JP2005341232A - サーバ装置、クライアント装置および通信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば無線ＬＡＮ等を介して接続されるクライアント装置同士が直接的にデータを送受信する際に無線帯域を効率的に利用することを可能としたサーバ装置を提供する。
【解決手段】アクセスポイント１は、ステーション２同士が直接的にデータを送受信するために使用する無線通信用のチャネルを決定し、このチャネルへの切り換え指示を各ステーション２通知する。その後、アクセスポイント１は、各ステーション２から当該直接データ送受信の終了が通知されてくるのを待機する。一方、各ステーション２は、この切り換え指示を受信すると、その指示されたチャネルに切り換えて直接データ送受信を実行し、終了したら、切り換え前のチャネルに戻して当該直接データ送受信の終了をアクセスポイント１に通知する。そして、この通知の送受信を契機に、アクセスポイント１およびステーション２は、相互間の無線通信を再開する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えば無線ＬＡＮ等を介してサーバ装置と接続されるクライアント装置同士が直接的にデータを送受信するための通信制御技術に関する。

近年、例えばテレビジョン装置やレコーダ装置などの家庭電化製品をケーブルレスで接続可能なホームサーバが普及し始めている。このホームサーバは、いわゆるアクセスポイントとして動作するので、クライアント装置であるテレビジョン装置とレコーダ装置との間のデータ送受信は、基本的には、ホームサーバ経由で行われる。

また、最近では、クライアント装置同士がサーバ装置を経由せずに直接的にデータを送受信するための方法が種々提案されている（例えば特許文献１等参照）。この特許文献１に記載の無線パケット転送方法では、直接転送方法によるパケット転送が成功する可能性が高い無線端末に対してのみ、直接転送方法によるパケット転送を行い、それ以外の無線端末に対しては、無線基地局経由の中継転送方法によるパケット転送を行うといった効率的なデータ送受信を可能としている。
特開平１１−２５２１１４号公報

ところで、この特許文献１に記載の無線パケット転送方法では、各無線端末が、任意の無線端末宛ての送信パケットの自端末における受信状況等に基づき、該パケットの送信元である無線端末への自端末からの直接転送方法によるパケット転送が成功する可能性を判定する機能を備えている。そして、成功する可能性が高いと判定した無線端末をテーブルに登録しておくことにより、直接転送方法によるパケット転送が成功する可能性が高い無線端末に対してのみ、直接転送方法によるパケット転送を行うといった効率的なデータ送受信を可能としている。

しかしながら、ホームサーバシステムは、家庭内での設置が前提とされる通信システムであるので、低コスト化の要請が強く、無線通信の範囲も限定的であるため、前述したような大掛かりな機能を各クライアント装置に搭載するのは費用対効果の面からも現実的ではない。また、限定的な範囲で複数の通信機器が無線通信を行うホームサーバシステムにおいては、無線帯域の効率利用の方がより重要度の高い問題である。

この発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、例えば無線ＬＡＮ等を介してサーバ装置と接続されるクライアント装置同士が直接的にデータを送受信する際に無線帯域を効率的に利用することを可能としたサーバ装置、クライアント装置および通信制御方法を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために、この発明は、複数のクライアント装置との間で無線通信を実行するサーバ装置において、前記複数のクライアント装置の中の第１および第２のクライアント装置が直接的にデータを送受信するために使用する無線通信用のチャネルを決定する決定手段と、前記決定手段により決定されたチャネルへの切り換え指示を前記第１および第２のクライアント装置に通知する通知手段と、前記通知手段によりチャネルの切り換え指示が通知された後、前記第１および第２のクライアント装置からの前記直接的なデータ送受信の終了の通知を待機し、この通知が受信された場合に、前記第１および第２のクライアント装置との間の無線通信を再開する通信制御手段とを具備することを特徴とする。

また、この発明は、サーバ装置との間で無線通信を実行するクライアント装置であって、前記サーバ装置との間で無線通信を実行する他のクライアント装置との間で直接的にデータを送受信する機能を有するクライアント装置において、前記他のクライアント装置との間で直接的にデータを送受信するために使用するチャネルへの切り換え指示を前記サーバ装置から受信する受信手段と、前記受信手段によりチャネルの切り換え指示が受信された場合、そのチャネルに切り換えて前記他のクライアント装置との間の前記直接的なデータ送受信を実行し、このデータ送受信が終了した場合に、切り換え前のチャネルに戻すべく再切り換えを行って前記直接的なデータ送受信の終了を前記サーバ装置に通知し、前記サーバ装置との間の無線通信を再開する通信制御手段とを具備することを特徴とする。

また、この発明は、複数のクライアント装置がサーバ装置との間で無線通信を実行する通信システムにおける通信制御方法であって、前記サーバ装置は、前記複数のクライアント装置の中の２つのクライアント装置が直接的にデータを送受信するために使用する無線通信用のチャネルを決定し、このチャネルへの切り換え指示を前記２つのクライアント装置に通知して、前記２つのクライアント装置からの前記直接的なデータ送受信の終了の通知を待機し、前記複数のクライアント装置それぞれは、他のクライアント装置との間で前記直接的なデータ送受信を実行するために使用するチャネルへの切り換え指示を前記サーバ装置から受信し、そのチャネルに切り換えて前記他のクライアント装置との間の前記直接的なデータ送受信を実行し、その終了時に、切り換え前のチャネルに戻すべく再切り換えを行って前記直接的なデータ送受信の終了を前記サーバ装置に通知し、前記サーバ装置および前記複数のクライアント装置それぞれは、前記直接的なデータ送受信の終了の通知が授受された場合に、相互間の無線通信を再開することを特徴とする。

この発明によれば、例えば無線ＬＡＮ等を介してサーバ装置と接続されるクライアント装置同士が直接的にデータを送受信する際に無線帯域を効率的に利用することを可能としたサーバ装置、クライアント装置および通信制御方法を提供することができる。

以下、図面を参照して、この発明の一実施形態を説明する。図１は、本実施形態に係る通信システムのネットワーク構成を示す図である。

この通信システムは、サーバ装置であるアクセスポイント１とクライアント装置であるステーション２とがＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠した無線通信を行うことで無線ＬＡＮを構築するものであり、ここでは、アクセスポイント１として家庭内サーバ、ステーション２としてテレビジョン装置やレコーダ装置が設置されるものと想定する。また、ステーション２としては、このテレビジョン装置およびレコーダ装置のほか、図示されない種々の電子機器が存在するものとする。

ＩＥＥＥ８０２．１１規格の１つであるＩＥＥＥ８０２．１１ｅでは、音声や動画像の送受信が考慮されており、ステーション２同士が直接的にデータを送受信するための規則がＤＬＰ（Direct Link Protocol）として策定中である。つまり、このＤＬＰを用いれば、テレビジョン装置とレコーダ装置とは、家庭内サーバを経由せずにデータを送受信することができる。そして、ここでは、アクセスポイント１および各ステーション２がこのＩＥＥＥ８０２．１１ｅ規格に準拠した無線通信を行うものと想定する。

ところで、アクセスポイント１と無線通信を行うステーション２同士が直接的にデータ送受信を行う場合、一般的には、アクセスポイント１が他のステーション２との間で無線通信を行うためのチャネルを時分割で共用することになる。この場合、無線帯域を効率的に利用しているとは言い難く、例えばリアルタイム性を要求されるデータ処理に関わるデータ送受信に悪影響を与えるおそれもある。そこで、以下では、ステーション２同士が直接的にデータ送受信を行う際、無線帯域の効率利用を図るために、本通信システムのアクセスポイント１および各ステーション２がどのような動作制御を行っているのかについて説明する。

図２は、サーバ装置であるアクセスポイント１の概略構成を示すブロック図である。図２に示すように、アクセスポイント１は、制御部１１、入力部１２、データ記憶部１３および無線部１４を有している。

制御部１１は、このアクセスポイント１全体の制御を司っており、各種制御のために様々なプログラムを備えている。その１つに、ステーション２同士が直接的にデータを送受信する際の制御を実行する通信制御プログラム１１ａが存在する。入力部１２は、ユーザの指示操作を受け付けるインタフェース機構であり、その受け付けた指示内容を制御部１１に伝達する。データ記憶部１３は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶媒体であり、通信制御プログラム１１ａが使用する通信管理データ１３ａを含む種々のデータを記憶する。そして、無線部１４は、ステーション２との無線通信を実行制御する。

図３は、このデータ記憶部１３に記憶される通信管理データ１３ａの一例を示す図であり、制御部１１の通信制御プログラム１１ａは、この通信管理データ１３ａを使って、接続中のステーション２と、（ステーション２同士の）直接データ送受信を実行中のステーション２と、各ステーション２の使用チャネルとを管理する。図３の例では、接続中のステーション２として、識別ＩＤが“ＳＴＡ１”〜“ＳＴＡ４”の少なくとも４つのステーション２がアクセスポイント１と接続された状態にあり、そのうち、識別ＩＤが“ＳＴＡ１”と“ＳＴＡ２”のステーション２が直接データ送受信を実行中であり、チャネル３とチャネル１とが使用中であることが分かる。なお、この通信管理データ１３ａで示される使用中チャネルのうち、直接データ送受信を実行していないステーション２が使用するチャネルは、このアクセスポイント１が各ステーション２との無線通信で使用するチャネルである（ここでは、チャネル１）。

一方、図４は、クライアント装置であるステーション２の概略構成を示すブロック図である。図４に示すように、ステーション２は、制御部２１、入力部２２、データ記憶部２３、出力部２４および無線部２５を有している。このうち、制御部２１、入力部２２、データ記憶部２３および無線部２５は、アクセスポイント１における制御部１１、入力部１２、データ記憶部１３および無線部１４とほぼ同様の働きをもつものであり、制御部２１の通信制御プログラム２１ａは、アクセスポイント１側の通信制御プログラム１１ａからの指示に基づき、他のステーション２との直接的なデータ送受信を制御する。また、出力部２４は、例えば制御部２１によるデータ処理結果等をユーザに提示するためのインタフェース機構である。

前述したように、この通信システムは、アクセスポイント１やステーション２がＩＥＥＥ８０２．１１ｅ規格に準拠した無線通信を行う。つまり、例えばレコーダ装置（ＳＴＡ２）からテレビジョン装置（ＳＴＡ１）に録画データを送信する場合など、図５に示すように、あるステーション２から他のステーション２にデータを送信する場合、アクセスポイント１を経由させる一般的なルート（Ｘ１＋Ｘ２）のほか、前述のＤＬＰを用いることにより、アクセスポイント１を経由しないルート（Ｙ１）も選択可能である。そして、この後者のルートを選択する場合には、アクセスポイント１と当事者である各ステーション２とが図６に示す手順による直接データ送受信開始手続きを実行する。

まず、テレビジョン装置（ＳＴＡ１）から家庭内サーバ（ＡＰ）に対して、レコーダ装置（ＳＴＡ２）との直接データ送受信の要求が通知される（図６の（１））。すると、家庭内サーバからレコーダ装置に対して、テレビジョン装置との直接データ送受信の指示が通知され（図６の（２））、この指示に対して、レコーダ装置から家庭内サーバに直接データ送受信許可ステータスが返却される（図６の（３））。そして、このレコーダ装置からの直接データ送受信許可ステータスは、家庭内サーバからテレビジョン装置へと転送される（図６の（４））。以上で直接データ送受信開始手続きは終了し、ステーション２間での直接データ送受信が実行可能となる。なお、ここでは、テレビジョン装置から家庭内サーバに対してレコーダ装置との直接データ送受信が要求される例を示したが、家庭内サーバからテレビジョン装置およびレコーダ装置に対して当事者間で直接データ送受信を行う旨を要求することも可能である。

この直接データ送受信開始手続きが終了すると、ステーション２間での直接データ送受信が実行可能となるが、本通信システムでは、無線帯域の効率利用を図るため、アクセスポイント１およびステーション２の各々が、さらに後述するような制御を実行する。

図７は、アクセスポイント１の直接データ送受信に関する制御手順の流れを示すフローチャートである。なお、この図７に示した制御手順は、通信制御プログラム１１ａの記述により定義されて制御部１１によって具現化されるものである。

制御部１１は、前述の直接データ送受信開始手続き（ステップＡ１）の終了後、直接データ送受信を実行する各ステーション２が当該直接データ送受信で使用するチャネルを決定する（ステップＡ２）。このチャネルを決定するために、制御部１１は、通信管理データ１３ａを参照し、使用中のチャネル以外、つまり未使用のチャンネルを見つけ出し、その中のいずれかのチャネルを選択する。これにより、直接データ送受信が最初に行われる際には、アクセスポイント１が各ステーション２との無線通信に使用するチャネル以外のいずれかのチャネルが選択され、この直接データ送受信中にさらに別の直接データ送受信が行われることになった場合には、この２つのチャネル以外のいずれかのチャネルが選択される。以降、同様の手順で新たな直接データ送受信用のチャネルが順次に選択されることになる。そして、この選択時、制御部１１は、互いの干渉を避けるため、使用中のチャネルからその周波数が離れたチャネルを優先的に採用する。

チャネルを決定すると、制御部１１は、このチャネルへの変更を、直接データ送受信を実行する各ステーション２に通知する（ステップＡ３）、そして、このチャネルが使用中になった旨を通信管理データ１３ａに記録して管理する（ステップＡ４）。この通知が行われると、ステーション２側でチャネルを変更し、アクセスポイント１の配下から外れて直接データ送受信へと移行することになるが、制御部１１は、これらのステーション２から直接データ送受信の終了の通知を待機する（ステップＡ５）。そして、この通知が受信されると（ステップＡ６のＹＥＳ）、通信管理データ１３ａの更新を含む直接データ送受信終了手続きを実行し（ステップＡ７）、これらの各ステーション２との間の無線通信を再開する。

一方、図８は、ステーション２の直接データ送受信に関する制御手順の流れを示すフローチャートである。この図８に示した制御手順も、通信制御プログラム２１ａの記述により定義されて制御部２１によって具現化されるものである。

制御部２１は、前述の直接データ送受信開始手続き（ステップＢ１）の終了後、アクセスポイント１からチャネル変更指示が通知されてくるのを待機する（ステップＢ２）。そして、この指示が通知されると（ステップＢ３のＹＥＳ）、制御部２１は、変更前のチャネルを例えばデータ記憶部２３に保持した後（ステップＢ４）、指示されたチャネルへの変更を実行する（ステップＢ５）。

チャネルを変更すると、制御部１１は、他のステーション２との間の直接データ送受信を開始する（ステップＢ６）。その後、この直接データ送受信が終了した時に、制御部１１は、保持したチャネルに戻すべく再度変更し（ステップＢ７）、直接データ送受信の終了をアクセスポイント１に通知する（ステップＢ８）。そして、制御部１１は、ステーション内の状態をアクセスポイント１との無線通信状態に戻すための直接データ送受信終了手続きを実行し（ステップＢ９）、アクセスポイント１との間の無線通信を再開する。

以上のように、直接データ送受信に関する制御をアクセスポイント１と各ステーション２とが協調して行うことにより、例えば図９乃至図１１に示すような通信制御が実現されることになる。

いま、図９に示すように、アクセスポイント１に５つのステーション２が接続されていたとする。そして、この５つのステーション２の中の２つのステーション２が、図１０に示すように、直接データ送受信に移行する場合、これらは、アクセスポイント１−ステーション２間のチャネルとは異なるチャネルが使用されることになる。さらに、この直接データ送受信の実行中、残りの３つのステーション２の中の２つのステーション２が、図１１に示すように、さらに直接データ送受信に移行する場合、これらは、アクセスポイント１−ステーション２間のチャネルおよび実行中の直接データ送受信で使用されるチャネルとは異なるチャネルが使用されることになる。これにより、無線帯域の効率利用が図られることになる。

なお、前述の実施形態では、アクセスポイント１の制御部１１は、直接データ送受信を行う各ステーション２にチャネル変更指示を通知する際、通信管理データ１３ａを参照して未使用のチャネルを見つけ出し、その中からその周波数が使用中のチャネルから最も離れたチャネルを選択する例を説明したが、これに代えて、各チャネルの使用状況を例えば一定間隔毎に周期的に監視して、未使用中のチャネルの中からその使用頻度が最も低いチャネルを選択するようにしてもよい。

また、各チャネルの使用状況を、各ステーション２に例えば一定間隔毎に周期的に監視させ、アクセスポイント１がこれらの使用状況を示す情報を収集するようにすれば、図１２に示すように、アクセスポイント１が単独で監視する場合と比較して、より広範囲で各チャネルの使用状況を把握することができ、より適切なチャネル選択が可能となる。

つまり、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の実施形態に係る通信システムのネットワーク構成を示す図 同実施形態のアクセスポイントの概略構成を示すブロック図 同実施形態のアクセスポイントが備えるデータ記憶部に記憶される通信管理データの一例を示す図 同実施形態のステーションの概略構成を示すブロック図 同実施形態の通信システムにおいてステーション間でデータを送受信する際に取り得る２つのルートを示す図 同実施形態のアクセスポイントおよびステーションが実行する直接データ送受信開始手続きを説明するための図 同実施形態のアクセスポイントの直接データ送受信に関する制御手順の流れを示すフローチャート 同実施形態のステーションの直接データ送受信に関する制御手順の流れを示すフローチャート 同実施形態の通信システムにおいて実現される通信制御の一例を説明するための第１の図 同実施形態の通信システムにおいて実現される通信制御の一例を説明するための第２の図 同実施形態の通信システムにおいて実現される通信制御の一例を説明するための第３の図 各チャネルの使用状況を各ステーションに監視させるように変形した場合の例を説明するための図

符号の説明

１…アクセスポイント（サーバ装置）、２…ステーション（クライアント装置）、１１，２１…制御部、１１ａ，２１ａ…通信制御プログラム、１２，２２…入力部、１３，２３…データ記憶部、１３ａ…通信管理データ、１４，２５…無線部、２４…出力部。

Claims (10)

1. 複数のクライアント装置との間で無線通信を実行するサーバ装置において、
   前記複数のクライアント装置の中の第１および第２のクライアント装置が直接的にデータを送受信するために使用する無線通信用のチャネルを決定する決定手段と、
   前記決定手段により決定されたチャネルへの切り換え指示を前記第１および第２のクライアント装置に通知する通知手段と、
   前記通知手段によりチャネルの切り換え指示が通知された後、前記第１および第２のクライアント装置からの前記直接的なデータ送受信の終了の通知を待機し、この通知が受信された場合に、前記第１および第２のクライアント装置との間の無線通信を再開する通信制御手段と
   を具備することを特徴とするサーバ装置。
2. 前記決定手段は、前記複数のクライアント装置との間で無線通信を実行するために使用中のチャネル以外のいずれかのチャネルを前記第１および第２のクライアント装置が直接的にデータを送受信するために使用するチャネルに決定することを特徴とする請求項１記載のサーバ装置。
3. 前記決定手段は、前記使用中のチャネル以外で使用可能なチャネルのうち、その周波数が前記使用中のチャネルから最も離れたチャネルを前記直接的なデータ送受信用のチャネルに決定することを特徴とする請求項２記載のサーバ装置。
4. 前記決定手段は、前記複数のクライアント装置それぞれから各チャネルの使用状況を示す情報を収集する手段を含み、前記使用中のチャネルから最も離れた周波数のチャネルが複数存在する場合、その中から前記収集した情報より得られる使用頻度が最も低いチャネルを前記直接的なデータ送受信用のチャネルに決定することを特徴とする請求項３記載のサーバ装置。
5. 前記決定手段は、前記複数のクライアント装置それぞれから各チャネルの使用状況を示す情報を収集する手段を含み、前記使用中のチャネル以外で使用可能なチャネルのうち、前記収集した情報より得られる使用頻度が最も低いチャネルを前記直接的なデータ送受信用のチャネルに決定することを特徴とする請求項２記載のサーバ装置。
6. 前記決定手段は、最も低い使用頻度のチャネルが複数存在する場合、その中からその周波数が前記使用中のチャネルから最も離れたチャネルを前記直接的なデータ送受信用のチャネルに決定することを特徴とする請求項５記載のサーバ装置。
7. 前記決定手段は、前記第１および第２のクライアント装置が前記直接的なデータ送受信の実行中、さらに前記複数のクライアント装置の中の第３および第４のクライアント装置が直接的にデータを送受信する場合に、記複数のクライアント装置との間で無線通信を実行するために使用中のチャネル並びに前記第１および第２のクライアント装置が前記直接的なデータ送受信を実行するために使用中のチャネル以外のいずれかのチャネルを前記第３および第４のクライアント装置が直接的にデータを送受信するために使用するチャネルに決定することを特徴とする請求項２記載のサーバ装置。
8. サーバ装置との間で無線通信を実行するクライアント装置であって、前記サーバ装置との間で無線通信を実行する他のクライアント装置との間で直接的にデータを送受信する機能を有するクライアント装置において、
   前記他のクライアント装置との間で直接的にデータを送受信するために使用するチャネルへの切り換え指示を前記サーバ装置から受信する受信手段と、
   前記受信手段によりチャネルの切り換え指示が受信された場合、そのチャネルに切り換えて前記他のクライアント装置との間の前記直接的なデータ送受信を実行し、このデータ送受信が終了した場合に、切り換え前のチャネルに戻すべく再切り換えを行って前記直接的なデータ送受信の終了を前記サーバ装置に通知し、前記サーバ装置との間の無線通信を再開する通信制御手段と
   を具備することを特徴とするクライアント装置。
9. 各チャネルの使用状況を監視する監視手段と、
   前記監視手段により得た各チャネルの使用状況を示す情報を前記サーバ装置に送信する送信手段と
   をさらに具備することを特徴とする請求項８記載のクライアント装置。
10. 複数のクライアント装置がサーバ装置との間で無線通信を実行する通信システムにおける通信制御方法であって、
    前記サーバ装置は、前記複数のクライアント装置の中の２つのクライアント装置が直接的にデータを送受信するために使用する無線通信用のチャネルを決定し、このチャネルへの切り換え指示を前記２つのクライアント装置に通知して、前記２つのクライアント装置からの前記直接的なデータ送受信の終了の通知を待機し、
    前記複数のクライアント装置それぞれは、他のクライアント装置との間で前記直接的なデータ送受信を実行するために使用するチャネルへの切り換え指示を前記サーバ装置から受信し、そのチャネルに切り換えて前記他のクライアント装置との間の前記直接的なデータ送受信を実行し、その終了時に、切り換え前のチャネルに戻すべく再切り換えを行って前記直接的なデータ送受信の終了を前記サーバ装置に通知し、
    前記サーバ装置および前記複数のクライアント装置それぞれは、前記直接的なデータ送受信の終了の通知が授受された場合に、相互間の無線通信を再開する
    ことを特徴とする通信制御方法。

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