JP2006093926A - 無線ネットワーク接続機器特定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 所望する接続相手と簡単に接続して無線ネットワークを構成する、無線ネットワーク接続方法を提供する。
【解決手段】 無線接続を開始する接続開始機器（１０）と被接続機器（１１，１２，１３）で構成される無線ネットワーク（ＮＷ１）において、接続開始機器（１０）は接続前に、被接続機器（１１，１２，１３）に対して機器探索電波（Ｓｇ２０）を発射し、被接続機器（１１，１２，１３）は機器探索応答電波（Ｓｇ２１，Ｓｇ２２，Ｓｇ２３）を発射し、接続開始機器（１０）は機器探索応答電波（Ｓｇ２１，Ｓｇ２２，Ｓｇ２３）の受信電波強度を所定め条件で判定して接続機器を特定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、デジタル情報の伝送におけるデータ交換ネットワーク、特に無線パーソナルエリアネットワークや無線ローカルエリアネットワークなどの無線ネットワークにおいて、接続する機器を特定する方法に関する。

従来、無線ネットワーク接続方法に関しては、特開２００３−１４３１６０号公報（特許文献１）に記載されたものが知られている。図８に、従来の無線ネットワークの構成を示す。無線ネットワークの潜在メンバーにネットワーク送信勧誘信号を送信し、それを受信した前記潜在メンバーは肯定的な応答に識別ＩＤを組み込んでメンバーに加える方法である。このような方法は、街中のホットスポットや、オフィス内、或いは家庭内の無線ローカルエリアネットワークにおいて、パーソナルコンピュータを無線基地局に接続するような場面において利用される。

また、近年、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤドライブ、ハードディスクドライブ、携帯電話、プリンタ、スキャナ、およびＰＤＡなどのコンピュータ周辺機器と、パーソナルコンピュータとを接続する際に無線ネットワークが使われるようになりつつある。
特開２００３−１４３１６０号公報

しかしながら、無線ネットワークでパーソナルコンピュータとその周辺機器を接続する場合には、従来から接続前にユーザが行う初期設定が問題となっており、特にパソコン初心者や、ネットワークに精通していないユーザにとっては、煩雑な初期設定が障壁となり問題である。よって、本発明は、所望する接続相手と簡単に接続して無線ネットワークを構成する為に、接続する機器を特定する方法を提供することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明は、無線接続を開始する接続開始機器と被接続機器で構成される系において、
前記接続開始機器は接続の前に、前記被接続機器に対して機器探索の電波を発射し、
前記被接続機器は前記機器探索に対する機器探索応答の電波を発射し、
前記接続開始機器は前記機器探索応答の電波の受信電波強度を予め定められた条件で判定して接続機器を特定する方法である。

以上のように本発明によれば、無線接続特有の煩雑な初期設定なしに、接続する機器を特定できることにより、無線デバイス間の接続が可能である。

（第１の実施の形態）
図１に、本発明の第１の実施の形態にかかる無線ネットワークＮＷ１の構成を示す。図１において、符号１０は接続開始機器を示し、符号１１は被接続機器を示し、符号１２は機器イを示し、符号１３は機器ロを示している。以上のような構成において、接続開始機器１０と被接続機器１１が無線接続を行う場合の動作を述べる。

接続開始機器１０、被接続機器１１、機器イ１２、および機器ロ１３は互いに発射する電波が到達する範囲内に存在する環境下において、接続開始機器１０を被接続機器１１とのみに無線ネットワーク接続する場合について述べる。まず、接続開始機器１０は、機器探索信号Ｓｇ２０を送信する。この機器探索信号Ｓｇ２０を受信した被接続機器１１、機器イ１２、機器ロ１３は、機器探索応答信号Ｓｇ２１、Ｓｇ２２、およびＳｇ２３をそれぞれ送信する。これらの機器探索応答信号Ｓｇ２１、Ｓｇ２２、およびＳｇ２３には、電波を発射した被接続機器１１、機器イ１２および機器ロ１３のそれぞれの識別番号が含まれている。

この識別番号は、デバイスアドレスでもよい。これらを接続開始機器１０が受信し、接続開始機器１０は、受信した機器探索応答信号Ｓｇ２１、Ｓｇ２２、およびＳｇ２３の電波強度を比較する。いま、接続開始機器１０が受信した機器探索応答信号Ｓｇ２１、Ｓｇ２２、Ｓｇ２３の受信強度が、それぞれ−４５ｄＢｍ、−６５ｄＢｍ、および−７０ｄＢｍであったとする。これらを比較し、最も電波強度が大きいものと接続するという条件のもとに接続する機器の特定を行うとすると、３つの中で機器探索応答信号Ｓｇ２１の電波強度が最も大きいので、接続開始機器１０は、接続先を被接続機器１１と判定する。

受信信号の電波強度を測定する手段としては、例えば一般的に無線受信機に装備されているＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ、受信信号強度インジケータ）の利用が挙げられる。また、上記の例で用いた判定方法は、最も電波強度が大きいものと接続するものであったが、このほかの判定方法でも接続機器を特定できる場合はその方法を用いても良い。例えば、一判定方法として、電波強度がある絶対値以上の値でかつ最も電波強度が大きいものと接続する方法が挙げられる。

（第２の実施の形態）
図２に、本発明の第２の実施の形態に係る無線ネットワークＮＷ２の構成を示す。図２において、符号３０は接続開始機器を示し、符号３１は被接続機器を示し、符号３２は機器イを示し、符号３３は機器ロを示す。以下に、無線ネットワークＮＷ２の動作について説明する。接続開始機器３０、被接続機器３１、機器イ３２、および機器ロ３３は互いに発射する電波が到達する範囲内に在る環境下において、接続開始機器３０と距離が一番近い被接続機器３１とを無線接続する場合について述べる。接続開始機器３０は、位置検出信号Ｓｇ４０を送信する。

この位置検出信号Ｓｇ４０を受信した被接続機器３１、機器イ３２、および機器ロ３３は、位置検出応答信号Ｓｇ４１、Ｓｇ４２、およびＳｇ４３をそれぞれ送信する。これらを接続開始機器３０が受信し、受信した位置検出応答信号Ｓｇ４１、Ｓｇ４２、およびＳｇ４３を解析する。いま、解析の結果、被接続機器３１、機器イ３２、および機器ロ３３の接続開始機器からの距離はそれぞれ５０ｃｍ、１ｍ、１．５ｍと判明したとする。これらを比較し、最も距離が近いものと接続するという条件の下に接続機器の特定を行うとすると、３つの中で接続開始機器３０に一番距離が近いのは被接続機器３１ということがわかる。よって、接続開始機器３０は、接続先を被接続機器３１と判定する。この位置検出機能を実現する無線ネットワーク技術としては、例えばウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）がある。

（第３の実施の形態）
図３および図４を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る接続開始機器について説明する。図３において符号５０は接続開始機器を示し、符号５１はアンテナを示し、符号５２および符号５３は共にスイッチを示し、符号５４は減衰器を示し、符号５５は受信部を示し、符号５６は送信部を示し、そして、符号５７はＲＳＳＩ信号処理部を示す。図４も同様である。以上のように構成された接続開始機器５０を使用した動作例について、以下述べる。

いま、接続開始機器５０は受信動作をしているとする。このとき、スイッチ５２は受信動作であるから、図３（図４も同様）のように受信部へとつながるようスイッチングされている。ＲＳＳＩ信号処理部５７は、電波強度設定値を持っており、この値を基準にスイッチ５３を制御する。ＲＳＳＩ信号は、受信部５５からＲＳＳＩ信号処理部５７に送られる。

接続相手の特定の一実現方法として、接続機器同士を近づけることにより特定することを考える。このとき、数センチメートルまで近づけると、互いに受信する電波の強度が非常に大きくなり、受信した信号を正しく再現できない可能性がある。これを防止するために、この電波強度設定値は小さくする。

受信強度が非常に大きい、例えば、電波強度設定値が−６０ｄＢｍに対して、受信信号の電波強度が−２５ｄＢｍである場合には、スイッチ５３は図３のように、受信信号を減衰器５４へ送るよう、スイッチングされる。減衰器５４では、特定の減衰量が設定され、受信電波を減衰させる。減衰量は任意に設定できることが望ましいが、固定量にしてもよい。

一方、通常の受信状態、例えば、受信信号の電波強度が電波強度設定値未満の場合は、スイッチ５３は図４のようにスイッチングされ、受信信号は減衰器を通らないようにする。これにより、受信部５５は、受信信号を、その強度が適切な大きさで受信できるようになる。

（第４の実施の形態）
図５および図９は、本発明を説明する機器構成の一例を示し、図５において符号６０は接続開始機器を示し、符号６１は接続プローブ信号送信部を示し、符号６２はプローブ応答信号受信部を示し、符号６３は受信電波強度履歴保存部を示し、符号６４は受信電波強度履歴判定部を示し、符号６５は接続処理部である。符号７０は被接続機器を示し、符号７１は接続プローブ信号受信部を示し、符号７２はプローブ応答信号送信部を示す。図９において、符号６０は図５の接続開始機器を示し、符号７０は図５の被接続機器を示し、符号８０は機器ハを示し、符号Ｓｐ９０は接続プローブ信号を示し、符号Ｓｐｒ９１は被接続機器７０が送信するプローブ応答信号を示し、符号Ｓｐｒ９２は機器ハが送信するプローブ応答信号を示す。また、被接続機器７０のデバイスアドレスはＡＡ：ＢＢ：ＣＣ：ＤＤ：ＥＥ：ＦＦであり、機器ハ８０のデバイスアドレスは１１：２２：３３：４４：５５：６６であるとする。以下に、接続開始機器６０と被接続機器７０が接続を行う場合の動作について述べる。

接続開始機器６０と被接続機器７０と機器ハ８０は互いに電波が到達する範囲内に在る環境下において、接続プローブ信号送信部６１が被接続機器７０および機器ハ８０に向けて、接続プローブ信号Ｓｐ９０なる無線信号を連続的に送信する。ここでいう連続的とは、１秒間に数回から数百回程度の頻度を想定している。この接続プローブ信号Ｓｐ９０は、実際に接続を開始する前に送受信する信号で、一般的に無線通信で用いられている機器探索信号（図１のＳｇ２０）でもよい。

被接続機器７０が上記の接続プローブ信号Ｓｐ９０を受信すると、被接続機器７０の中の接続プローブ信号受信部７１はプローブ応答信号送信部７２に指示を出す。指示を受けたプローブ応答信号送信部７２は、プローブ応答信号Ｓｐｒ９１なる無線信号を送信する。ここで、受信した接続プローブ信号Ｓｐ９０の１つに対して、プローブ応答信号Ｓｐｒ９１を１つ送信することにしているが、これを受信した接続プローブ信号Ｓｐ９０のｎ個（ｎは１以上の整数）に対してプローブ応答信号Ｓｐｒ９１を１つを送信するとしてもよい。

また、プローブ応答信号Ｓｐｒ９１は、前記接続プローブ信号Ｓｐ９０に対する応答信号であり、接続プローブ信号Ｓｐ９０を使用せずに機器探索信号（Ｓｇ２０）を用いる場合には、応答信号として機器探索応答信号（Ｓｇ２１、Ｓｇ２２、およびＳｇ２３）が使用される。

接続開始機器６０の中のプローブ応答信号受信部６２は、上記のプローブ応答信号Ｓｐｒ９１を受信したら、そのプローブ応答信号Ｓｐｒ９１の送信元デバイスアドレスと、受信した時間、および受信強度の組み合わせを受信電波強度履歴保存部６３に保存していく。その履歴の一例を図６に、「プローブ応答信号の受信履歴表Ｔ」として示す。このとき、機器ハが送信するプローブ応答信号Ｓｐｒ９２も受信するので、このＳｐｒ９２の受信強度、受信時間、および機器ハ８０のでデバイスアドレスも併せて受信電波強度履歴保存部６３に保存していく。

次に、プローブ応答信号受信部６２は、受信電波強度履歴判定部６４に指示を出す。指示を受けた受信電波強度履歴判定部６４は、受信電波強度履歴保存部６３を参照して、図７に示すフローチャートに従って、履歴を判定する。その結果、処理終了となった場合には、受信電波強度履歴判定部６４は処理待ちとなり、再びプローブ応答信号受信部６２からの指示を待つことになる。また、接続処理開始となった場合には、受信電波強度履歴判定部６４は、接続処理部６５に対して指示を出す。指示を受けた接続処理部６５は、被接続機器７０に対して接続要求の無線信号を送信する。

図７に示すフローチャートを参照して、履歴判定動作について説明する。なお、本例においては、受信電波強度履歴が図６の「プローブ応答信号の受信履歴表Ｔ」に示す例の通りであるとする。このフローチャートで示された処理の前に、先ず二つの電波強度の閾値が設定される。たとえば、第１の閾値を−５０ｄＢｍとし、第２の閾値を−３５ｄＢｍとする。この場合、受信強度が−５０ｄＢｍ以下であるものは、ステップＳ８０において、Ｎｏと判定されて、ステップＳ８５おいて処理が終了される。

図６のプローブ応答信号の受信履歴表Ｔを参照し、上から順番に処理していくとすると、上から８番目の受信強度−５９ｄＢｍまでは、すべて、ステップＳ８０におけるＮｏの判定により処理終了となることがわかる。すなわち、下から３番目の受信強度−４５ｄＢｍの履歴で初めて、追跡開始ステップを介して、ステップＳ８１に進む。この場合、−４５ｄＢｍが追跡開始して初めての値となるので、漸増判定ステップＳ８２では前回の受信強度と今回の受信強度との比較は行わない。

次に、ステップＳ８３で、今回の受信強度を第２の閾値−３５ｄＢｍと比較する。結果、受信強度−４５ｄＢｍの方が小さいのでＮｏと判定され、処理はステップＳ８２に戻る。そして次の同じデバイスの履歴を参照する。この場合、同じデバイス（デバイスアドレスはＡＡ：ＢＢ：ＣＣ：ＤＤ：ＥＥ：ＦＦ）の次の履歴を参照すると、受信強度−３０ｄＢｍである。よって、ステップＳ８２においては、前回の受信強度−４５ｄＢｍと比べて漸増と判断され、処理はステップＳ８３に進む。

ところで、ステップＳ８２においては、受信したプローブ応答信号Ｓｐｒ９１のうち、前回の受信強度と今回の受信強度を比較するのであるが、今回の受信強度が、前回の受信強度から数ｄＢ引いた値よりも大きければ漸増と判断しても良い。この数ｄＢは通常３〜１０ｄＢ程度に設定される。これは、同じ場所から放射された電波を受信してもその受信強度が時間とともに変動したり、電波の発射場所や受信場所が少し（数ｃｍ）異なった場合でも受信強度が変動したりするフェージングの影響を考慮に入れるためである。

ステップＳ８３においては、前述の第２の閾値−３５ｄＢｍと、今回の受信強度−３０ｄＢｍとの比較を行う。この場合、今回の受信強度のほうが大きいため、Ｙｅｓと判定され、処理は、接続処理ステップＳ８４に進む。こうして、デバイスアドレスＡＡ：ＢＢ：ＣＣ：ＤＤ：ＥＥ：ＦＦに対して、接続処理が行われる。

プローブ応答信号の受信履歴表Ｔには、デバイスアドレス１１：２２：３３：４４：５５：６６の受信強度の履歴も残されているので、このフローチャートに従って履歴判定する。この場合、いずれの受信強度も第１の閾値−５０ｄＢｍを超えないので、ステップＳ８１でＮｏと判定され、処理終了となる。よって、デバイス１１：２２：３３：４４：５５：６６に対する接続処理は行われない。こうして、特定のデバイスと接続処理を行うことが可能となる。

本発明は、デジタル情報の伝送におけるデータ交換ネットワーク、特に無線パーソナルエリアネットワークや無線ローカルエリアネットワーク等の無線ネットワークに適用できる。

本発明の第１の実施の形態に係る無線接続方法を示す説明図 本発明の第２の実施の形態に係る無線接続方法を示す説明図 本発明の第３の実施の形態に係る接続開始機器の強度受信時の状態を示すブロック 図４に示した接続開始機器の通常受信時の状態を示すブロック図 本発明の第４の実施の形態に係る接続開始機器と被接続機器の構成を示すブロック図 本発明の第４の実施の形態に係る受信電波強度履歴表 本発明の第４の実施の形態に係る受信電波強度履歴判定部における判定動作を示すフローチャート 従来の無線ネットワーク構成を示す説明図 本発明の第４の実施の形態に係る無線接続方法を示す説明図

符号の説明

１０ 接続開始機器
１１ 被接続機器
１２ 機器イ
１３ 機器ロ
２０ 機器探索信号
２１ 機器探索応答信号
２２ 機器探索応答信号
２３ 機器探索応答信号
３０ 接続開始機器
３１ 被接続機器
３２ 機器イ
３３ 機器ロ
４０ 位置検出信号
４１ 位置検出応答信号
４２ 位置検出応答信号
４３ 位置検出応答信号
５０ 接続開始機器
５１ アンテナ
５２ スイッチ
５３ スイッチ
５４ 減衰器
５５ 受信部
５６ 送信部
５７ ＲＳＳＩ信号処理部
６０ 接続開始機器
６１ 接続プローブ信号送信部
６２ プローブ応答信号受信部
６３ 受信電波強度履歴保存部
６４ 受信電波強度履歴判定部
６５ 接続処理部
７０ 被接続機器
７１ 接続プローブ信号受信部
７２ プローブ信号応答送信部
８０ 機器ハ

Claims (4)

1. 無線接続を開始する接続開始機器と被接続機器で構成される系において、
   前記接続開始機器は接続の前に、前記被接続機器に対して機器探索の電波を発射し、
   前記被接続機器は前記機器探索に対する機器探索応答の電波を発射し、
   前記接続開始機器は前記機器探索応答の電波の受信電波強度を予め定められた条件で判定して接続機器を特定する方法。
2. 請求項１に記載の系において、接続相手の特定に無線電波の位置検出機能を用いて接続機器の特定を行う方法。
3. 受信電波の減衰機能を有する受信強度調節部を保有する請求項１に記載の接続開始機器。
4. 無線接続を開始する接続開始機器と被接続機器で構成される系において、
   前記接続開始機器は接続の前に、前記被接続機器に対して接続プローブの電波を連続的に発射し、
   前記被接続機器は前記接続プローブに対するプローブ応答の電波を連続的に発射し、
   前記接続開始機器はプローブ応答の受信強度の履歴を記録するプローブ応答電波強度履歴保有手段を有し、
   前記接続開始機器は前記プローブ応答電波強度履歴保有手段が保有する電波強度の履歴情報を、予め定められた条件で判定して接続機器を特定する方法。

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