JP2006262206A - ネットワークシステムおよび端末装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 インフラストラクチャ・モードにおける通信障害を低減すること。
【解決手段】 通信端末１４は、自身のＭＡＣアドレス、およびアクセスポイント１１への接続要求を通信端末１２へ送信する。通信端末１２は、通信端末１４から送信されたデータを受信する。通信端末１２は、受信したデータの中に、アクセスポイント１１への接続要求が含まれている場合、受信したデータをそのままアクセスポイント１１に送信する。アクセスポイント１１は、通信端末１２から送信されたデータを受信し、受信したデータを解析した後、受信した通信端末１４のＭＡＣアドレスを登録する。アクセスポイント１１は、アクセスポイント１１とのリンクを確立したことを示す情報を通信端末１２へ送信する。通信端末１２は、アクセスポイント１１から送信されたデータを受信し、受信したデータをそのまま通信端末１４に送信する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば無線ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）などの無線通信技術を用いて構築されるネットワークシステムおよびこのネットワークに接続される端末装置に関する。

近年のネットワークシステムの発達により、ＬＡＮといった狭いエリアにおけるものだけではなくＷＡＮ（ワイド・エリア・ネットワーク）など、ストレスを感じずに全世界のあらゆるネットワーク機器にアクセスすることが可能となった。
また、オフィスや一般家庭においてＬＡＮを導入するものも多く、通信媒体も有線から無線へと姿を変えつつある。
無線ＬＡＮの通信モードには、ピアトゥピアで行うアドホック・モードと、ネットワークにアクセスすることが可能なインフラストラクチャ・モードが存在する。
インフラストラクチャ・モードにおいては、無線ＬＡＮを有した端末は、一般的にはアクセスポイント（中継基地局）を介してネットワークにアクセスする。

従来、このような無線ＬＡＮにおける通信環境を向上させる技術が下記の特許文献をはじめ種々提案されている。
特開２００４−７２５６５公報 特開２００２−１０１１０４公報

特許文献１には、ネットワーク上で無線端末を集中管理することにより、トラフィック（通信量）を軽減することが可能な無線ＬＡＮ通信に関する技術が提案されている。
特許文献２には、無線通信ネットワークを形成する前に、無線通信の相手となる電子機器の存在する位置を、利用者に対して視覚的に認識させることができる無線通信システムに関する技術が提案されている。

ところで、無線ＬＡＮのインフラストラクチャ・モードにおいては、通信端末は、アクセスポイント（中継基地局）を介してネットワークにアクセスしなければならない。
そのため、アクセスポイントと無線ＬＡＮを有した端末との間には限界があり、その距離を伸ばすためには電波の出力をあげる必要がある。
しかしながら、通信時における電波の出力容量は、法律によって規定されているため、限界がある。

従って、アクセスポイントから距離の離れている通信端末や、アクセスポイントと通信端末との間に電波遮蔽物が存在する環境にある端末装置においては、通信が困難なものとなるおそれがある。
そこで本発明は、無線ＬＡＮの通信方式であるインフラストラクチャ・モードにおける通信障害を低減することができるネットワークシステムおよび端末装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明では、無線通信方式であるインフラストラクチャ・モードにおける中継基地局と、前記中継基地局への直接無線接続が可能であるネットワークエリアの範囲内に存在する第１の通信端末と、前記第１の通信端末と直接無線接続が可能である第２の通信端末と、を有するネットワークシステムであって、所定の条件を満たす前記第１の通信端末を決定する決定手段と、前記決定手段により決定された前記第１の通信端末を介して、前記中継基地局と前記第２の通信端末を接続する接続手段と、を備えることにより前記目的を達成する。

請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記決定手段は、前記第１の通信端末における電波状況情報および単位時間当たりに処理されるデータ量の情報に基づいて、所定の条件を満たす前記第１の通信端末を決定する。

請求項３記載の発明では、請求項１または請求項２記載の発明において、前記第２の通信端末が、前記ネットワークエリアの範囲外に存在する場合、前記決定手段は、前記第２の通信端末と直接無線接続が可能な範囲内に存在する前記第１の通信端末を検出し、検出された前記第１の通信端末の中から所定の条件を満たす前記第１の通信端末を決定する。

請求項４記載の発明では、請求項１、請求項２または請求項３記載の発明において、前記中継基地局と前記第２の通信端末間の通信状況が悪化した場合、前記決定手段は、前記第２の通信端末と直接無線接続が可能な範囲内に存在する前記第１の通信端末を検出し、検出された前記第１の通信端末の中から所定の条件を満たす前記第１の通信端末を決定し、前記接続手段は、前記決定手段により新しく決定された前記第１の通信端末を介して、前記中継基地局と前記第２の通信端末を接続する。

請求項５記載の発明では、請求項３または請求項４記載の発明において、前記第２の通信端末と直接無線接続が可能な範囲内に存在する前記第１の通信端末のリストを表示し、利用者に前記第１の通信端末の選択を促す表示手段と、前記表示手段により選択を促した前記第１の通信端末のリストからの選択を受け付ける選択受付手段と、を備え、前記決定手段は、前記選択受付手段により受け付けられた前記第１の通信端末を、所定の条件を満たす前記第１の通信端末とする。

請求項６記載の発明では、無線通信方式であるインフラストラクチャ・モードにおける中継基地局への直接無線接続が可能であるネットワークエリアの範囲内に存在する第１の通信端末と直接無線接続が可能な端末装置であって、所定の条件を満たす前記第１の通信端末を決定する決定手段と、前記決定手段により決定された前記第１の通信端末を介して、前記中継基地局と前記第２の通信端末を接続する接続手段と、を備えることにより前記目的を達成する。

請求項７記載の発明では、請求項６記載の発明において、前記決定手段は、前記第１の通信端末における電波状況情報および単位時間当たりに処理されるデータ量の情報に基づいて、所定の条件を満たす前記第１の通信端末を決定する

請求項１および請求項６記載の発明によれば、適切な第１の通信端末を介して、中継基地局と第２の通信端末を接続することにより、中継基地局と第２の通信端末との間の通信可能範囲を拡大することができる。

請求項２および請求項７記載の発明によれば、第１の通信端末における電波状況情報および単位時間当たりに処理されるデータ量の情報に基づいて、第１の通信端末を決定することにより、最適な第１の通信端末を容易に決定することができる。

請求項３記載の発明によれば、第２の通信端末と直接無線接続が可能な範囲内に存在する第１の通信端末を検出し、この検出された第１の通信端末を介して、中継基地局と第２の通信端末を接続することにより、第２の通信端末がネットワークエリアの範囲外に存在する場合であっても、適切に中継基地局との間で通信をすることができる。

請求項４記載の発明によれば、第２の通信端末と直接無線接続が可能な範囲内に存在する第１の通信端末を検出し、この検出された第１の通信端末を介して、中継基地局と第２の通信端末を接続することにより、中継基地局と前記第２の通信端末間の通信状況が悪化した場合であっても、適切に中継基地局との間で通信をすることができる。

請求項５記載の発明によれば、第２の通信端末と直接無線接続が可能な範囲内に存在する前記第１の通信端末のリストを表示し、利用者に前記第１の通信端末の選択を促す表示手段と、表示手段により選択を促した前記第１の通信端末のリストからの選択を受け付ける選択受付手段と、を備えることにより、利用者の所望する第１の通信端末を任意に設定することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図１〜図４を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係るネットワークシステムの概略構成を示した図である。
図１に示すように、ネットワークシステムは、アクセスポイント（中継基地局）１１および通信端末１２〜１４を備えている。
アクセスポイント１１は、ネットワークと通信端末１２〜１４（無線通信端末／ノード）の接続を橋渡しする一種のハブのように機能する。
アクセスポイント１１は、入力装置、記憶装置、演算装置、制御装置、出力装置を備えたコンピュータによって構成されている。
また、アクセスポイント１１は、基地局として機能するため、無線設備として、例えば、送信機、受信機、アンテナなどを備えている。

通信端末１２〜１４は、無線ＬＡＮへの接続機能を備えたコンピュータによって構成されている。本実施の形態においては、図１に示すように、通信端末１２および通信端末１３は、ネットワークエリア１５内に存在し、通信端末１４は、ネットワークエリア１５外に存在する。ただし、このネットワークエリア１５は、アクセスポイント１１と直接無線接続が可能である範囲を示す。
なお、無線ＬＡＮ通信が可能な通信端末１２〜１４は、コンピュータに限定されるものではなく、無線ＬＡＮ通信を利用することが可能であれば、例えば、ＯＡ機器、コピー装置、プリンタ装置、ファクシミリ装置、複合装置や家電機器であってもよい。

図２は、アクセスポイント１１を構成する記憶装置に格納される通信端末１２〜１４に関する情報テーブルを示した図である。
図２に示すように、通信端末情報のテーブルは、Ａ〜Ｅの領域を備え、各領域には、アクセスポイント１１にアクセスしている全ての通信端末１２〜１４ごとに、次に示す情報（データ）が格納されている。
Ａ領域には、リンク状態を示すビットデータが格納されている。詳しくは、アクセスポイント１１に直接リンクしている場合は“０”、アクセスポイント１１に間接リンクしている場合は“１”が格納される。なお、本実施の形態においては、テーブル上で“１”の行の上の行の端末（親）が間接端末（子）を持つものとする。
Ｂ領域には、電波状況を定量化した値が格納されている。詳しくは、定量化した値は、１〜５の値をとり、値が大きいほど電波状況はよいことを示す。

Ｃ領域には、ある一定時間内に送受信したデータ量（ｐ）と、Ｂ領域に格納されている電波状況を定量化した値とに基づいて算出された最適値が格納されている。詳しくは、この最適値は、次式に基づいて算出される。
（最適値）＝（一定時間内に送受信したデータ量ｐ）／（電波状況を定量化した値）
Ｄ領域には、ＭＡＣ（メディア・アクセス・コントロール）アドレスのデータが格納されている。このＭＡＣアドレスは、ＬＡＮに接続される情報機器を識別するためのアドレスである。
Ｅ領域には、ＩＰ（インターネット・プロトコル）アドレスのデータが格納されている。このＩＰアドレスは、インターネットに接続されたコンピュータのアドレスを示し、ピリオドで四つに区切られた０〜２５５までの１０進数で表される。

次に、このように構成されるネットワークシステムの動作について説明する。
図３は、本実施の形態に係るネットワークシステムにおける動作シーケンスを示した図である。
ここでは、ネットワークエリア１５の範囲外に存在する通信端末１４とアクセスポイント１１とを、ネットワークエリア１５の範囲内に存在する通信端末１２を介して接続する場合について説明する。即ち、中継用の通信端末１２は、通信端末１４の親端末として機能する。
はじめに、通信端末１４は、自身のＭＡＣアドレス、およびアクセスポイント１１への接続要求を通信端末１２へ送信する（ステップ１）。また、通信端末１４が自身のＩＰアドレスを有する場合には、ＩＰアドレスも同時に通信端末１２へ送信する。

通信端末１２は、通信端末１４から送信されたデータ（アクセスポイント１１への接続要求、ＭＡＣアドレス、ＩＰアドレスなど）を受信する。
通信端末１２は、受信したデータを解析し、受信したデータの中に、アクセスポイント１１への接続要求が含まれている場合、受信したデータをそのままアクセスポイント１１に送信する（ステップ２）。
アクセスポイント１１は、通信端末１２から送信されたデータ（アクセスポイント１１への接続要求、ＭＡＣアドレス、ＩＰアドレスなど）を受信する。

アクセスポイント１１は、受信したデータを解析し、通信端末１４が通信端末１２を介してアクセスポイント１１とのリンクを要求しているデータであると判断する。
アクセスポイント１１は、上述した当該アクセスポイント１１にアクセスしている全ての端末を登録しているテーブル（図２に示す）に、受信した通信端末１４のＭＡＣアドレスを登録する。
その際、ＩＰアドレスも送信されている場合には、通信端末１４のＩＰアドレスも登録する。

また、ＩＰアドレスを要求するデータが添付されている場合には、このデータをＩＰアドレス要求パケットに変換し、ＤＨＣＰ（Ｄｙｎａｍｉｃ・Ｈｏｓｔ・Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ・Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）サーバに送信する（ステップ３）。
ＤＨＣＰサーバは、ＩＰアドレス要求パケットを受信すると当該要求に相当するＩＰアドレス取得パケットをアクセスポイント１１へ返信する。
アクセスポイント１１は、ＤＨＣＰサーバから送信されたＩＰアドレス取得パケットを受信する（ステップ４）。

すると、アクセスポイント１１は、アクセスポイント１１とのリンクを確立したことを示す情報を通信端末１２へ送信する（ステップ５）。なお、通信端末１４からＩＰアドレスの取得要求がなされていた場合には、取得したＩＰアドレスの情報も添付して、通信端末１２へ送信する。
通信端末１２は、アクセスポイント１１から送信されたデータ（アクセスポイント１１とのリンクを確立したことを示す情報、ＩＰアドレスなど）を受信する。

通信端末１２は、受信したデータを解析した後、受信したデータをそのまま通信端末１４に送信する（ステップ６）。
上述した一連の処理により、アクセスポイント１１と通信端末１４のリンクが確立される。
なお、アクセスポイント１１と通信端末１４間のデータの送受信は、通信端末１２を介して同様の要領で行われる。即ち、通信端末１２が受信したデータをそのまま相手先へ転送することにより、アクセスポイント１１とネットワークエリア１５の範囲外にある通信端末１４との間におけるデータの送受信が可能となる。

次に、上述した方法により、通信端末１２を介して、アクセスポイント１１と通信端末１４との間におけるデータの送受信が実行されている際に、通信端末１４における電波状況が悪化し、通信端末１１の電波圏外になった場合について説明する。即ち、通信端末１４と通信端末１２との間における通信が不通となり、アクセスポイント１１と通信端末１４との間におけるデータの送受信が遮断された場合について説明する。
ネットワークシステムがこのような状況に陥った場合、通信端末１４は、インストール済みの、近隣にある親端末になりえる端末を検索するアプリケーションを起動し、近隣にある親端末になりえる通信端末を検索する。

そして、通信端末１４は、電波状況を定量化した値、および、ある一定時間内に送受信したデータ量（ｐ）をパラメータとして、親端末になりえる全ての通信端末に対して、これらのパラメータに対応するデータを要求する。
なお、電波状況を定量化した値およびデータ量（ｐ）の値は、各通信端末が保持しているデータとする。電波状況を定量化した値は、１〜５の値をとり、値が大きいほど電波状況はよいことを示す。
通信端末１４は、取得した電波状況を定量化した値およびデータ量（ｐ）の値に基づいて、次式に示す最適値を算出する。
（最適値）＝（一定時間内に送受信したデータ量ｐ）／（電波状況を定量化した値）

そして、通信端末１４は、親端末になりえる全ての通信端末に対して最適値を算出し、算出された最適値が最小値を示す通信端末を、次に使用する親端末として決定する。
なお、親端末を決定する際に、同値の最適値が存在した場合には、電波状況を定量化した値が大きい通信端末を優先する。
次に使用する親端末が決定されると、通信端末１４は、決定された通信端末を介して、アクセスポイント１１との通信を再開する処理を開始する。

また、通信端末１４における表示装置に、図４に示すように、親端末になりえる全ての通信端末とその電波状況を定量化した値（電波レベル）を示し、次に使用する親端末の選択を利用者に促すようにしてもよい。
この場合、通信端末１４は、利用者によってなされた通信端末の選択を受け付け、受け付けられた通信端末を次に使用する親端末として決定する。

次に、上述した方法により、通信端末１２を介して、アクセスポイント１１と通信端末１４との間におけるデータの送受信が実行されている際に、通信障害などにより通信端末１４における電波状況が悪化し、通信端末１４における通信速度が低下した場合について説明する。
ネットワークシステムがこのような状況に陥った場合、転送速度の遅い状況にある通信端末１４は、インストール済みの、近隣にある親端末になりえる端末を検索するアプリケーションを起動し、近隣にある親端末になりえる通信端末を検索する。

そして、通信端末１４は、電波状況を定量化した値、および、ある一定時間内に送受信したデータ量（ｐ）をパラメータとして、親端末になりえる全ての通信端末に対して、これらのパラメータに対応するデータを要求する。
なお、電波状況を定量化した値およびデータ量（ｐ）の値は、各通信端末が保持しているデータとする。電波状況を定量化した値は、１〜５の値をとり、値が大きいほど電波状況はよいことを示す。
通信端末１４は、取得した電波状況を定量化した値およびデータ量（ｐ）の値に基づいて、次式に示す最適値を算出する。
（最適値）＝（一定時間内に送受信したデータ量ｐ）／（電波状況を定量化した値）
そして、通信端末１４は、親端末になりえる全ての通信端末に対して最適値を算出し、算出された最適値が最小値を示す通信端末を、次に使用する親端末として決定する。
その際、通信端末１４の最適値よりも低い値の通信端末は自動的に次に使用する親端末の候補（検索対象）から排除されるように構成されている。
なお、親端末を決定する際に、同値の最適値が存在した場合には、電波状況を定量化した値が大きい通信端末を優先する。
次に使用する親端末が決定されると、通信端末１４は、決定された通信端末を介して、アクセスポイント１１との通信を再開する処理を開始する。

また、通信端末１４における表示装置に、図４に示すように、親端末になりえる全ての通信端末とその電波状況を定量化した値（電波レベル）を示し、次に使用する親端末の選択を利用者に促すようにしてもよい。
その際、通信端末１４の最適値よりも低い値の通信端末は自動的に次に使用する親端末の候補（検索対象）から排除されるように構成されている。
この場合、通信端末１４は、利用者によってなされた通信端末の選択を受け付け、受け付けられた通信端末を次に使用する親端末として決定する。

このように本実施の形態によれば、アクセスポイント１１との直接無線通信が困難である（例えば、通信状況が圏外移行してしまうような不安定な状態にある）通信端末１４が、ネットワークエリア１５の範囲内に存在する通信状況のよい通信端末１２〜１３を介して、アクセスポイント１１にアクセス（接続）することにより、適切に通信距離を延長することができる。
また、通信端末１４とアクセスポイント１１とを接続する際に、中継させる通信端末をある一定時間内に送受信したデータ量（ｐ）と、電波状況を定量化した値とに基づいて算出された最適値に基づいて決定することにより、適切な中継用の通信端末を設定することができる。
このように、電波状況のよい通信端末を介して通信を行うことで、通信障害を適切に抑制することができるため、ストレスを感じずに高効率な送受信を行うことができる安定したネットワークシステムを提供することができ、また、ネットワーク通信が可能な領域を容易に拡大することができる。

本実施の形態に係るネットワークシステムの概略構成を示した図である。 アクセスポイントを構成する記憶装置に格納される通信端末に関する情報テーブルを示した図である。 本実施の形態に係るネットワークシステムにおける動作シーケンスを示した図である。 中継用の親端末の選択画面の一例を示した図である。

符号の説明

１１ アクセスポイント
１２ 通信端末
１３ 通信端末
１４ 通信端末
１５ ネットワークエリア

Claims (7)

1. 無線通信方式であるインフラストラクチャ・モードにおける中継基地局と、
   前記中継基地局への直接無線接続が可能であるネットワークエリアの範囲内に存在する第１の通信端末と、
   前記第１の通信端末と直接無線接続が可能である第２の通信端末と、
   を有するネットワークシステムであって、
   所定の条件を満たす前記第１の通信端末を決定する決定手段と、
   前記決定手段により決定された前記第１の通信端末を介して、前記中継基地局と前記第２の通信端末を接続する接続手段と、
   を備えたことを特徴とするネットワークシステム。
2. 前記決定手段は、前記第１の通信端末における電波状況情報および単位時間当たりに処理されるデータ量の情報に基づいて、所定の条件を満たす前記第１の通信端末を決定することを特徴とする請求項１記載のネットワークシステム。
3. 前記第２の通信端末が、前記ネットワークエリアの範囲外に存在する場合、
   前記決定手段は、前記第２の通信端末と直接無線接続が可能な範囲内に存在する前記第１の通信端末を検出し、検出された前記第１の通信端末の中から所定の条件を満たす前記第１の通信端末を決定することを特徴とする請求項１または請求項２記載のネットワークシステム。
4. 前記中継基地局と前記第２の通信端末間の通信状況が悪化した場合、
   前記決定手段は、前記第２の通信端末と直接無線接続が可能な範囲内に存在する前記第１の通信端末を検出し、検出された前記第１の通信端末の中から所定の条件を満たす前記第１の通信端末を決定し、
   前記接続手段は、前記決定手段により新しく決定された前記第１の通信端末を介して、前記中継基地局と前記第２の通信端末を接続することを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載のネットワークシステム。
5. 前記第２の通信端末と直接無線接続が可能な範囲内に存在する前記第１の通信端末のリストを表示し、利用者に前記第１の通信端末の選択を促す表示手段と、
   前記表示手段により選択を促した前記第１の通信端末のリストからの選択を受け付ける選択受付手段と、を備え、
   前記決定手段は、前記選択受付手段により受け付けられた前記第１の通信端末を、所定の条件を満たす前記第１の通信端末とすることを特徴とする請求項３または請求項４記載のネットワークシステム。
6. 無線通信方式であるインフラストラクチャ・モードにおける中継基地局への直接無線接続が可能であるネットワークエリアの範囲内に存在する第１の通信端末と直接無線接続が可能な端末装置であって、
   所定の条件を満たす前記第１の通信端末を決定する決定手段と、
   前記決定手段により決定された前記第１の通信端末を介して、前記中継基地局と前記第２の通信端末を接続する接続手段と、
   を備えたことを特徴とする端末装置。
7. 前記決定手段は、前記第１の通信端末における電波状況情報および単位時間当たりに処理されるデータ量の情報に基づいて、所定の条件を満たす前記第１の通信端末を決定することを特徴とする請求項６記載の端末装置。

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