CN106063306B - 无线通信系统和无线通信装置 - Google Patents

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Abstract

目的在于得到能够在短时间进行其他的无线通信装置的搜索的无线通信系统，其具有包含主动扫描终端和被动扫描终端在内的多个无线通信装置，所述主动扫描终端在从1个频率信道发送探测请求帧之后，不等待来自其他的无线通信装置的响应帧而连续地从其他的频率信道发送探测请求帧，然后，从作为等待信道的响应信道发送探测请求帧而等待来自所述被动扫描终端的响应，在所述探测请求帧中叠加直到响应为止的偏移时间的信息和响应信道的信息，在接收所述探测请求帧后，所述被动扫描终端在经过了直到响应为止的偏移时间之后，从所述响应信道的信息所指定的频率信道发送响应帧。

Description

无线通信系统和无线通信装置
技术领域
本发明涉及无线通信系统和无线通信装置。
背景技术
近年来，在车载设备中搭载利用无线LAN(Local Area Network：局域网)的无线通信装置，另一方面，随着智能手机和平板终端广泛普及，大量的行人持有无线通信装置。因此，研究出通过利用车载设备的无线通信装置与行人的无线通信装置之间的无线通信(人车间或者路车间通信)而进行危险预测。在无线通信装置间的无线通信中，通过探测、即探索能够利用的频率信道来搜索通信对方的终端，如果能够通信则开始通信。
以往，在搜索无线LAN中的IEEE(the Institute of Electrical andElectronics Engineers：工程师协会，Inc.)802.11a/b/g/n/ac的基础结构模式的通信对方的手段中，存在主动扫描(Active Scanning)和被动扫描(Passive Scanning)。
在主动扫描中，无线通信装置一接收到“Scan Type”是主动扫描(Active Scan)的“MLME-SCAN.Request”原语就开始主动扫描。
另外，“MLME-SCAN.request”原语是在无线通信装置探索通信对方时SME(StationManagement Entity：站台管理实体)生成、并通知给MLME(MAC subLayer ManagementEntity：MAC子层管理实体)的原语、即命令。
在主动扫描中，无线通信装置等待直到在某频率信道中经过作为一定时间的探测延迟(Probe Delay)时间、或者接收到从接入点发送的信标(Beacon)帧。在不接收信标帧而经过作为一定时间的探测延迟时间的情况下，无线通信装置开始进行用于搜索通信对方的探测请求(Probe Request)帧的广播。在探测请求的发送开始后，无线通信装置启动探测定时器(Probe Timer)，在作为启动后的一定期间的“MinChannelTime：最小信道时间”内，判断“PHY-CCA.indication(Busy)”是否从物理层传递给MAC(Medium Access Control：媒体接入控制)层。
另外，“PHY-CCA.indication(Busy)”是从物理层向MAC层通知频率信道处于被其他的无线通信装置使用的状态的原语、即命令。
当在“MinChannelTime”内未从物理层向MAC层通知“PHY-CCA.indication(Busy)”的情况下，无线通信装置开始下一频率信道的扫描。
另一方面，当在“MinChannelTime”内从物理层通知了“PHY-CCA.indication(Busy)”的情况下，在从探测定时器的启动经过了“MaxChannelTime”之后，进行接收到的所有探测响应(Probe Response)的处理，然后，开始在下一频率信道中扫描。
另外，“MinChannelTime”是在扫描时各频率信道所花费的最小时间，“MaxChannelTime”是在扫描时各频率信道所花费的最大时间，“MaxChannelTime”被定义为“MinChannelTime”以上的值。在由“ChannelList”指定的各频率信道中进行上述的动作。
这里，将探索通信对方的无线通信装置设为终端STA1，将通信对方的无线通信装置设为终端AP1。探索通信对方的终端STA1在决定扫描的频率信道之后，开始进行探测请求帧的广播。
接收到探测请求帧的终端AP1在DIFS(DCF(Distributed CoordinationFunction)InterFrame Space)时间经过后将探测响应帧发送给终端STA1。接收到探测响应帧的终端STA1在SIFS(Short Inter Frame Space)时间经过后，发送ACK(acknowledgment)帧。终端STA1在从探测请求的发送开始经过“MaxChannelTime”之后，开始进行接收到的所有的探测响应的处理。并且，通过设定“ScanType”，开始进行主动扫描或者被动扫描。并且，根据探测延迟时间设定直到发送探测请求为止的时间。并且，根据“MinChannelTime”和“MaxChannelTime”，将“MinChannelTime”的值和“MaxChannelTime”的值也设定为固定值。
关于扫描的频率信道，通过“ChannelList”设定终端的可利用的物理频率列表。无线通信装置的物理层在接收到探测响应帧时，向MAC层通知“PHY-CCA.indication(Busy)”。存在“PHY-CCA.indication(Busy)”是指从其他的无线通信装置接收到探测响应帧，存在当前使用该频率信道的其他无线通信装置，可能能够与该无线通信装置进行通信。不存在“PHY-CCA.indication(Busy)”是指不存在其他的无线通信装置。
在上述内容中，如果存在“PHY-CCA.indication(Busy)”，则假设该频率信道中存在通信对方的候选，如果不存在“PHY-CCA.indication(Busy)”，则假设在该频率信道中不存在通信对方的候选。
在被动扫描中，无线通信装置一接收到“ScanType”是被动扫描的“MLME-SCAN.request”原语，就开始被动扫描。开始进行被动扫描的无线通信装置从由“ChannelList”指定的各频率信道等待信标帧，在经过“MaxChannelTime”后，在下一信道中等待。
作为一例，在专利文献1中公开如下的技术：在不经由接入点的无线通信装置间的直接通信中，彼此的终端随机设定频率信道的扫描的顺序，并且随机决定扫描频率信道时的扫描开始时刻，“MaxChannelTime”、“MinChannelTime”分别是在不超过“ChannelTime”的最大值、“MinChannelTime”的最大值的范围中随机决定的，通过进行顺序扫描，快速检测彼此的终端。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-209893号公报
非专利文献
非专利文献1：IEEE Computer Society，802.11(TM)-2012-IEEE Standard forInformation technology-Telecommunications and information exchange betweensystems Local and metropolitan area networks—Specific requirements Part11：Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications
发明内容
发明要解决的课题
然而，根据上述以往的技术，在像汽车这样的高速移动的车辆上搭载的无线通信装置与车辆外的无线通信装置进行通信的、应该早期检测出各频率信道的所有无线通信装置的状况下，需要高速且连续地扫描各频率信道。因此，存在无线通信装置的搜索需要较长时间的问题。
在作为一例的非专利文献1的主动扫描中，连续地扫描终端可利用的频率信道。扫描可利用的各频率信道的最小时间为“MinChannelTime”。例如，在利用2.4GHz频带的11个信道、即从Ch1到Ch11时，1次扫描所需的最小时间为“MinChannelTime×11+信道变更时间×11+探测请求发送处理时间”。1次扫描所需的最大时间为“MaxChannelTime×11+信道变更时间×11+探测请求发送处理时间+探测响应接收处理时间”。
在作为一例的专利文献1的终端的检测方法中，在扫描可利用的各频率信道的情况下，例如在利用2.4GHz频带的11个信道、即从Ch1到Ch11时，所需的最小时间为“MinChannelTime×11+信道变更时间×11+探测请求发送处理时间”。另外，“MinChannelTime”为MinChannelTime最大值以下的随机值。并且，所需的最大时间为“MaxChannelTime×11+信道变更时间×11+探测请求发送处理时间+探测响应接收处理时间”。另外，“MaxChannelTime”为MaxChannelTime最大值以下的随机值。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，得到能够与以往相比短时间地搜索其他无线通信装置的无线通信装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述的课题，达成目的，本发明具有包含主动扫描终端和被动扫描终端在内的多个无线通信装置，所述主动扫描终端在从1个频率信道发送探测请求帧之后，不等待来自其他的无线通信装置的响应帧而也连续地从其他的频率信道发送探测请求帧，然后，最后从作为等待信道的响应信道发送探测请求帧，等待来自所述被动扫描终端的响应，在所述探测请求帧中叠加直到响应为止的偏移时间的信息和响应信道的信息，在接收到所述探测请求帧后，所述被动扫描终端在经过直到响应为止的偏移时间后，从所述响应信道信息所指定的频率信道发送探测响应帧。
发明效果
根据本发明，实现如下的效果：能够得到用比以往更短的时间进行其他的无线通信装置的搜索的无线通信装置。
附图说明
图1是示出包含实施方式1的无线通信装置的无线通信系统的结构的一例的图。
图2是示出作为包含实施方式1的无线通信装置的无线通信系统的结构的一例的应用例的图。
图3是示出实施方式1的无线通信装置的结构的一例的图。
图4是说明实施方式1的主动扫描的图。
图5是说明比较例的方式中的主动扫描的图。
图6是示出实施方式1的主动扫描中的频率信道的变更例的图。
图7是示出实施方式1的“VendorSpecificInfo”的帧格式的例子的图。
图8是说明实施方式1的被动扫描的图。
图9是说明比较例的方式中的被动扫描的图。
图10是说明实施方式1的主动扫描的时序图。
图11是说明比较例的方式中的主动扫描的时序图。
图12是示出实施方式2的无线通信装置的结构的一例的图。
图13是示出实施方式3的无线通信装置的结构的一例的图。
图14是示出实施方式3的“VendorSpecificInfo”的帧格式的例子的图。
图15是示出实现实施方式1的硬件结构的一例的图。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的无线通信装置的实施方式详细地进行说明。另外，本发明不限于本实施方式。
实施方式1.
图1是示出包含本发明的无线通信装置的无线通信系统的实施方式1的结构的一例的图。无线通信装置1是设置于汽车的车载设备，是无线LAN基站，作为称为AP的接入点或者Wi-Fi基站进行动作，通过无线链路4与无线通信装置2A、2B通信。无线通信装置2A、2B作为无线LAN终端站即STA终端站进行动作。另外，在图1中，将无线通信装置1设为无线LAN基站，将无线通信装置2A、2B设为无线LAN终端站，但本发明不限于此。并且，无线链路4只要是使用了由2.4GHz频带、5GHz频带或者60GHz频带的无线LAN装置所使用的频带的无线链路即可，可以使用它们中的任意1个频带的信道，也可以使用从它们中选择的多个频带的信道。
图2是示出作为包含本发明的无线通信装置的无线通信系统的实施方式1的结构的一例的应用例的图。在图2所示的无线通信系统中，无线通信装置1固定于汽车5，无线通信装置2A、2B被带入汽车5内，无线通信装置1、2A、2B与车外的无线通信装置3A、3B、3C进行通信。关于固定在汽车5中的无线通信装置1，可以例示汽车的音响本体(Head Unit)、汽车导航设备、汽车音频设备以及后座椅监视器。关于无线通信装置2A、2B，可以例示平板电脑、智能手机、便携游戏设备、音乐播放器以及个人计算机。同样，关于无线通信装置3A、3B、3C，可以例示作为平板终端的平板PC、智能手机、便携游戏设备、作为公众无线LAN基站的热点基站或者中继站以及支持无线LAN的数字标牌。另外，本发明不限于例示的这些结构和动作方式。
图3是示出本实施方式的无线通信装置1的结构的一例的图。图3中示出发送部6、接收部7、MAC层控制部8以及参数控制部9。另外，无线通信装置2A、2B和无线通信装置3A、3B、3C也是相同的结构。
发送部6是进行无线通信的通信电路，具有依据IEEE802.11的发送功能。发送部6进行从MAC层控制部8通知的无线LAN帧的发送，进行基于CSMA/CA的载波侦听的判断。
接收部7是进行无线通信的通信电路，具有依据IEEE802.11的接收功能。接收部7进行无线LAN帧的接收，进行针对目的地为单播的无线LAN帧的ACK帧的发送判断。
MAC层控制部8对进行扫描时的频率信道进行控制，进行基于探测定时器的帧发送的控制，根据从参数控制部9通知的信息而发送无线LAN帧。
参数控制部9决定“MLME-SCAN.request”原语中的各参数，在进行扫描时通知给MAC层控制部8。
图15是示出实现实施方式1的无线通信装置1、2A、2B、3A、3B、3C的硬件结构的一例的图。MAC层控制部8和参数控制部9是通过由处理器21执行存储于存储器22的程序而实现的。接收部7相当于接收器24，发送部6相当于发送器23。处理器21、存储器22、发送器23以及接收器24通过系统总线25进行连接。并且，也可以具有多个处理器21，具有多个存储器22，它们协作地执行图3的框图所示的功能。通过软件或者硬件都可以实现无线通信装置1、2A、2B、3A、3B、3C。
无线通信装置1、无线通信装置2A、2B以及无线通信装置3A、3B、3C被分类成主动扫描终端和被动扫描终端。主动扫描终端进行主动扫描。被动扫描终端不进行主动扫描，而接收从主动扫描终端发送的探测请求帧，利用探测响应帧进行响应。在图2中，无线通信装置1和无线通信装置2A、2B是主动扫描终端，无线通信装置3A、3B、3C是被动扫描终端。
图4是说明本实施方式中的主动扫描的图。在图4中，主动扫描终端首先开始扫描(S101)，初始化为“MinChannelTime”≈0(S102)，判定Ch1是否为响应信道(ResponseChannel)，在不是响应信道的情况下发送探测请求，在是响应信道的情况下不发送探测请求。这样，在Ch1到Ch11中的响应信道内不发送探测请求，在不是响应信道的信道内发送探测请求(从S103到S106)。即，在从1个频率信道发送探测请求帧之后，不等待响应帧而连续地从其他的频率信道发送探测请求帧。然后，转移到作为等待信道的响应信道(S107)，设“MinChannelTime”＝等待时间(S108)，发送探测请求(S109)，启动探测定时器(S110)，判定在“MinChannelTime”中是否通知了“PHY-CCA.indication(Busy)”(S111)，在通知了的情况下、即在S111中分支到“是”的情况下，在“MaxChannelTime”后对探测响应进行处理(S112)，在未通知的情况下、即在S111中分支到“否”的情况下不经过S112而结束扫描(S113)。
图5是说明比较例的方式中的主动扫描的图。在图5中，主动扫描终端首先开始扫描(S201)，进行待机直到经过探测延迟时间或者通知了“PHYRxStart.indication”原语(S202)，发送探测请求(S203)，启动探测定时器(S204)，判定在“MinChannelTime”中是否通知了“PHY-CCA.indication(Busy)”(S205)。在通知的情况下、即在S205中分支到“是”的情况下，在“MaxChannelTime”后对探测响应进行处理(S206)，在未通知的情况下、即在S205中分支到“否”的情况下不经过S206而结束扫描，转移到下一频率信道(S207)，示出了依次重复进行这些步骤的方式。
另外，在本实施方式中，在开始扫描前，决定“MinChannelTime”、“MaxChannelTime”、作为响应偏移时间信息的“ResponseOffSetTime”、作为响应信道信息的“Response Channel”、“FastScanType”。将“ScanType”设为主动扫描、“FastScanType”设为“True”、探测延迟时间设为0。“MinChannelTime”通过比较例的方式设为“MinChannelTime+ResponseOffSetTime”，“MaxChannelTime”通过比较例的方式设为“MaxChannelTime+ResponseOffSetTime”。在“ChannelList”中按照扫描的顺序登记进行扫描的频率列表。并且，通过“MLME-SCAN.request”原语，将这些参数从SME通知给MLME。
首先，无线通信装置的MAC层控制部8一接收到“MLME-SCAN.request”原语，无线通信装置就开始扫描。无线通信装置的MAC层控制部8依次选择“ChannelList”指定的频率信道作为发送信道。并且，利用所决定的频率信道开始进行探测请求帧的广播。无线通信装置的MAC层控制部8在发送探测请求帧之后，立即将使用的信道变更为下一频率信道。或者，作为“MinChannelTime”≈0启动探测定时器。
无线通信装置的MAC层控制部8在利用“ChannelList”指定的各频率信道进行步骤S105的探测请求帧的发送的情况下，如图6所示，推迟发送由响应信道指定的频率信道的探测请求帧。图6是示出本实施方式的主动扫描的频率信道的变更例的图。在图6中从2.4GHz频带频率信道Ch1到Ch11被登记于“ChannelList”，响应信道为Ch6。即，MAC层控制部8判定Ch1到Ch11是否为响应信道，在是响应信道的情况下不发送探测请求，在不是响应信道的情况下发送探测请求。
无线通信装置的MAC层控制部8在“ChannelList”指定的各频率信道的探测请求帧的发送结束后，利用由响应信道指定的频率信道进行探测请求帧的发送。在从响应信道指定的频率信道发送探测请求帧时，MAC层控制部8在将“MinChannelTime”设定成由“MLME-SCAN.request”原语通知的“MinChannelTime”的值后，进行发送。
无线通信装置的MAC层控制部8在探测定时器的启动后，判定在“MinChannelTime”内是否将“PHY-CCA.indication(Busy)”从物理层通知给MAC层。
在“MinChannelTime”内未通知“PHY-CCA.indication(Busy)”的情况下，无线通信装置的MAC层控制部8结束响应信道中的探测响应帧的等待，返回S101。未通知“PHY-CCA.indication(Busy)”是指未从其他的无线通信装置接收到探测响应帧，当前使用被“ChannelList”指定的各频率信道的其他无线通信装置不存在。
另一方面，在“MinChannelTime”内通知了“PHY-CCA.indication(Busy)”的情况下，无线通信装置的MAC层控制部8在从探测定时器的启动起经过“MaxChannelTime”之后开始进行接收到的探测响应帧的处理。通知了“PHY-CCA.indication(Busy)”是指从其他的无线通信装置接收到探测响应帧，存在当前使用“ChannelList”指定的各频率信道中的任意频率信道的其他无线通信装置，可能能够与该无线通信装置进行通信。
响应偏移时间由参数控制部9决定。响应偏移时间的值是根据登记在“ChannelList”中的频率信道的数量而决定的。具体而言，比登记于“ChannelList的频率信道数量×(频率信道的变更次数+探测请求的发送处理时间)的值”大。这样，响应的等待时间可以根据发送探测请求帧的频率信道数量来设定，或者也可以根据响应帧的接收数量来设定。
登记于“ChannelList”的频率信道由参数控制部9决定。能够登记于“ChannelList”的频率信道是在无线通信装置所使用的无线LAN的标准中支持的频率信道，并且从在使用无线通信装置的国家中允许使用的频率信道中选择。无线通信装置的MAC层控制部8按照登记于所通知的“ChannelList”的频率信道的顺序进行顺序扫描。例如在2.4GHz频带的频率信道Ch1到Ch11能够使用的情况下，“ChannelList”的登记顺序可以依次指定Ch1到Ch11，也可以随机指定。在作为主动扫描终端的无线通信装置所发送的探测请求帧中包含“VendorSpecificInfo”。
图7示出本实施方式的“VendorSpecificInfo”的帧格式的例子。图7所示的“VendorSpecificInfo”的帧由1字节的“Element ID”(元素ID)、1字节的“Length”(长度)、3字节的“OUI”、1字节的“OUI Type”(OUI类型)、2字节的“Response Offset Time”(响应偏移时间)、1字节的“Response Channel”(响应信道)构成。假设将“OUI”设定成固定值“0x002692”、将“OUIType”设定成固定值“0xFF”。另外，“OUI”和“OUI Type”不限于该值，只要能够与比较例的字段进行区别、且不会对未应用本发明的无线LAN装置带来影响、实现相同的效果即可。作为一例，也可以使用现有的探测请求帧的Reserved字段来通知相同的内容。
图8是说明本实施方式中的被动扫描的图。被动扫描终端开始扫描(S301)，判定在Ch1中是否通知了“PHY-CCA.indication(Busy)”(S303)，在通知了的情况下、即在S303中分支到“是”的情况下对探测请求进行处理(S304)，等待偏移时间(S305)，将信道变更成响应信道(S306)，发送探测响应(S307)。在未通知的情况下、即在S303中分支到“否”的情况下转移到下一信道。在Ch1到Ch11中进行这些步骤(S302到S308)，结束扫描(S309)。
图9是说明比较例的方式中的被动扫描的图。示出如下的方式：被动扫描终端开始扫描(S401)，启动探测定时器(S402)，判定在“MinChannelTime”中是否通知了“PHY-CCA.indication(Busy)”(S403)，在通知了的情况下，在经过“MaxChannelTime”后，处理信标帧(S404)，在未通知的情况下结束扫描而转移到下一频率信道(S405)，依次重复这些步骤。
另外，在本实施方式中，作为被动扫描终端的无线通信装置在开始被动扫描时，从SME向MLME通知“ScanType”是被动扫描、“FastScanType”是“True”的“MLME-SCAN.request”原语。
作为被动扫描终端的无线通信装置的MAC层控制部8与比较例的方式同样地，每经过“MaxChannelTime”变更等待探测请求帧的频率信道，也可以将等待的频率信道设为固定。
作为被动扫描终端的无线通信装置的MAC层控制部8一接收到“MLME-SCAN.request”原语，就在任意的频率信道中等待由作为主动扫描终端的无线通信装置发送的探测请求帧。接收到探测请求帧的无线通信装置的MAC层控制部8从探测请求帧的终端制造者固有的信息“VendorSpecificInfo”中取出图7所示的信息，在经过响应偏移时间元素所指定的响应偏移时间+DIFS时间后，从作为响应信道元素所指定的等待信道的响应信道向探测请求帧发送源的无线通信装置发送探测响应帧。
作为被动扫描终端的无线通信装置的MAC层控制部8在发送探测响应帧之后，可以返回原来的频率信道，也可以维持发送了探测响应帧的频率信道。因此，如果无线通信装置正在与其他的无线通信装置进行通信，则可以返回通信信道。
图10是说明本实施方式中的主动扫描的时序图。图11是说明比较例的方式中的主动扫描的时序图。在图11中，作为通信对方的无线通信装置的终端AP1在从探测请求起经过DIFS时间后发送探测响应，作为探索通信对方的无线通信装置的终端STA1在从探测响应起经过SIFS时间后发送ACK，但在图10中，被动扫描终端1、2在从探测请求起经过偏移时间+DIFS时间后分别发送探测响应，主动扫描终端在从探测响应起经过SIFS时间后发送ACK。
接着，对通知给MLME的原语、即作为命令的“MLME-SCAN.request”进行说明。“MLME-SCAN.request”由无线通信装置的SME生成。在图3所示的结构中，由于MAC层控制部8相当于MLME，参数控制部9相当于SME，因此，“MLME-SCAN.request”由参数控制部9生成，通知给MAC层控制部8。
“MLME-SCAN.request”包含：“BSSType”、“BSSID”、“SSID”、“ScanType”、“ProbeDelay”、“ChannelList”、“MinChannelTime”、“MaxChannelTime”、“RequestInformation”、“SSID List”、“ChannelUsage”、“AccessNetworkType”、“HESSID”、“MeshID”、作为响应偏移时间的“ResponseOffSetTime”、作为响应信道的“ResponseChannel”、“FastScanType”、“VendorSpecificInfo”。在本发明中，向“MLME-SCAN.request”添加“ResponseOffSetTime”、“ResponseChannel”和“FastScanType”。
响应偏移时间是在无线通信装置发送探测请求帧时设定在“VendorSpecificInfo”中的值。接收到探测请求帧的无线通信装置在经过响应偏移时间之后，向发送源的无线通信装置发送探测响应帧。
作为响应信道的“ResponseChannel”是在作为主动扫描终端的无线通信装置发送探测请求帧时设定在“VendorSpecificInfo”中的值。并且，作为主动扫描终端的无线通信装置在向“ChannelList”中的、由响应信道指定的频率信道之外的所有频率信道发送探测请求帧后，在最后利用由响应信道指定的频率信道进行探测请求帧的发送之后，等待探测响应帧。作为接收到探测请求帧的被动扫描终端的无线通信装置的MAC层控制部8在向作为发送源的主动扫描终端的无线通信装置发送探测响应帧时，从由响应信道信息指定的信道发送探测响应帧。
“FastScanType”是通知是否应用本发明方式的标志。在“FastScanType”是“True”的情况下，如果“ScanType”是主动扫描，则设为主动扫描终端，在“FastScanType”是“False”的情况下，设为被动扫描终端，使用被动扫描或者比较例的方式的主动扫描。
另外，这里说明的“MLME-SCAN.request”是一例，本发明不限于此。
根据本实施方式，与比较例的方式相比，能够实现无线通信装置的高速的相互检测。另外，在本实施方式所说明的方式中，将探测请求和探测响应用于无线通信装置的相互检测，但只要实现相同的效果，则不限于此。例如，向无线通信装置所发送的数据帧(DataFrame)和动作帧(Action Frame)插入相同的值，在一定时间后从无线通信装置取得响应，由此，能够在通信中也进行相互检测。
并且，在本实施方式中，对作为主动扫描终端的无线通信装置所发送的探测请求帧进行响应的终端只要是能够接收探测请求帧的终端即可，也可以不作为被动扫描终端进行动作。例如，作为主动扫描终端的无线通信装置或者按照比较例的方式进行动作的终端也可以在接收到由作为其他的主动扫描终端的无线通信装置所发送的探测请求帧的情况下，利用探测响应帧进行响应。
以上说明的本实施方式的无线通信系统具有包含主动扫描终端和被动扫描终端的多个无线通信装置，所述主动扫描终端在从1个频率信道发送探测请求帧之后，不等待来自其他的无线通信装置的响应帧而连续地从其他的频率信道发送探测请求帧，由此，从响应信道以外的所有频率信道发送探测请求帧，最后从作为等待信道的响应信道发送探测请求帧，等待来自所述被动扫描终端的响应，在所述探测请求帧中叠加直到响应为止的偏移时间的信息和响应信道的信息，在所述探测请求帧的接收后，所述被动扫描终端在经过直到响应为止的偏移时间之后，从所述响应信道的信息所指定的频率信道发送响应帧。
以上说明的本实施方式的无线通信装置是由包含主动扫描终端和被动扫描终端的多个无线通信装置进行通信的无线通信系统的主动扫描终端，在从1个频率信道发送探测请求帧之后，不等待来自其他的无线通信装置的响应帧而连续地从其他的频率信道发送探测请求帧，由此，从响应信道以外的所有频率信道发送探测请求帧，最后从作为等待信道的响应信道发送探测请求帧，等待来自所述被动扫描终端的响应，在所述探测请求帧中叠加直到响应为止的偏移时间的信息和响应信道的信息。
并且，作为被动扫描终端的无线通信装置在接收来自作为主动扫描终端的无线通信装置的所述探测请求帧之后，在经过了直到响应为止的所述偏移时间后，从所述响应信道的信息所指定的频率信道发送响应帧。
例如，在非专利文献1的主动扫描中，终端连续地扫描能够使用的频率信道。扫描能够使用的各频率信道的最小时间为“MinChannelTime”。例如，在使用2.4GHz频带的Ch1到Ch11时，1次扫描所需要的最小时间为“MinChannelTime×11+信道变更时间×11+探测请求发送处理时间”。1次扫描所需要的最大时间为“MaxChannelTime×11+信道变更时间×11+探测请求发送处理时间+探测响应接收处理时间”。
根据本实施方式，例如在使用2.4GHz频带的Ch1到Ch11时，1次扫描所需要的最小时间为“MinChannelTime+偏移时间+信道变更时间×11+探测请求发送处理时间”。并且，1次扫描所需要的最大时间为“MaxChannelTime+偏移时间+信道变更时间×11+探测请求发送处理时间+探测响应接收处理时间”，具有如下的效果：能够得到与比较例相比更高速地进行其他的无线通信装置的搜索的无线通信装置。
实施方式2.
图12是示出本实施方式的无线通信装置即作为无线通信装置1的变形例的无线通信装置1a的结构的一例的图。在图12中，对与图3共同的结构要素标注相同的符号。图12所示的结构是在图3所示的结构中添加了扫描控制部10的结构。另外，本实施方式的无线通信装置2A、2B和无线通信装置3A、3B、3C的变形例也是相同的结构。
扫描控制部10在作为主动扫描终端的无线通信装置中，从MAC层控制部8定期地接受载波侦听的通知次数，求出比较空闲的频率信道，通知给参数控制部9。参数控制部9将在“MLME-SCAN.request”原语中通知给MAC层控制部8的响应信道设定成从扫描控制部10通知的频率信道。每单位时间的载波侦听的通知次数可以用于响应信道的设定，也可以根据被动扫描终端的移动距离而再次设定响应信道。另外，被动扫描终端也可以存在对已作出过一次响应的主动扫描终端不进行响应的时间。
扫描控制部10在作为被动扫描终端的无线通信装置中，对接收到的探测请求帧的发送源MAC地址进行存储。MAC层控制部8在接收到探测请求帧时，对扫描控制部10进行询问，只要在一定间隔内从同一发送源MAC地址接收到探测请求帧，则可以向MAC层控制部8通知不发送探测响应帧。
扫描控制部10在作为主动扫描终端的无线通信装置中对作为探测请求帧的响应的探测响应帧的接收状况进行监视而控制“MaxChannelTime”的值。扫描控制部10例如向参数控制部9通知在响应较多的情况下使“MaxChannelTime”的值小、在响应较少的情况下使“MaxChannelTime”的值大。这里，响应的多少只要使用设定阈值即可，在来自被动扫描终端的每单位时间的响应小于阈值的情况下，扫描控制部10延长探测请求帧的发送间隔，在来自被动扫描终端的每单位时间的响应为阈值以上的情况下，扫描控制部10缩短探测请求帧的发送间隔，根据被动扫描终端的移动速度，使探测请求帧的发送间隔发生变化。
扫描控制部10根据无线通信装置的移动状况控制作为顺序扫描的间隔的“MaxChannelTime”的值。例如，以在作为主动扫描终端的无线通信装置高速移动的情况下减小“MaxChannelTime”的值、在未移动的情况下增大“MaxChannelTime”的值的方式通知给参数控制部9。这样，无线通信装置的移动中的顺序扫描与无线通信装置的停止中的顺序扫描相比，以较短的间隔进行，顺序扫描的间隔优选根据无线通信装置的移动速度进行控制。
扫描控制部10根据所扫描的频率信道的数量控制“MaxChannelTime”的值。例如，向参数控制部9通知在频率信道的数量相对较多的情况下增大“MaxChannelTime”的值、在频率信道的数量相对较少的情况下减小“MaxChannelTime”的值。
扫描控制部10在作为主动扫描终端的无线通信装置中，控制“MaxChannelTime”的值。扫描控制部10例如监视每单位时间的探测响应帧的发送终端数量，向参数控制部9通知在发送终端数较多的情况下增大“MaxChannelTime”的值、在发送终端数较少的情况下减小“MaxChannelTime”的值。
扫描控制部10在作为主动扫描终端的无线通信装置中，如果来自登记于“ChannelList”的各频率信道的载波侦听的通知较多，则可以变更“ChannelList”的频率信道的登记顺序，将变更后的“ChannelList”通知给参数控制部9。并且，在始终通知载波侦听的频率信道中判断为无线LAN无法使用，在一定时间内从“ChannelList”中去除，将变更后的“ChannelList”通知给参数控制部9。
如上所述，根据本实施方式，无线通信装置可以控制响应信道的值、是否需要接收到的探测请求的响应、以及“MaxChannelTime”的值，变更“ChannelList”，但扫描控制部10的动作不限于此。并且，可以组合地使用上述条件，也可以切换地使用。另外，扫描控制部10是通过由图15的处理器21执行存储于存储器22的程序而实现的。
实施方式3.
图13是示出本实施方式的无线通信装置即作为无线通信装置1的变形例的无线通信装置1b的结构的一例的图。在图13中，对与图3共同的结构要素标注相同的符号。图13所示的结构是在图3所示的结构中添加了应用通信控制部11的结构。另外，本实施方式的无线通信装置2A、2B和无线通信装置3A、3B、3C的变形例也是相同的结构。
应用通信控制部11在主动扫描终端和被动扫描终端中，在无线LAN帧中将希望在无线通信装置间共享的应用信息通知给参数控制部9。参数控制部9使“MLME-SCAN.request”原语的“VendorSpecificInfo”包含被通知的应用信息。
在作为本实施方式的主动扫描终端的无线通信装置所发送的探测请求帧中包含终端制造商固有的信息“VendorSpecificInfo”。图14是示出本实施方式的“VendorSpecificInfo”的帧格式的例子。图14所示的“VendorSpecificInfo”的帧由1字节的“Element ID”元素、1字节的“Length”(长度)元素、3字节的“OUI”元素、1字节的“OUIType”(OUI类型)元素、2字节的“Response Offset Time”(响应偏移时间)元素、1字节的“Response Channel”(响应信道)元素、1字节的“information num”(信息num)元素、1字节的“information type”(信息类型)元素、“information”(信息)元素构成。在图14的帧格式中，相对于图7的帧格式，添加了“information num”元素、“information type”元素以及“information”元素。“information num”元素表示“information type”与“information”元素的组合的数量。“information type”元素表示设定于“information”元素的信息的类型。在“information”元素中包含应该在无线通信装置间共享的应用信息。“informationtype”元素与“information”元素的组合可以包含多个。
在本实施方式的被动扫描终端所发送的探测响应帧中也可以与主动扫描终端同样地包含“VendorSpecificInfo”。
无线通信装置的MAC层控制部8从包含在接收到的无线LAN帧中的“VendorSpecificInfo”取出应用信息，通知给应用通信控制部11。应用通信控制部11也可以根据来自MAC层控制部8的通知而更新应用信息源的应用信息，通知给参数控制部9。
作为主动扫描终端的无线通信装置的应用通信控制部11针对“VendorSpecificInfo”，将特定的MAC地址识别信息或者个人识别信息设定于“information”元素。也可以向作为被动扫描终端的无线通信装置的应用通信控制部11通知从接收到的探测响应帧取出的“VendorSpecificInfo”，应用通信控制部11利用探测响应帧只对与MAC地址识别信息或者个人识别信息匹配的终端进行响应。这样，通过在探测请求帧和响应帧中叠加特定的MAC地址识别信息以及个人识别信息，能够仅在特定的用户间共享信息。另外，在只在特定的无线通信装置间进行通信的情况下，也可以不使用包含在“VendorSpecificInfo”中的特定的MAC地址识别信息或者个人识别信息，而使用探测响应帧的预先共享的SSID元素的值进行识别而进行相同的通信。
作为被动扫描终端的无线通信装置在发送探测响应帧时，也可以使“VendorSpecificInfo”的“information”元素包含由该无线通信装置等待探测请求帧的频率信道。从被动扫描终端接收到包含等待的频率信道的信息的探测请求帧的主动扫描终端仅向所指定的频率信道发送探测请求帧即可。
在作为主动扫描终端的无线通信装置中，接收到来自被动扫描终端的包含进行等待的频率信道的信息的探测请求帧的主动扫描终端可以向参数控制部9通知将进行等待的被动扫描终端最多的频率信道设定为响应信道的值。
作为主动扫描终端的无线通信装置也可以对探测请求进行单播发送或者组播发送，向特定的无线通信装置发送无线LAN帧。
如上所述，根据本实施方式，无线通信装置能够使探测请求帧和探测响应帧包含终端制造商固有的信息“VendorSpecificInfo”、且在“VendorSpecificInfo”中包含应用信息，可以只在特定的无线通信终端间进行无线LAN帧的收发，但应用通信控制部11的动作不限于上述动作。另外，可以组合地使用上述条件，也可以切换地使用。
作为应用本实施方式的例子，可列举出如下的结构：将主动扫描终端搭载于车辆，被动扫描终端由用户持有，在主动扫描终端的探测请求帧和被动扫描终端的响应帧中叠加共享信息。
另外，在本实施方式中，使用探测请求和探测响应进行了说明，但不限于此，也可以使用数据帧、动作帧、专用的帧、已存在的探测请求帧的Reserved(保留)字段。另外，应用通信控制部11是通过由图15的处理器21执行存储于存储器22的程序而实现的。
实施方式4.
在实施方式1至3中，无线通信装置被固定为进行被动扫描或者主动扫描中的任意扫描，但本发明不限于此，无线通信装置也可以定期地切换被动扫描和主动扫描。在图2中，无线通信装置1和无线通信装置2A、2B是主动扫描终端，无线通信装置3A、3B、3C是被动扫描终端，但本发明不限于此。例如，当无线通信装置3A成为主动扫描终端时，能够进行与无线通信装置3B、3C的通信，交换信息。此外，当无线通信装置1和无线通信装置2A、2B成为被动扫描终端时，能够与其他的汽车内的无线通信装置进行通信，能够交换信息。
另外，被动扫描与主动扫描的变更可以在由使用无线通信装置的用户手动地变更的时机进行，也可以在根据时间而决定的时机进行，也可以在根据所接收的无线LAN帧而决定的时机进行。
另外，实施方式1至3在不发生矛盾的情况下可以组合，也可以构成为能够切换。
另外，在实施方式1至3中，对通过无线LAN进行无线通信装置间的通信的方式进行了说明，但本发明不限于此，也可以使用无线LAN以外的无线通信。作为一例，也可以像Bluetooth(注册商标)或者ZigBee(注册商标)那样应用于从相互多个频率信道列表中相互进行终端检测的无线通信。
另外，在应用本发明的例中，可列举出这样的无线通信系统：该无线通信系统具有第1无线通信装置和第2无线通信装置，在由该第1无线通信装置定期地发送的探测请求帧中叠加第1无线通信装置与第2无线通信装置之间共享的信息，由此，将第1无线通信装置通知给第2无线通信装置，用户所具有的所述第1无线通信装置定期地发送所述探测请求帧，由此向搭载于车辆的第2无线通信装置通知所述第1无线通信装置的位置，所述第2无线通信装置接收所述探测请求帧，根据所述车辆的移动速度、移动方向以及所述用户与所述车辆的距离，将所述用户的存在通知给所述车辆的驾驶员。
工业上的可利用性
如上所述，本发明的无线通信装置在需要高速地搜索其他的无线通信装置的无线通信装置上是有用的。
标号说明
1、1a、1b、2A、2B、3A、3B、3C：无线通信装置；4：无线链路(无线LAN)；5：汽车；6：发送部；7：接收部；8：MAC层控制部；9：参数控制部；10：扫描控制部；11：应用通信控制部；21：处理器；22：存储器；23：发送器；24：接收器；25：系统总线。

Claims (15)

1.一种无线通信系统，其特征在于，
该无线通信系统具有包含主动扫描终端和被动扫描终端在内的多个无线通信装置，
所述主动扫描终端在从1个频率信道发送探测请求帧之后，不等待来自其他的无线通信装置的响应帧而也从其他的频率信道发送探测请求帧，
从作为等待信道的响应信道发送探测请求帧，等待来自所述被动扫描终端的响应，
在所述探测请求帧中叠加直到响应为止的偏移时间的信息和响应信道的信息，
在接收到所述探测请求帧后，所述被动扫描终端在经过直到响应为止的偏移时间后，从所述响应信道信息所指定的频率信道发送探测响应帧。
2.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，
该无线通信系统定期地将所述被动扫描终端切换成主动扫描终端，将所述主动扫描终端切换成被动扫描终端。
3.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，
所述主动扫描终端连续地发送所述探测请求帧，
然后，最后从作为所述等待信道的所述响应信道发送所述探测请求帧。
4.一种无线通信装置，其是包含主动扫描终端和被动扫描终端在内的多个无线通信装置进行通信的无线通信系统的主动扫描终端，其特征在于，
所述无线通信装置包括MAC层控制部、发送部以及接收部；
所述MAC层控制部控制所述发送部在从1个频率信道发送探测请求帧之后，不等待来自其他的无线通信装置的响应帧而也从其他的频率信道发送探测请求帧；
所述MAC层控制部控制所述发送部从作为等待信道的响应信道发送探测请求帧；并控制所述接收部等待来自所述被动扫描终端的响应，
所述MAC层控制部在所述探测请求帧中叠加直到响应为止的偏移时间的信息和响应信道的信息。
5.根据权利要求4所述的无线通信装置，其特征在于，
所述响应的等待时间是根据发送所述探测请求帧的频率信道数量或者所述响应帧的接收数量而设定的。
6.根据权利要求4所述的无线通信装置，其特征在于，
所述响应信道是根据每单位时间的载波侦听通知次数而设定的，
所述MAC层控制部根据所述被动扫描终端的移动距离而再次设定所述响应信道。
7.根据权利要求4所述的无线通信装置，其特征在于，所述无线通信装置还包括扫描控制部，其用于：
在来自所述被动扫描终端的每单位时间的响应小于阈值的情况下延长探测请求帧的发送间隔，
在来自所述被动扫描终端的每单位时间的响应为阈值以上的情况下缩短所述探测请求帧的发送间隔，
根据所述被动扫描终端的移动速度改变所述探测请求帧的发送间隔。
8.根据权利要求4至7中的任意一项所述的无线通信装置，其中，
所述主动扫描终端搭载于车辆，所述被动扫描终端由用户持有，
在所述主动扫描终端的探测请求帧和所述被动扫描终端的响应帧中叠加共享信息。
9.根据权利要求4所述的无线通信装置，其特征在于，所述无线通信装置还包括扫描控制部，其用于：
按照比停止中的顺序扫描短的间隔进行移动中的顺序扫描，
根据所述无线通信装置的移动速度控制所述顺序扫描的间隔。
10.根据权利要求4所述的无线通信装置，其特征在于，所述无线通信装置还包括应用通信控制部，其用于：
在探测请求帧和响应帧中叠加特定的MAC地址识别信息和个人识别信息，由此，仅在特定的用户间共享信息。
11.根据权利要求4所述的无线通信装置，其特征在于，
连续地从其它的所有的频率信道发送所述探测请求帧，然后，最后从作为所述等待信道的所述响应信道发送所述探测请求帧。
12.一种无线通信装置，其是被动扫描终端，其特征在于，
该无线通信装置包括MAC层控制部、发送部以及接收部；
在通过所述接收部接收到来自权利要求4所述的作为主动扫描终端的所述无线通信装置的所述探测请求帧后，所述MAC层控制部在经过直到响应为止的所述偏移时间之后，通过所述发送部从所述响应信道的信息所指定的频率信道发送响应帧。
13.根据权利要求12所述的无线通信装置，其中，
所述主动扫描终端搭载于车辆，所述被动扫描终端由用户持有，
在所述主动扫描终端的探测请求帧和所述被动扫描终端的响应帧中叠加共享信息。
14.根据权利要求12所述的无线通信装置，其特征在于，
该无线通信装置存在对已作出过响应的主动扫描终端不进行响应的时间。
15.根据权利要求12所述的无线通信装置，其特征在于，所述无线通信装置还包括应用通信控制部，其用于：
在探测请求帧和响应帧中叠加特定的MAC地址识别信息和个人识别信息，由此，仅在特定的用户间共享信息。
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