JP2004349885A

JP2004349885A - 無線ネットワークシステム、無線端末および基地局

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Publication number: JP2004349885A
Application number: JP2003142630A
Authority: JP
Inventors: Munenori Tsuzuki; 宗徳都築
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2003-05-20
Publication date: 2004-12-09

Abstract

【課題】無線ネットワークシステムの基地局と無線端末との間で全二重通信を可能とし、無線ネットワークシステムへの不正アクセスを防止するとともに、通信妨害を抑制する無線ネットワークシステムを提供すること。
【解決手段】無線ネットワークシステムで使用可能な複数のチャネルのうち基地局１から無線端末３ａ，３ｂにデータを送信するチャネルと、無線端末３ａ，３ｂから基地局１にデータを送信するチャネルとで異なるチャネルを使用し、無線端末３ａの第１の受信部３３が、無線ネットワークシステム内の他の無線端末３ｂが基地局１に送信しているデータを受信することで他の無線端末３ｂが基地局１にデータを送信していることを検出するとともに、第２の受信部２４が、基地局からのデータを受信する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信を用いてＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）を構成する無線ネットワークシステムに関するものであり、特に、無線ネットワークシステム内の無線端末と基地局とが全二重通信を行い、無線ネットワークシステムに接続されている無線端末のデータの衝突を抑制する無線ネットワークシステム、無線端末および基地局に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、家庭やビル内の構内ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）を無線で構築することがある。従来の無線ＬＡＮシステムは、アクセス・ポイント（以下、基地局とする）と複数のクライアント（以下、無線端末とする）を備えており、無線端末は基地局と無線通信を行い、基地局を介して他の無線端末、または基地局と有線ＬＡＮで接続されている通信端末または通信サーバと通信を行う。
【０００３】
送信すべきデータが発生した場合、無線端末は、基地局が送信するビーコン信号を受信して、受信したビーコン信号から利用可能な周波数帯域（チャネル）を検出する。そして、ビーコン信号に含まれる基地局の無線ＬＡＮのネットワーク名を示すＥＳＳ−ＩＤ（ＥｘｔｅｎｄｅｄＳｅｒｖｉｃｅＳｅｔＩＤｅｎｔｉｔｙ）と自ＥＳＳ−ＩＤとが一致した場合、無線端末は、検出した利用可能なチャネルを用いて無線ＬＡＮに接続する。接続の際に、予め設定されているＷＥＰ（ＷｉｒｅｄＥｑｕｉｖａｌｅｎｔＰｒｉｖａｃｙ）キーを用いて基地局が無線端末を認証する。基地局に認証された場合のみ、無線端末は、送信すべきデータを暗号化した後、無線ＬＡＮ用のヘッダを付加してビーコン信号から検出した利用可能なチャネルを用いて送信するようにしている。
【０００４】
また、無線ＬＡＮでは１台の基地局を複数の無線端末が共有することが一般的であるが、基地局は通信時に１種類の周波数しか使用しない。そのため、発信すべきデータのある無線端末は、他の無線端末が電波を発信していないことを確認した後ランダム時間待機してデータ・フレームを送信するＣＭＳＡ／ＣＡ（ＣａｒｒｉｅｒＳｅｎｓｅＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓｗｉｔｈＣｏｌｌｉｓｉｏｎＡｖｏｉｄａｎｃｅ）を採用している。さらに、基地局はデータ・フレームを受信したことを示す確認応答（ＡＣＫ：Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）を送信するようにして信頼性を高めるようにしている（たとえば、非特許文献１参照）。
【０００５】
【非特許文献１】
日経ネットワーク２００２年１月号無線ＬＡＮのすべて
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、無線端末はデータの送信時と受信時とで同一の無線チャネルを使用するため、基地局を介して有線ＬＡＮに接続されている通信端末または通信サーバと通信を行う際に、全二重通信を行うことができないという問題があった。
【０００７】
また、基地局が定期的にＥＳＳ−ＩＤを含むビーコン信号を発信しているため、意図しない無線端末がこのビーコン信号を検知して無線ＬＡＮに接続することができるという問題があった。特に、オプションであるＷＥＰキーを設定していない場合などは、簡単に無線ＬＡＮに無線端末を接続することが可能であるという問題があった。
【０００８】
さらに、悪意のユーザが無線により大量のデータを送信して無線レベルでのデータの衝突を発生させることで無線ＬＡＮの通信を妨害することが容易であるという問題もあった。
【０００９】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、無線ネットワークシステムの基地局と無線端末との間で全二重通信を可能とし、無線ネットワークシステムへの不正アクセスを防止するとともに、通信妨害を抑制する無線ネットワークシステム、無線端末および基地局を得ることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明にかかる無線ネットワークシステムは、上位ネットワークと接続される基地局と、複数の無線チャネルのうちの１つである上りチャネルを用いてデータを前記基地局に送信し、該上りチャネルとは異なる下りチャネルを用いて前記基地局が送信したデータを受信する複数の無線端末とを備える無線ネットワークシステムにおいて、前記複数の無線端末は、前記上りチャネルのデータを受信する第１の受信部と、前記下りチャネルのデータを受信する第２の受信部と、前記上りチャネルを用いて前記基地局にデータを送信する送信部と、送信すべきデータが発生した場合に、前記第１の受信部を用いて前記上りチャネルのデータを受信して該上りチャネルが使用されていないことを確認した後に前記無線端末の送信部を用いて前記基地局に前記送信すべきデータを送信するとともに、前記基地局から送信された下りチャネルのデータを第２の受信部を用いて受信するように制御する制御部とを備え、前記基地局は、前記上りチャネルのデータを受信する受信部と、前記下りチャネルを用いてデータを送信する送信部と、前記上位ネットワークにデータを送信するネットワークインターフェース部と、前記受信部が受信した前記上りチャネルのデータを前記ネットワークインターフェース部および前記送信部を用いて前記上位ネットワークと前記無線端末とに送信し、前記ネットワークインターフェース部が受信した前記上位ネットワークからのデータを前記基地局の送信部を用いて前記無線端末に送信するように制御する制御部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、無線ネットワークシステムで使用可能な複数のチャネルのうち基地局から無線端末にデータを送信するチャネルと、無線端末から基地局にデータを送信するチャネルとで異なるチャネルを使用し、無線端末の第１の受信部が、無線ネットワークシステム内の他の無線端末が基地局に送信しているデータを受信することで他の無線端末が基地局にデータを送信していることを検出するとともに、第２の受信部が、基地局からのデータを受信するようにしている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる無線ネットワークシステム、無線端末および基地局の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１３】
実施の形態１．
図１および図２を用いてこの発明の実施の形態１を説明する。図１は、この発明における実施の形態１の無線ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。この発明における実施の形態１の無線ネットワークシステムは、基地局１と複数の無線端末３ａ，３ｂ（この場合は２台）とが、無線ＬＡＮエリア５において無線通信により接続されている。無線端末３ａ，３ｂは、基地局１を介して、他の無線端末または上位ネットワーク７、たとえば、ＩＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）などの共通のトランスポートネットワークなどに接続する。
【００１４】
基地局１と無線端末３ａ，３ｂは、予め定められた上りチャネルおよび下りチャネルを用いて通信を行う。
【００１５】
基地局１は、制御部１１と、ネットワークＩ／Ｆ部１２と、送信部１３と、受信部１４とを備えている。制御部１１は、基地局１の各構成要素を統括的に制御する。ネットワークＩ／Ｆ部１２は、上位ネットワーク７とのインタフェース機能を有しており、上位ネットワーク７とのデータの送受信を行う。送信部１３は、設定されたチャネルを用いてデータを無線ＬＡＮエリア５に送信する。受信部１４は、無線ＬＡＮエリア５内の設定されたチャネルのデータを受信する。
【００１６】
無線端末３ａ，３ｂは、同一機能を備えている。図１においては、無線端末３ａ，３ｂが無線ＬＡＮエリア５を介して基地局１と通信する送受信の機能に関する構成要素を示している。無線端末３ａは、制御部３１と、送信部３２と、第１の受信部３３と、第２の受信部３４とを備えている。
【００１７】
制御部３１は、無線端末３ａの各構成要素を統括的に制御する。送信部３２は、設定されたチャネルを用いてデータを無線ＬＡＮエリア５に送信する。第１の受信部３３および第２の受信部３４は、無線ＬＡＮエリア５内の設定されたチャネルのデータを受信する。
【００１８】
つぎに、この発明における実施の形態１の無線ネットワークシステムの動作を説明する。ここで、基地局１の送信部１３は下りチャネルに、受信部１４は上りチャネルに予め設定されており、無線端末３ａ，３ｂの送信部３２および第１の受信部３３は上りチャネルに、第２の受信部３４は下りチャネルに予め設定されているものとする。
【００１９】
まず、基地局１の動作を説明する。上りチャネルのデータを受信した場合、すなわち、無線端末３ａまたは無線端末３ｂから送信されたデータを受信した場合、基地局１の受信部１４は、データを受信したことを制御部１１に通知する。制御部１１は、受信部１４において受信したデータを送信するための送信指示をネットワークＩ／Ｆ部１２と送信部１３とに通知する。送信指示を受けると、ネットワークＩ／Ｆ部１２は、受信部１４において受信したデータを上位ネットワーク７に送信する。また、送信部１３は、下りチャネルを用いて受信部１４において受信したデータを送信する。すなわち、基地局１は、無線ＬＡＮエリア５内の上りチャネルのデータを、上位ネットワーク７に送信するとともに下りチャネルを用いて無線ＬＡＮエリア５に送信する。
【００２０】
上位ネットワーク７からデータを受信した場合、基地局１のネットワークＩ／Ｆ部１２は、データを受信したことを制御部１１に通知する。制御部１１は、ネットワークＩ／Ｆ部１２において受信したデータを送信するための送信指示を送信部１３に通知する。送信指示の通知を受けると、送信部１３は、ネットワークＩ／Ｆ部１２において受信したデータを下りチャネルを用いて無線ＬＡＮエリアに送信する。
【００２１】
つぎに、図２のフローチャートを参照して、無線端末３ａの動作を説明する。無線端末３ａの制御部３１は、送信すべきデータが発生した場合（ステップＳ１００）、受信の動作の指示を第１の受信部３３に通知する。第１の受信部３３は、上りチャネルのデータの受信を開始する（ステップＳ１１０）。
【００２２】
制御部３１は、第１の受信部３３が上りチャネルのデータを受信したか否かを判定する（ステップＳ１２０）。基地局１が、無線ＬＡＮエリア５内の無線端末と通信を行っていない場合には、無線ＬＡＮエリア５内の上りチャネルにデータは存在しない。無線端末３ａの制御部３１は、第１の受信部３３が上りチャネルのデータを受信していないので、基地局１との通信が可能であると判断し、送信すべきデータを送信部３２に送信する。送信部３２は、送信すべきデータを上りチャネルを用いて無線ＬＡＮエリア５に送信する（ステップＳ１３０）。
【００２３】
一方、無線端末３ｂと基地局１とが通信を行っている場合には、無線端末３ｂの送信部３２が上りチャネルを用いてデータを送信している。したがって、無線端末３ａの第１の受信部３３は、無線端末３ｂの送信部３２が上りチャネルを用いて基地局１に送信しているデータを受信する。無線端末３ａの制御部３１は、第１の受信部３３が上りチャネルのデータを受信しているので、他の無線端末（この場合は、無線端末３ｂ）が基地局１との通信を行っていると判断し、通信が終了するまで待機する。そして、無線端末３ｂと基地局１との通信が終了した後に、制御部３１は、送信すべきデータを送信部３２に送信する。送信部３２は、送信すべきデータを上りチャネルを用いて無線ＬＡＮエリア５に送信する。
【００２４】
第２の受信部３４は、下りチャネルのデータを受信すると、制御部３１にデータを受信したことを通知する。制御部３１は、第２の受信部３４が受信したデータを、たとえば、図示していない無線端末３ａの上位レイヤ処理部に送信する。そして、受信したデータに対応した送信すべきデータを上位レイヤ処理部から受信すると、制御部３１は、送信すべきデータを送信する指示を送信部３２に通知する。送信部３２は、制御部３１の通知に基づいて、送信すべきデータを上りチャネルを用いて無線ＬＡＮエリア５に送信する。送信部３２が送信したデータは、基地局１の受信部１４により受信され、無線端末３ａは、基地局１を介して上位ネットワーク７または無線端末３ｂと通信をする。
【００２５】
なお、無線端末３ａを例にあげて、無線端末の動作を説明したが、無線端末３ｂも送信すべきデータが発生した場合には、同様の動作を行う。
【００２６】
このようにこの実施の形態１では、無線ネットワークシステムで使用可能な複数のチャネルのうち基地局から無線端末にデータを送信するチャネルと、無線端末から基地局にデータを送信するチャネルとで異なるチャネルを使用し、無線端末の第１の受信部が、無線ネットワークシステム内の他の無線端末が基地局に送信しているデータを受信することで他の無線端末が基地局にデータを送信していることを検出するとともに、第２の受信部が、基地局からのデータを受信するようにしているため、基地局と無線端末との間で全二重通信が実現できる。
【００２７】
また、無線端末の制御部は、送信すべきデータが発生した場合に、第１の受信部を用いて上りチャネルのデータを受信して他の無線端末が基地局にデータを送信していないことを確認した後にデータを基地局に送信するようにしているため、他の無線端末が送信したデータとの衝突を抑制し、効率よく通信を行うことができる。
【００２８】
実施の形態２．
図３を用いてこの発明の実施の形態２を説明する。この発明における実施の形態２の無線ネットワークシステムは、図１に示した実施の形態１の無線ネットワークシステムと同様となるのでここではその説明を省略する。
【００２９】
つぎに、この発明における実施の形態２の無線ネットワークシステムの動作を説明する。ここで、基地局１の送信部１３は下りチャネルに、受信部１４は上りチャネルに予め設定されているものとする。
【００３０】
まず、基地局１の動作を説明する。上りチャネルのデータを受信した場合、基地局１の受信部１４は、データを受信したことを制御部１１に通知する。制御部１１は、受信部１４において受信したデータを送信するための送信指示をネットワークＩ／Ｆ部１２と送信部１３とに通知する。送信指示を受けると、ネットワークＩ／Ｆ部１２は、受信部１４において受信したデータを上位ネットワーク７に送信する。また、送信部１３は、下りチャネルを用いて受信部１４において受信したデータを送信する。このとき、制御部１１は、送信部１３が送信するデータ内に基地局１の受信部１４の受信チャネルである上りチャネル情報を定期的に挿入する。上りチャネル情報は、たとえば、上りチャネルの周波数、無線ネットワークシステムにおいて定められた上りチャネルのチャネル番号、物理的チャネルなど、上りチャネルを用いてデータを送受信するために必要な情報である。
【００３１】
上位ネットワーク７からデータを受信した場合、基地局１のネットワークＩ／Ｆ部１２は、データを受信したことを制御部１１に通知する。制御部１１は、ネットワークＩ／Ｆ部１２において受信したデータを送信するための送信指示を送信部１３に通知する。送信指示の通知を受けると、送信部１３は、ネットワークＩ／Ｆ部１２において受信したデータを下りチャネルを用いて無線ＬＡＮエリアに送信する。このとき、制御部１１は、送信部１３が送信するデータ内に基地局１の受信部１４の受信チャネルである上りチャネル情報を定期的に挿入する。
【００３２】
送信すべきデータが無い場合でも、制御部１１は、定期的に上りチャネル情報の送信を指示する送信指示を送信部１３に通知する。送信部１３は、下りチャネルを用いて上りチャネル情報を無線ＬＡＮエリア５に送信する。
【００３３】
このようにこの実施の形態２の基地局１は、下りチャネルを用いてデータを送信する際に、定期的に上りチャネル情報を挿入して無線ＬＡＮエリア５に送信する。
【００３４】
つぎに、図３のフローチャートを参照して、無線端末３ａの動作を説明する。無線端末３ａの制御部３１は、たとえば、無線端末３ａに電源が投入されるなど無線端末３ａが、無線ＬＡＮエリア５への参加しようとする場合（ステップＳ２００）、受信の動作の指示を第２の受信部３４に通知する。第２の受信部３４は、基地局１からの送信チャネルである下りチャネルを検出し、下りチャネルのデータの受信を開始する（ステップＳ２１０）。制御部３１は、第２の受信部３４が受信した下りチャネルのデータから、上りチャネル情報を検出する（ステップＳ２２０）。そして、検出した上りチャネル情報に基づいて、送信部３２および第１の受信部３３に上りチャネルを設定する（ステップＳ２３０）。
【００３５】
送信部３２および第１の受信部３３に上りチャネルを設定すると、制御部３１は、受信の動作の指示を第１の受信部３３に通知する。第１の受信部３３は、設定された上りチャネルの受信を開始する（ステップＳ２４０）。
【００３６】
制御部３１は、第１の受信部３３が上りチャネルのデータを受信したか否かを判定する（ステップＳ２５０）。基地局１が、無線ＬＡＮエリア５内の無線端末と通信を行っていない場合には、無線ＬＡＮエリア５内の上りチャネルにデータは存在しない。無線端末３ａの制御部３１は、第１の受信部３３が上りチャネルのデータを受信していないので、基地局１との通信が可能であると判断し、送信すべきデータを送信部３２に送信する。送信部３２は、送信すべきデータを上りチャネルを用いて無線ＬＡＮエリア５に送信する（ステップＳ２６０）。
【００３７】
一方、無線端末３ｂと基地局１とが通信を行っている場合には、無線端末３ｂの送信部３２が上りチャネルを用いてデータを送信している。したがって、無線端末３ａの第１の受信部３３は、無線端末３ｂの送信部３２が上りチャネルを用いて基地局１に送信しているデータを受信する。無線端末３ａの制御部３１は、第１の受信部３３が上りチャネルのデータを受信しているので、他の無線端末（この場合は、無線端末３ｂ）が基地局１との通信を行っていると判断し、通信が終了するまで待機する。そして、無線端末３ｂと基地局１との通信が終了した後に、制御部３１は、送信すべきデータを送信部３２に送信する。送信部３２は、送信すべきデータを上りチャネルを用いて無線ＬＡＮエリア５に送信する。
【００３８】
送信部３２が送信すべきデータを上りチャネルを用いて無線ＬＡＮエリア５に送信すると、制御部３１は、受信の動作の指示を第２の受信部３４に通知する。第２の受信部３４は、下りチャネルの受信を開始する（ステップＳ２７０）。第２の受信部３４は、下りチャネルのデータを受信すると、制御部３１にデータを受信したことを通知する。制御部３１は、第２の受信部３４が受信したデータを、たとえば、図示していない無線端末３ａの上位レイヤ処理部に送信する。そして、上位レイヤ処理部から通知される送信すべきデータがなくなるまで、第１の受信部３３を用いて無線ＬＡＮエリア５内の上りチャネルにデータが存在しないことを確認した後、送信部３２を用いて送信すべきデータを無線ＬＡＮエリア５に送信し、第２の受信部３４を用いて下りチャネルのデータを受信する動作を繰り返して（ステップＳ２４０〜Ｓ２８０）、無線端末３ａは、基地局１を介して上位ネットワーク７または無線端末３ｂと通信を行う。また、送信すべきデータが無い場合には、第２の受信部３４を用いて受信動作を行う（ステップＳ２７０，Ｓ２８０）。
【００３９】
なお、無線端末３ａを例にあげて、無線端末の動作を説明したが、無線端末３ｂも送信すべきデータが発生した場合には、同様の動作を行う。
【００４０】
このようにこの実施の形態２では、基地局は、送信する下りチャネルのデータ内に、無線端末から基地局にデータを送信するために用いる上りチャネルのデータの送受信に必要な情報である上りチャネル情報を挿入して、無線ネットワークシステムで使用可能な複数のチャネルのうち基地局から無線端末にデータを送信するチャネルと、無線端末から基地局にデータを送信するチャネルとで異なるチャネルを使用するようにし、無線端末の第１の受信部が、無線ネットワークシステム内の他の無線端末が基地局に送信しているデータを受信することで他の無線端末が基地局にデータを送信していることを検出するとともに、第２の受信部が、基地局からのデータを受信するようにしているため、基地局と無線端末との間で全二重通信が実現できる。
【００４１】
実施の形態３．
図４及び図５を用いてこの発明の実施の形態３を説明する。図４は、この発明における実施の形態３の無線ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。この発明における実施の形態３の無線ネットワークシステムは、図１に示した実施の形態１の無線ネットワークシステムの基地局１の代わりに、基地局１ａを備え、認証サーバ９が基地局１ａに接続されている。図１に示した実施の形態１の無線ネットワークシステムと同一機能を備える構成部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００４２】
認証サーバ９は、無線ネットワークシステムに接続されている無線端末３ａ，３ｂを認証するための、たとえば、パスワードやＩＰアドレスなどの認証情報を無線端末ごとに記憶する。
【００４３】
基地局１ａは、基地局１の受信部１４の代わりに、第１の受信部１５および第２の受信部１６を備えるとともに、サーバＩ／Ｆ部１７が追加されている。第１の受信部１５および第２の受信部１６は、無線ＬＡＮエリア５内の設定されたチャネルのデータを受信する。サーバＩ／Ｆ部１７は、認証サーバ９とのインタフェース機能を有しており、認証サーバ９とのデータの送受信を行う。
【００４４】
つぎに、図５のフローチャートを参照して、この実施の形態３の無線ネットワークシステムの動作を説明する。ここで、基地局１の送信部１３は下りチャネルに、第１の受信部１５は上りチャネルに、第２の受信部１６は認証用チャネルに設定されているものとする。
【００４５】
基地局１の制御部１１は、基地局１の第２の受信部１６の受信チャネルである認証用チャネルを用いてデータを送受信するために必要な情報である認証用チャネル情報を送信部１３が送信するデータ内に定期的に挿入する。送信部１３は、定期的に挿入された認証用チャネル情報を含んだデータを下りチャネルを用いて無線ＬＡＮエリア５に送信する（ステップＳ３００）。認証用チャネル情報は、たとえば、認証用チャネルの周波数、無線ネットワークシステムにおいて定められた認証用チャネルのチャネル番号、物理的チャネルなど、認証用チャネルを用いて送信されるデータを受信するために必要な情報である。
【００４６】
一方、基地局１の第２の受信部１６は、認証用チャネル内の認証情報の受信待ち状態となる（ステップＳ３１０）。
【００４７】
無線端末３ａに電源が投入されるなど無線端末３ａが、無線ＬＡＮエリア５への参加しようとする場合（ステップＳ３２０）、無線端末３ａの制御部３１は、受信の動作の指示を第２の受信部３４に通知する。第２の受信部３４は、無線ＬＡＮエリア５に設定されている複数のチャネルを順に受信し、制御部３１は、第２の受信部３４が受信したデータから、基地局１の送信部１３がデータの送信に用いている下りチャネルを検出する。制御部３１は、検出した下りチャネルを受信チャネルとして第２の受信部３４に設定する。
【００４８】
第２の受信部３４は、設定された下りチャネルのデータの受信を開始する（ステップＳ３３０）。制御部３１は、第２の受信部３４が受信した下りチャネルのデータから基地局１が定期的に挿入している認証用チャネル情報を検出する（ステップＳ３４０）。そして、検出した認証用チャネル情報に基づいて、認証用チャネルを送信部３２の送信チャネルと第１の受信部３３の受信チャネルとに設定する（ステップＳ３５０）。
【００４９】
無線端末３ａの制御部３１は、受信の動作の指示を第１の受信部３３に通知する。第１の受信部３３は、設定された認証用チャネルの受信を開始し、制御部３１は、第１の受信部３３が認証用チャネルのデータを受信したか否かを判定する（ステップＳ３６０）。基地局１と無線端末とが認証用チャネルを用いて通信を行っていない場合には、無線ＬＡＮエリア５内の認証用チャネルにデータは存在しない。無線端末３ａの制御部３１は、第１の受信部３３が認証用チャネルのデータを受信していないので、基地局１と認証用チャネルを用いた通信が可能であると判断し、認証情報を送信部３２に送信する。送信部３２は、認証用チャネルを用いて認証情報を無線ＬＡＮエリア５に送信する（ステップＳ３７０）。
【００５０】
一方、無線端末３ｂと基地局１とが認証用チャネルを用いて通信を行っている場合には、無線端末３ｂの送信部３２が認証用チャネルを用いて無線端末３ｂの認証情報を送信している。したがって、無線端末３ａの第１の受信部３３は、無線端末３ｂの送信部３２が認証上チャネルを用いて基地局１に送信している認証情報を受信する。無線端末３ａの制御部３１は、第１の受信部３３が認証上チャネルのデータを受信しているので、他の無線端末（この場合は、無線端末３ｂ）が基地局１との通信を行っていると判断し、認証用チャネルを用いた通信が終了するまで待機する。そして、無線端末３ｂと基地局１との認証用チャネルを用いた通信が終了した後に、制御部３１は、自端末の認証情報を送信部３２に送信する。送信部３２は、認証用チャネルを用いて認証情報を無線ＬＡＮエリア５に送信する。
【００５１】
送信部３２を用いて認証情報を送信した後、制御部３１は、受信の動作の指示を第２の受信部１４に通知し、基地局１からの認証である上りチャネル情報の受信待ち状態となる（ステップＳ３８０）。
【００５２】
基地局１の第２の受信部１６は、無線端末３ａの送信部３２が送信した認証用チャネル内の認証情報を受信すると、制御部１１に受信した認証情報を通知する。制御部１１は、第２の受信部３４が受信した認証情報をサーバＩ／Ｆ部１７を介して認証サーバ９に通知する（ステップＳ３９０）。
【００５３】
認証サーバ９は、受信した認証情報と予め記憶している各無線端末の認証情報とを比較する。受信した認証情報が予め記憶している各無線端末の認証情報の１つと一致した場合、認証サーバ９は、無線ネットワークシステムへのアクセスを認証すること基地局１に通知する。受信した認証情報が予め記憶している各無線端末の認証情報と不一致の場合、認証サーバ９は、無線ネットワークシステムへの認証しないことを基地局１に通知する。
【００５４】
サーバＩ／Ｆ部１７を介して通知された認証の結果が無線ネットワークシステムへのアクセスを認証する通知の場合（ステップＳ４００）、基地局１の制御部１１は、上りチャネル情報を送信する指示を送信部１３に通知する。送信部１３は、上りチャネル情報を下りチャネルを用いて無線ＬＡＮエリア５に送信する（ステップＳ４１０）。認証の結果が無線ネットワークシステムへのアクセスを認証しない通知の場合（ステップＳ４００）、制御部１１は、上りチャネル情報の送信を行わずに処理を終了する。
【００５５】
受信待ち状態の無線端末３ａの第２の受信部３４が基地局１の送信部１３が送信した下りチャネルのデータを受信すると、制御部３１は、第２の受信部３４が受信した下りチャネルのデータから、上りチャネル情報を検出する。そして、検出した上りチャネル情報に基づいて、上りチャネルを送信部３２の送信チャネルと第１の受信部３３の受信チャネルとに設定する（ステップＳ４２０）。
【００５６】
送信部３２および第１の受信部３３に上りチャネルを設定すると、制御部３１は、受信の動作の指示を第１の受信部３３に通知する。第１の受信部３３は、設定された上りチャネルの受信を開始する（ステップＳ４３０）。
【００５７】
制御部３１は、第１の受信部３３が上りチャネルのデータを受信したか否かを判定する（ステップＳ４４０）。第１の受信部３３が上りチャネルのデータを受信していない場合、制御部３１は、基地局１との通信が可能であると判断し、送信すべきデータを送信部３２に送信する。送信部３２は、送信すべきデータを上りチャネルを用いて無線ＬＡＮエリア５に送信する（ステップＳ４５０）。
【００５８】
第１の受信部３３が上りチャネルのデータを受信している場合、無線端末３ａの制御部３１は、無線端末３ｂと基地局１とが通信を行っていると判断し、通信が終了するまで待機する。そして、無線端末３ｂと基地局１との通信が終了した後に、制御部３１は、送信すべきデータを送信部３２に送信する。送信部３２は、送信すべきデータを上りチャネルを用いて無線ＬＡＮエリア５に送信する。
【００５９】
送信部３２が送信すべきデータを上りチャネルを用いて無線ＬＡＮエリア５に送信すると、制御部３１は、受信の動作の指示を第２の受信部３４に通知する。第２の受信部３４は、下りチャネルの受信を開始する（ステップＳ４６０）。第２の受信部３４は、下りチャネルのデータを受信すると、制御部３１にデータを受信したことを通知する。制御部３１は、第２の受信部３４が受信したデータを、たとえば、図示していない無線端末３ａの上位レイヤ処理部に送信する。そして、上位レイヤ処理部から通知される送信すべきデータがなくなるまで、第１の受信部３３を用いて無線ＬＡＮエリア５内の上りチャネルにデータが存在しないことを確認した後、送信部３２を用いて送信すべきデータを無線ＬＡＮエリア５に送信し、第２の受信部３４を用いて下りチャネルのデータを受信する動作を繰り返して（ステップＳ４３０〜Ｓ４７０）、無線端末３ａは、基地局１を介して上位ネットワーク７７または無線端末３ｂと通信を行う。また、送信すべきデータが無い場合には、第２の受信部３４を用いて受信動作を行う（ステップＳ４６０，Ｓ４７０）。
【００６０】
このようにこの実施の形態３では、基地局は、送信する下りチャネルのデータ内に、無線端末の無線ネットワークシステムへのアクセスを認証するための認証用チャネルを用いたデータの送受信に必要な情報である認証用チャネル情報を挿入し、無線端末は、認証用チャネル情報を検出して、検出した認証用チャネル情報に基づいて認証用チャネルの設定を行い、認証用チャネルを用いて自無線端末を識別するための認証情報を送信し、基地局は、受信した認証情報が認証サーバにより認証された場合のみ、下りチャネルのデータ内に無線端末が基地局にデータを送信する上りチャネルを用いたデータの送受信に必要な情報である上りチャネル情報を挿入するようにしているため、無線ネットワークシステムへの不正なアクセスを防止することができる。
【００６１】
なお、この実施の形態３では、認証サーバ９は基地局１のサーバＩ／Ｆ部１７を介して基地局１と接続されているものとして説明したが、上位ネットワーク７に接続しておき、基地局１のネットワークＩ／Ｆ部１２を介して認証を行うようにしてもよい。
【００６２】
また、基地局が備える送信部、受信部およびネットワークＩ／Ｆ部と、無線端末が備える送信部および受信部の数は、実施の形態１〜３の構成に限定されるものではなく、それぞれ、複数個備えるようにしてもよい。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明にかかる無線ネットワークシステムによれば、無線ネットワークシステムで使用可能な複数のチャネルのうち基地局から無線端末にデータを送信するチャネルと、無線端末から基地局にデータを送信するチャネルとで異なるチャネルを使用し、無線端末の第１の受信部が、無線ネットワークシステム内の他の無線端末が基地局に送信しているデータを受信することで他の無線端末が基地局にデータを送信していることを検出するとともに、第２の受信部が、基地局からのデータを受信するようにしているため、基地局と無線端末との間で全二重通信が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明における実施の形態１の無線ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】この発明における実施の形態１の無線ネットワークシステムの無線端末の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】この発明における実施の形態２の無線ネットワークシステムの無線端末の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】この発明における実施の形態３の無線ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図５】この発明における実施の形態１の無線ネットワークシステムの基地局および無線端末の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１基地局、３ａ，３ｂ無線端末、５無線ＬＡＮエリア、７上位ネットワーク、９認証サーバ、１１，３１制御部、１２ネットワークＩ／Ｆ部、１３，３２送信部、１４受信部、１５，３３第１の受信部、１６，３４第２の受信部、１７サーバＩ／Ｆ部。

Claims

上位ネットワークと接続される基地局と、複数の無線チャネルのうちの１つである上りチャネルを用いてデータを前記基地局に送信し、該上りチャネルとは異なる下りチャネルを用いて前記基地局が送信したデータを受信する複数の無線端末とを備える無線ネットワークシステムにおいて、
前記複数の無線端末は、
前記上りチャネルのデータを受信する第１の受信部と、
前記下りチャネルのデータを受信する第２の受信部と、
前記上りチャネルを用いて前記基地局にデータを送信する送信部と、
送信すべきデータが発生した場合に、前記第１の受信部を用いて前記上りチャネルのデータを受信して該上りチャネルが使用されていないことを確認した後に前記無線端末の送信部を用いて前記基地局に前記送信すべきデータを送信するとともに、前記基地局から送信された下りチャネルのデータを第２の受信部を用いて受信するように制御する制御部と、
を備え、
前記基地局は、
前記上りチャネルのデータを受信する受信部と、
前記下りチャネルを用いてデータを送信する送信部と、
前記上位ネットワークにデータを送信するネットワークインターフェース部と、
前記受信部が受信した前記上りチャネルのデータを前記ネットワークインターフェース部および前記送信部を用いて前記上位ネットワークと前記無線端末とに送信し、前記ネットワークインターフェース部が受信した前記上位ネットワークからのデータを前記基地局の送信部を用いて前記無線端末に送信するように制御する制御部と、
を備えることを特徴とする無線ネットワークシステム。
前記基地局の制御部は、
前記上りチャネルを用いてデータを送受信するために必要な情報である上りチャネル情報を前記基地局の送信部が送信する下りチャネルのデータ内に挿入し、
前記複数の無線端末の制御部は、
前記第２の受信部を用いて前記基地局の送信部が送信した下りチャネルのデータ内の上りチャネル情報を検出し、該検出した上りチャネル情報に基づいて前記第１の受信部および前記無線端末の送信部に上りチャネルを設定すること、
を特徴とする請求項１に記載の無線ネットワークシステム。
上位ネットワークに接続される基地局と、複数の無線チャネルのうちの１つである上りチャネルを用いてデータを前記基地局に送信し、該上りチャネルとは異なる下りチャネルを用いて前記基地局が送信したデータを受信する複数の無線端末とを備える無線ネットワークシステムにおいて、
前記複数の無線端末を識別するために必要な情報である認証情報を記憶し、前記基地局から通知された認証情報が、前記記憶している認証情報の中に含まれている場合には、前記無線ネットワークシステムへのアクセスを認証することを基地局に通知する認証サーバ、
をさらに備え、
前記基地局は、
前記上りチャネルのデータを受信する第１の受信部と、
前記複数の無線チャネルのうち、前記上りチャネルおよび前記下りチャネルとは異なる認証用チャネルのデータを受信する第２の受信部と、
前記下りチャネルを用いてデータを送信する送信部と、
前記上位ネットワークにデータを送信するネットワークインターフェース部と、
前記基地局の第１の受信部が受信した前記上りチャネルのデータを前記ネットワークインターフェース部および前記基地局の送信部を用いて前記上位ネットワークと前記無線端末とに送信し、前記ネットワークインターフェース部が受信した前記上位ネットワークからのデータを前記基地局の送信部を用いて前記無線端末に送信するように制御するとともに、前記認証用チャネルを用いてデータを送受信するために必要な情報である認証用チャネル情報を前記基地局の送信部が送信する下りチャネルのデータ内に挿入し、前記無線端末が認証用チャネルを用いて送信した認証情報を前記基地局の第２の受信部を用いて受信した場合、前記受信した認証情報を前記認証サーバに通知し、該認証サーバから前記無線ネットワークシステムへのアクセスを認証する通知を受けた場合、前記上りチャネルを用いてデータを送受信するために必要な情報である上りチャネル情報を前記基地局の送信部が送信する下りチャネルのデータ内に挿入するように制御する制御部と、
を備え、
前記複数の無線端末は、
無線端末の制御部により設定されたチャネルのデータを受信する第１の受信部と、
前記下りチャネルのデータを受信する第２の受信部と、
前記無線端末の制御部により設定されたチャネルを用いてデータを送信する送信部と、
前記無線端末の第２の受信部を用いて前記下りチャネルのデータを受信して、前記基地局の送信部が送信した下りチャネルのデータ内の認証用チャネル情報を検出し、該検出した認証用チャネル情報に基づいて、前記無線端末の送信部および前記無線端末の第１の受信部に前記認証用チャネルを設定して、前記無線端末の第１の受信部を用いて前記認証用チャネルのデータを受信して該認証用チャネルが使用されていないことを確認した後、自無線端末を識別するための認証情報を前記認証用チャネルを用いて送信するとともに、前記無線端末の第２の受信部を用いて前記下りチャネルのデータを受信して、前記基地局の送信部が送信した下りチャネルのデータ内の前記上りチャネル情報を検出し、該検出した上りチャネル情報に基づいて、前記無線端末の第１の受信部および前記無線端末の送信部に上りチャネルを設定して、前記無線端末の第１の受信部を用いて前記上りチャネルのデータを受信し、該上りチャネルが使用されていないことを確認した後に、前記無線端末の送信部および前記無線端末の第２の受信部を用いて前記基地局と無線通信を行うように制御する制御部と、
を備えることを特徴とする無線ネットワークシステム。
複数の無線チャネルのうちの１つである上りチャネルを用いてデータを送信し、該上りチャネルとは異なる下りチャネルを用いたデータを受信して、上位ネットワークと接続される基地局と無線通信を行う無線端末であって、
前記上りチャネルのデータを受信する第１の受信部と、
前記下りチャネルのデータを受信する第２の受信部と、
前記上りチャネルを用いてデータを送信する送信部と、
送信すべきデータが発生した場合に、前記第１の受信部を用いて前記上りチャネルのデータを受信して、他の無線端末が該上りチャネルを使用していないことを確認した後に前記送信部を用いて前記基地局に前記送信すべきデータを送信するとともに、前記基地局から送信された下りチャネルのデータを第２の受信部を用いて受信するように制御する制御部と、
を備えることを特徴とする無線端末。
前記無線端末の制御部は、
前記第２の受信部を用いて前記基地局が送信した下りチャネルのデータ内の前記上りチャネルを用いてデータを送受信するために必要な情報である上りチャネル情報を検出し、該検出した上りチャネル情報に基づいて、前記第１の受信部および前記送信部に上りチャネルを設定すること、
を特徴とする請求項４に記載の無線端末。
複数の無線チャネルのうちの１つである上りチャネルを用いてデータを送信し、該上りチャネルとは異なる下りチャネルを用いたデータを受信して、無線端末を識別するために必要な情報である認証情報に基づいて無線端末を認証するか否かを決定する認証サーバおよび上位ネットワークに接続されている基地局と通信を行う無線端末であって、
制御部により設定されたチャネルのデータを受信する第１の受信部と、
前記下りチャネルのデータを受信する第２の受信部と、
前記制御部により設定されたチャネルを用いてデータを送信する送信部と、
前記第２の受信部を用いて前記下りチャネルのデータを受信して、前記基地局が送信した下りチャネルのデータ内の認証用チャネルを用いてデータを送受信するために必要な情報である認証用チャネル情報を検出し、該検出した認証用チャネル情報に基づいて、前記送信部および前記第１の受信部に前記認証用チャネルを設定して、前記第１の受信部を用いて前記認証用チャネルのデータを受信して該認証用チャネルが使用されていないことを確認した後、自無線端末を識別するための認証情報を前記認証用チャネルを用いて送信するとともに、前記第２の受信部を用いて前記下りチャネルのデータを受信して、前記基地局が送信した下りチャネルのデータ内の前記上りチャネルを用いてデータを送受信するために必要な情報である上りチャネル情報を検出し、該検出した上りチャネル情報に基づいて、前記第１の受信部および前記送信部に上りチャネルを設定して、前記第１の受信部を用いて前記上りチャネルのデータを受信して該上りチャネルが使用されていないことを確認した後に、前記送信部および前記第２の受信部を用いて前記基地局と無線通信を行うように制御する制御部と、
を備えることを特徴とする無線端末。
複数の無線チャネルのうちの１つである上りチャネルと該上りチャネルとは異なる下りチャネルとを用いて複数の無線端末と無線通信を行うとともに、上位ネットワークと接続されている基地局であって、
前記上りチャネルのデータを受信する受信部と、
前記下りチャネルを用いてデータを送信する送信部と、
前記上位ネットワークにデータを送信するネットワークインターフェース部と、
前記受信部が受信した前記上りチャネルのデータを前記ネットワークインターフェース部および前記送信部を用いて前記上位ネットワークと前記無線端末とに送信し、前記ネットワークインターフェース部が受信した前記上位ネットワークからのデータを前記送信部を用いて前記無線端末に送信するように制御する制御部と、
を備えることを特徴とする基地局。
前記制御部は、
前記上りチャネルを用いてデータを送受信するために必要な情報である上りチャネル情報を前記送信部が送信する下りチャネルのデータ内に挿入すること、
を特徴とする請求項７に記載の基地局。
複数の無線チャネルのうちの１つである上りチャネルと該上りチャネルとは異なる下りチャネルとを用いて複数の無線端末と無線通信を行うとともに、該複数の無線端末を識別するために必要な情報である認証情報に基づいて各無線端末を認証するか否かを決定する認証サーバおよび上位ネットワークに接続されている基地局であって、
前記上りチャネルのデータを受信する第１の受信部と、
前記複数の無線チャネルのうち、前記上りチャネルおよび前記下りチャネルとは異なる認証用チャネルのデータを受信する第２の受信部と、
前記下りチャネルを用いてデータを送信する送信部と、
前記上位ネットワークにデータを送信するネットワークインターフェース部と、
前記受信部が受信した前記上りチャネルのデータを前記ネットワークインターフェース部および前記送信部を用いて前記上位ネットワークと前記無線端末とに送信し、前記ネットワークインターフェース部が受信した前記上位ネットワークからのデータを前記送信部を用いて前記無線端末に送信するように制御するとともに、前記認証用チャネルを用いてデータを送受信するために必要な情報である認証用チャネル情報を前記送信部が送信する下りチャネルのデータ内に挿入し、前記無線端末が認証用チャネルを用いて送信した認証情報を前記第２の受信部を用いて受信した場合、前記受信した認証情報を前記認証サーバに通知し、該認証サーバから前記無線ネットワークシステムへのアクセスを認証する通知を受けた場合、前記上りチャネルを用いてデータを送受信するために必要な情報である上りチャネル情報を前記送信部が送信する下りチャネルのデータ内に挿入するように制御する制御部と、
を備えることを特徴とする基地局。