＡ１が省電力モードとなると、タイマ部４０は、通信期間ＳＰ１の開始時刻よりも所定期間前までの期間をカウントする。タイマ部４０は、通信期間ＳＰ１の開始時刻よりも、通信の準備に要する期間（準備期間）だけ短い期間をカウントしても良い。タイマ部４０は、カウントが終了すると、端末制御部３０を起動させる。端末制御部３０は、起動した後、通信モードへ移行する。端末制御部３０は、スケジュール部５０からスケジュール情報を読み出す。端末制御部３０は、通信期間ＳＰ１にフレームの送受信を行うため、通信部２０を起動する。端末制御部３０は、通信期間ＳＰ１にフレームの送信を行う際に、アプリケーション部６０を起動させても良い。

次に、通信装置ＳＴＡ１は、通信期間ＳＰ１に、フレームを送信または受信する。そして、通信装置ＳＴＡ１は、通信期間ＳＰ１にフレームの通信が完了したかを判定する（ステップＳ１０３）。

通信装置ＡＰからフレームを受信する場合、通信装置ＳＴＡ１の端末制御部３０は、フレームの受信結果から再送処理を行うか否かを判定する。端末制御部３０は、再送が発生した場合に通信が完了したと判定する。端末制御部３０は、再送が発生した場合に通信が完了していないと判定する。

通信装置ＡＰへフレームを送信する場合、通信装置ＳＴＡ１の端末制御部３０は、通信装置ＡＰからの送達確認フレームから再送処理を行うか否かを判定する。端末制御部３０は、再送処理が行われたか否か、アプリケーション部６０に蓄積された送信データの量に応じて、通信が完了したか否かを判定する。

ここで、通信装置ＳＴＡ１は、通信期間ＳＰ１にフレームの通信が完了したものとする（ステップＳ１０３の“はい”）。通信装置ＳＴＡ１は、通信期間ＳＰ１にフレームの通信が完了したため、再送期間１、２、３、４も省電力モードとなる。通信装置ＳＴＡ１は、新たなフレームを送信できる競合期間に、通信モードとなる。これ以降、通信装置ＳＴＡ１は、自局が通信する通信期間に通信モードとなり、自局が通信する通信期間以外に低消費モードとなることを繰り返す。自局が通信する通信期間とは、例えば、競合期間や、報知信号の通信期間、スケジュール通知期間、自局に割り当てられる通信期間、通信期間にフレームの通信が完了しなかった場合の再送期間などである。

このように、通信装置ＳＴＡ１は、自局に割り当てられた通信期間ＳＰ１に通信を行うとともに、再送処理が不要な場合は再送期間を起動せず省電力モードとなることで、消費電力を低減することができる。

次に、図２、図３を用いて、通信装置ＳＴＡ２の動作を説明する。ステップＳ１０１、Ｓ１０２については同様である。ここで、通信装置ＳＴＡ２の端末制御部３０が、通信期間ＳＰ２にフレームの通信が完了しなかったと判定したものとする（ステップＳ１０３の“いいえ”）。

次に、通信装置ＳＴＡ２の端末制御部３０は、報知信号やスケジュール信号によって次に自局に割り当てられる通信期間ＳＰ２や競合期間よりも前に、再送期間を用いて再送処理を行うか否かを判定する（ステップＳ１０４）。通信装置ＳＴＡ２の端末制御部３０は、通信期間ＳＰ２にフレームの通信が完了しなかった場合に、再送期間を用いた再送処理を行うと判定してもよい。端末制御部３０は、通信期間ＳＰ２にフレームの通信が完了しなかった場合であって、そのフレームの遅延許容時間の残り時間が閾値以下の場合に、再送期間を用いた再送処理を行うと判定してもよい。この閾値は、次の通信期間ＳＰ２の開始時刻あるいは終了時刻までの期間であってもよい。ここで、通信装置ＳＴＡ２は、再送期間を用いて再送処理を行うと判定したものとする（ステップＳ１０４の“はい”）。

次に、通信装置ＳＴＡ２の端末制御部３０は、再送期間２の開始時刻より所定期間前まで省電力モードとなる（ステップＳ１０５）。タイマ部４０によるカウントが終了すると、端末制御部３０は通信モードへ移行する。そして、通信装置ＳＴＡ２は、通信装置ＡＰからのポーリング信号を受信するか、ＣＳＭＡ／ＣＡによって送信権を獲得した上で、再送期間２を用いて、再送処理を行う。

図２の例では、通信装置ＳＴＡ２は、再送期間２〜４、競合期間を用いても、再送が完了しない（ステップ１０６の“いいえ”）。そのため、通信装置ＳＴＡ２は、再送期間２〜５、競合期間に通信モードとなる。これ以降、通信装置ＳＴＡ２は、自局が通信する通信期間に通信モードとなり、自局が通信する通信期間以外に低消費モードとなることを繰り返す。

通信装置ＳＴＡ２の端末制御部３０は、再送期間２〜５のそれぞれが終了し、再送が完了しなかったと判定される（Ｓ１０６の“いいえ”）たびに、次の再送期間を用いて再送処理を試みるか否かを判定しても良い。端末制御部３０は、通信期間ＳＰ２の終了時刻から経過した時間が遅延許容時間を超過していない場合に、再送期間を用いた再送処理を行うと判定してもよい。

このように、通信装置ＳＴＡ２は、無線の伝搬環境の劣化やアプリケーションのデータ送信要求の発生状況等によって再送処理が発生し、通信装置ＡＰによって予め割り当てられた通信期間ＳＰ２にフレームの送信が完了しない場合であっても、消費電力を低減させながら、適時な再送処理を行うことができる。

（変形例１）
第１の実施形態に係る通信装置ＳＴＡ１〜５、ＡＰは、一時的に通信を行わない期間が発生したときに接続を維持するため、報知信号及びマネジメントフレーム（管理信号）を通信することができる。通信装置ＳＴＡ１〜５、ＡＰは、通信相手と、認証処理等の接続処理を行った上で通信する。その後、通信を一時的に行わない場合、通信装置ＳＴＡ１〜５、ＡＰは、通信相手との接続状況を維持するために、既定の間隔を置いて、報知信号による同期処理と管理信号による接続維持の確認を行う。通信装置ＳＴＡ１〜５は、報知信号及び管理信号を通信するときに通信モードとなり、それ以内の期間は省電力モードとなる。

図４は、スケジュール情報と通信装置ＳＴＡ１の消費電力の時間変化を模式的に示す図である。図４は、正常時（報知信号、管理信号ともに受信に成功した場合）、エラー発生時（報知信号、管理信号の受信に失敗した場合）、クロックずれ時（端末が想定するタイミングに報知信号の受信ができなかった場合）における通信装置ＳＴＡ１の消費電力を示す。

第１の実施形態と相異し、報知信号の通信期間の後には、スケジュール通知期間ではなく、マネジメント通信期間が設定される。マネジメント通信期間は、通信装置ＳＴＡ１〜５、ＡＰが、管理信号を通信するための期間である。再送期間は、通信装置ＳＴＡ１〜５、ＡＰが、管理信号を再送するための期間である。待受期間は、通信装置ＳＴＡ１〜５が、報知信号の受信に失敗したときに、次の報知信号の受信を行うために待ち受けを行う期間である。

図５は、通信装置ＳＴＡ１の動作を示すフローチャートである。通信装置ＳＴＡ１は、報知信号を受信することでクロックの同期処理を行い、管理信号を交換することで接続の維持を行う。

（正常時）通信装置ＡＰからの報知信号の受信に成功した場合（ステップＳ２０１の“はい”）であって、かつ、管理信号の受信に成功した場合（ステップＳ２０２の“はい”）、通信装置ＳＴＡ１と通信相手の接続状態は維持される（ステップＳ２０３）。通信装置ＳＴＡ１の端末制御部３０は、図５の“正常時”に示すように、報知信号の受信期間及びマネジメント通信期間に通信モードとなり、それ以外の期間に省電力モードとなる。

（管理信号エラー時）通信装置ＡＰからの報知信号の受信に成功した場合（ステップＳ２０１の“はい”）であって、かつ、管理信号の受信に失敗した場合（ステップＳ２０２の“いいえ”）、通信装置ＳＴＡ１は、マネジメント通信期間のあとに設定された再送期間に、管理信号の受信を試みる（ステップＳ２０４）。再送期間に管理信号の受信に成功した場合（ステップＳ２０４の“はい”）、通信装置ＳＴＡ１と通信相手の接続状態は維持される（ステップＳ２０３）。一方で、再送期間に管理信号の受信に失敗した場合（ステップＳ２０４の“いいえ”）、通信装置ＳＴＡ１と通信相手の接続状態は切断される（ステップＳ２０５）。マネジメント通信期間及び再送期間における管理信号の受信失敗が複数回連続した（あるいは一定期間連続した）場合に、通信装置ＳＴＡ１と通信相手の接続状態が切断されることとしても良い。通信装置ＳＴＡ１の端末制御部３０は、報知信号の受信期間、マネジメント通信期間、及び再送期間に通信モードとなり、それ以外の期間に省電力モードとなる。

（報知信号エラー時）通信装置ＡＰからの報知信号の受信に失敗した場合（ステップＳ２０１の“いいえ”）、通信装置ＳＴＡ１は、次の報知信号の通信期間の前に設定された待受期間から通信モードとなって待ち受け、次の報知信号の受信を試みる（ステップＳ２０６）。待受期間等に報知信号及び管理信号の受信に成功した場合（ステップＳ２０６の“はい”）、通信装置ＳＴＡ１と通信相手の接続状態は維持される（ステップＳ２０３）。一方で、待受期間等に報知信号を受信できなかった場合（ステップＳ２０６の“いいえ”）、通信装置ＳＴＡ１と通信相手の接続状態は切断される（ステップＳ２０７）。待受期間及び報知信号の通信期間における報知信号の受信失敗が複数回連続した（あるいは一定期間連続した）場合に、通信装置ＳＴＡ１と通信相手の接続状態は切断されることとしても良い。このとき、通信装置ＳＴＡ１は、通信相手と通信不能な状態であるとして、認証情報やアソシエーション情報などの接続情報を破棄する。通信装置ＳＴＡ１の端末制御部３０は、図５の“報知信号エラー時”に示すように、報知信号の受信期間、マネジメント通信期間、報知信号の受信に失敗した後の待受期間に通信モードとなり、それ以外の期間に省電力モードとなる。なお、図５の“報知信号エラー時”では、通信装置ＳＴＡ１が管理信号の受信に失敗したものとして、再送期間も通信モードとなる例を示す。

（クロックずれ時）報知信号は通信装置ＡＰによって既定の間隔を置いて送信されるものの、通信装置ＳＴＡ１〜５と通信装置ＡＰとで経過期間の計測結果にずれが生じることがある。通信装置ＳＴＡ１が報知信号の通信期間と想定するタイミングは、図５の“端末の想定”において破線で囲まれた報知信号で示される。通信装置ＡＰが報知信号を実際に送信したタイミングは、図５の実線で囲まれた報知信号で示される。１つ目の報知信号の通信期間では、通信装置ＳＴＡ１とＡＰとの間で双方のクロックが合致しており、通信装置ＳＴＡ１は、報知信号の受信に成功する。２つ目の報知信号の通信期間では、通信装置ＳＴＡ１が想定する報知信号の通信期間が、実際の報知信号の通信期間よりも大幅に遅い。そのため、通信装置ＡＰによって報知信号が送信される期間、通信装置ＳＴＡ１は、省電力モードであるため、報知信号の受信に失敗する（ステップＳ２０１の“いいえ”）。次に、通信装置ＳＴＡ１は、（報知信号エラー時）と同様に、次の報知信号の通信期間の前に設定された待受期間から通信モードとなって待ち受け、次の報知信号の受信を試みる（ステップＳ２０６）。

このようにすることで、たとえ通信装置ＳＴＡ１と通信装置ＡＰとの間でクロックにずれが発生したとしても、図５の３つ目の報知信号の通信期間では通信装置ＳＴＡ１は信号を待ち受ける状態にあるため、消費電力を低減させながら、正常に報知信号を受信できクロックの同期処理を行うことができる。

（変形例２）
第１の実施形態に係る通信装置ＳＴＡ１〜５は、自局に割り当てられた期間ＳＰ１〜５に通信が完了しなかった場合、再送期間１〜４のうち選択した再送期間のみを再送に使用することとすることができる。

図６は、スケジュール情報と通信装置ＳＴＡ１〜５の消費電力の時間変化を模式的に示す図である。図６に示すスケジュール情報は、第１の実施形態に係るスケジュール情報（図２）と同様である。

スケジュール情報を受信した後（図３のステップ１０１）、通信装置ＳＴＡ１〜５の端末制御部３０は、再送期間１〜５のうち、フレームの再送に使用する再送期間の候補を選択する。通信装置ＳＴＡ１〜５の端末制御部３０は、自局に割り当てられた通信期間ＳＰ１〜５のあと最先に設定された再送期間を、フレームの再送に使用する再送期間の候補として選択する。通信装置ＳＴＡ１〜５の端末制御部３０は、競合期間の直後に設定された再送期間を、フレームの再送に使用する再送期間の候補として選択する。通信装置ＳＴＡ１〜５の端末制御部３０は、競合期間を、フレームの再送に使用する再送期間の候補として選択する。

再送期間１は、通信装置ＳＴＡ１が通信期間ＳＰ１に通信が完了しなかった場合、通信装置ＳＴＡ１によって、ポーリング方式によるアクセス制御の下、フレームの再送に使用される。再送期間１では、通信装置ＳＴＡ２〜４は省電力モードである。

再送期間２は、通信装置ＳＴＡ２、３が通信期間ＳＰ２、３に通信が完了しなかった場合、通信装置ＳＴＡ２、３によって、ポーリング方式によるアクセス制御の下、フレームの再送に使用される。再送期間２では、通信装置ＳＴＡ１、４、５は省電力モードである。

再送期間３は、通信装置ＳＴＡ４、５が通信期間ＳＰ４、５に通信が完了しなかった場合、通信装置ＳＴＡ４、５によって、ポーリング方式によるアクセス制御の下、フレームの再送に使用される。（図６では、通信装置ＳＴＡ４は通信期間ＳＰ４に通信が完了した例を示す。）再送期間３では、通信装置ＳＴＡ１〜４は省電力モードである。

競合期間は、自局に割り当てられた通信期間及びその再送期間を使用したにも関わらず、通信が完了しなかった通信装置（図６の例では、ＳＴＡ１、２、５）によって、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式によるアクセス制御の下、フレームの再送に使用される。競合期間では、通信装置ＳＴＡ３、４は省電力モードである。

再送期間４は、競合期間の直後に設定された再送期間である。再送期間４は、自局に割り当てられた通信期間、その再送期間、及び競合期間に通信が完了しなかった通信装置（図６の例では、ＳＴＡ１、２、５）によって、ポーリング方式によるアクセス制御の下、フレームの再送に使用される。再送期間４では、通信装置ＳＴＡ３、４は省電力モードである。

再送期間５は、次の報知信号が送信された後、次のスケジュール情報で各通信端末へ割り当てられる通信期間が設定される前に、設定される再送期間である。再送期間５は、自局に割り当てられた通信期間、その再送期間、及び競合期間に通信が完了しなかった通信装置（図６の例では、ＳＴＡ１、５）によって、ポーリング方式によるアクセス制御の下、フレームの再送に使用される。再送期間５では、通信装置ＳＴＡ２〜４は省電力モードである。

このように、通信装置ＳＴＡ１〜５の端末制御部３０は、スケジュール情報で設定された複数の再送期間１〜５のうち、フレームの再送に使用する再送期間を選択してその再送期間のみ動作モードとなり、それ以外の再送期間に省電力モードとなる。このため、無線の伝搬環境の劣化やアプリケーションのデータ送信要求の発生状況等によって再送処理が発生し、通信装置ＡＰによって予め割り当てられた通信期間ＳＰ１〜５にフレームの送信が完了しない場合であっても、消費電力を低減させながら、適時な再送処理を行うことができる。フレームの再送が完了しない限り、スケジュール情報で設定された再送期間１〜５すべてを起動して通信モードとなる必要が無くなり、電力消費量を削減する事ができる。

スケジュール情報で設定された再送期間でも再送処理が完了しない場合、競合期間に起動して再送処理を行うと共に、その後の再送期間４と再送期間５に起動して再送処理を行うことができる。このようにすることで、該当データの遅延期間の許容量をオーバーするまで再送処理を行い続ける事ができる。

通信装置ＳＴＡ１〜５の端末制御部３０が自局に割り当てられた通信期間ＳＰ１〜５の後、最先に設定される再送期間を、フレームの再送に使用する再送期間を選択してその再送期間のみ動作モードとなり、それ以外の再送期間に省電力モードとなることで、遅延の発生を抑制するとともにスループットを向上しながら、消費電力を低減できる。

通信装置ＳＴＡ１〜５の端末制御部３０が自局に割り当てられた通信期間ＳＰ１〜５の後、最先に設定される再送期間でも、フレームの再送処理が完了しなかった場合に、更に競合期間と競合期間の直後に設定される再送期間を、フレームの再送に使用する再送期間を選択して動作モードとなり、再送処理が完了している場合には競合期間と競合期間の直後に設定される再送期間に省電力モードとなることで、再送処理の発生状況に応じて動作させ、消費電力を低減することができる。

＜変形例３＞
以上の実施形態では、通信装置ＳＴＡ１〜５、ＡＰは、無指向性（オムニ）の電波を使用して通信するものとした。しかし、通信装置ＳＴＡ１〜５、ＡＰは、指向性の電波を使用して通信することができる。

図７は、第１の実施形態の変形例３に係る無線システムを示す図である。通信装置ＡＰの無線の通信範囲は、ＳＴＡ１〜５を含む。通信装置ＡＰの無線の通信範囲は、４つのセクタ１〜４に分割される。通信装置ＡＰはセクタ１を用いて通信装置ＳＴＡ１と通信する。通信装置ＡＰはセクタ２を用いて通信装置ＳＴＡ２、３と通信する。通信装置ＡＰはセクタ４を用いて通信装置ＳＴＡ４、５と通信する。通信装置ＳＴＡ１〜５は、認証・接続処理の際、通信装置ＡＰの指向性のうち自局向きの指向性（例えば、セクタ番号）を把握する。但し、各セクタは、図７に示すように物理的な方向として明確に分かれている必要はなく、指向性の方向が近しい通信装置をまとめて１つのセクタとして管理してもよい。

各通信装置ＳＴＡ１〜５に割り当てられる通信期間ＳＰ１〜５、通信装置ＡＰの指向性は、通信期間が割り当てられた通信装置の方向へ設定される。再送期間１〜４及び競合期間、通信装置ＡＰの指向性は、その期間を使用して通信を行う通信装置の方向へ設定される必要がある。

通信装置ＳＴＡ１〜５は、スケジュール情報を受信（図２のステップＳ１０１）したとき、いずれの再送期間１〜４及び競合期間で、通信装置ＡＰの指向性が自局の方向となるかに応じて、使用する再送期間を選択する。

通信装置ＳＴＡ１〜５が、変形例２で示す方法によって、フレームの再送を行う再送期間を選択する例で、以下、通信装置ＡＰのスケジューリング方法を説明する。通信装置ＡＰは、同一の指向性を用いて通信する１つ以上の通信装置を、１つのグループと設定する。通信装置ＡＰは、通信装置ＳＴＡ１をグループ１（指向性：セクタ１）とする。通信装置ＡＰは、通信装置ＳＴＡ２、３をグループ２（指向性：セクタ２）とする。通信装置ＡＰは、通信装置ＳＴＡ４、５をグループ３（指向性：セクタ４）とする。

通信装置ＡＰの端末制御部３０は、あるグループに属する通信装置に割り当てられる通信期間を設定した後、そのグループに属する通信装置の再送期間を設定することで、スケジューリングを行う。例えば、グループ１に属する通信装置ＳＴＡ１に割り当てられる通信期間ＳＰ１を設定した後、そのグループ１に属する通信装置ＳＴＡ１の再送期間１を設定する。その次に、グループ２に属する通信装置ＳＴＡ２、３に割り当てられる通信期間ＳＰ２、３を設定した後、そのグループ２に属する通信装置ＳＴＡ２、３の再送期間２を設定する。その次に、グループ３に属する通信装置ＳＴＡ４、５に割り当てられる通信期間ＳＰ４、５を設定した後、そのグループ３に属する通信装置ＳＴＡ４、５の再送期間３を設定する。すべてのグループについて通信期間と再送期間を設定した後、すべての通信装置が使用可能な競合期間及び再送期間４を設定する。このようにすることで、通信装置ＡＰの端末制御部３０は、通信期間、再送期間、および競合期間（図２、図６と同様）のスケジューリングを行うことできる。

そして、通信装置ＡＰは、各再送期間、競合期間における指向性の方向を決定する。再送期間１は、グループ１に属する通信装置ＳＴＡ１によって使用される可能性があるため、通信装置ＡＰは、再送期間１において指向性の方向をセクタ１とする。再送期間２は、グループ２に属する通信装置ＳＴＡ２、３によって使用される可能性があるため、通信装置ＡＰは、再送期間２において指向性の方向をセクタ２とする。再送期間３は、グループ３に属する通信装置ＳＴＡ４、５によって使用される可能性があるため、通信装置ＡＰは、再送期間３、指向性の方向をセクタ４とする。競合期間及び再送期間４は、すべての通信装置ＳＴＡ１〜５によって使用される可能性があるため、通信装置ＡＰは、再送期間４及び競合期間における指向性の方向を全方向（セクタ１〜４）とする。このようにして、通信装置ＡＰの端末制御部３０は、スケジューリングを行う。

次に、各通信装置ＳＴＡ１〜５の動作を説明する。通信装置ＳＴＡ１〜５は、上記のスケジューリング情報を受信する。

通信装置ＳＴＡ１〜５は、自局に割り当てられた通信期間ＳＰ１〜５に通信が完了しない場合、通信期間ＳＰ１〜５のあとで最先の再送期間を、フレームの再送に使用する再送期間として選択しても良い。

通信装置ＳＴＡ１〜５は、再送期間の前（直前）の期間における通信装置ＡＰの指向性が自局の方向である場合に、その再送期間をフレームの再送に使用する再送期間として選択してもよい。例えば、通信装置ＳＴＡ２は、再送期間２の前（直前）の通信期間ＳＰ３における通信装置ＡＰの指向性が自局の方向であるので、再送期間２をフレームの再送に使用すると選択する。

スケジュール情報には、第１の実施形態で説明した情報に加え、少なくとも再送期間１〜４及び競合期間のそれぞれにおける通信装置ＡＰの指向性についての情報が記載されても良い。このとき、通信装置ＳＴＡ１〜５は、再送期間１〜４及び競合期間のうち、通信装置ＡＰの指向性が自局の方向である期間を、フレームの再送に使用すると選択してもよい。

このように、通信装置ＳＴＡ１〜５の端末制御部３０は、スケジュール情報で設定された複数の再送期間１〜５のうち、通信装置ＡＰの指向性に応じて、フレームの再送に使用する再送期間を選択してその再送期間のみ動作モードとなり、それ以外の再送期間に省電力モードとなる。このため、無線の伝搬環境の劣化やアプリケーションのデータ送信要求の発生状況等によって再送処理が発生し、通信装置ＡＰによって予め割り当てられた通信期間ＳＰ１〜５にフレームの送信が完了しない場合であっても、消費電力を低減させながら、適時な再送処理を行うことができる。

再送期間の前（直前）の通信期間における通信装置ＡＰの指向性が自局の方向である再送期間を、フレームの再送に使用する再送期間として選択することで、再送期間の指向性情報が無くても、通信装置ＡＰが通信可能な状態の時に、適時な再送処理を行うことができる。

再送期間１〜４及び競合期間のうち、通信装置ＡＰの指向性が自局の方向である期間を、フレームの再送に使用すると選択することで、通信装置ＡＰの指向性が自局の方向を向いていない再送期間、省電力モードとなることができ、スループットを損なうことなく消費電力を低減できる。

（その他の実施形態）
本発明の実施形態は上記の実施形態に限られず拡張、変更可能であり、拡張、変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３、ＳＴＡ４、ＳＴＡ５、ＡＰ：通信装置、１０：アンテナ、２０：通信部、３０：端末制御部、４０：タイマ部、５０：スケジュール部、６０：アプリケーション部

Claims

信号を待ち受けるときの消費電力よりも、信号を待ち受けないときの消費電力が小さい通信装置であって、
単一の通信装置に送信権が割り当てられた複数の単一送信権割当期間と、あるグループに属する通信装置が送信可能な複数の再送期間と、競合期間とが記載された割当信号を受信する受信部と、
前記複数の単一送信権割当期間のうち前記通信装置に割り当てられた第１の単一送信権割当期間に送信信号を送信する送信部と、
信号を待ち受けない期間、前記受信部への電力供給の少なくとも一部を遮断する遮断部とを備え、
前記割当信号は、第２通信装置によって送信され、
前記第１の単一送信権割当期間内に前記送信信号の送信が完了する場合、前記遮断部は、前記再送期間に前記受信部への電力供給の少なくとも一部を遮断し、
前記第１の単一送信権割当期間内に前記送信信号の送信が完了しない場合であって、第１の再送期間の前に設定された通信期間に、前記第２通信装置が通信に用いる電波の指向性が前記通信装置の方向を含む場合に、前記送信部は、前記第１の再送期間に前記送信信号を送信し、
前記第１の再送期間の前に設定された通信期間に、前記第２通信装置が通信に用いる電波の指向性が前記通信装置の方向を含まない場合に、前記遮断部は、前記第２期間に前記受信部への電力供給の少なくとも一部を遮断し、
前記第１の再送期間の前に設定された通信期間が前記競合期間である場合、前記第２通信装置が通信に用いる電波の指向性が前記通信装置の方向を含むと判断することを特徴とする通信装置。
予め定められた期間を置いて送信される報知信号の受信に前記受信部が失敗した場合、前記報知信号が次に送信される時刻よりも前の第１期間、前記遮断部は前記受信部への電力供給を遮断せず、前記受信部は前記報知信号を待ち受けることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
前記割当信号の通信を行う第２期間内に、前記割当信号の受信に失敗した場合、前記第２期間のあとの第３期間、前記遮断部は前記受信部への電力供給を遮断せず、前記受信部は前記割当信号を待ち受けることを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
前記第１の再送期間に、前記第２通信装置が通信に用いる電波の指向性が前記通信装置の方向を含む場合に、前記送信部は、前記第１の再送期間に前記送信信号を送信し、
前記第１の再送期間に、前記第２通信装置が通信に用いる電波の指向性が前記通信装置の方向を含まない場合に、前記遮断部は、前記第１の再送期間に前記受信部への電力供給の少なくとも一部を遮断することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。