JP2006319444A - ワイヤレスｌａｎシステム、中継端末装置および中継方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成で、基地局ＡＰを増設せずに、サービスエリアを拡大できるワイヤレスＬＡＮシステムを提供する。
【解決手段】 ＢＳＳに属し、ＢＳＳのアクセスポイント親局と通信する第一端末と、ＢＳＳの圏外に存在する第二端末と、を備えたワイヤレスＬＡＮシステムであって、第一端末（ＳＴＡ１４）は、第一周波数チャネルでＢＳＳ内のアクセスポイント親局と通信を行うとともに、ＢＳＳでの通信期間のうちの少なくとも一部の期間を使用して、第一周波数チャネルと異なる第二周波数チャネルに切り替えて第二端末と通信を行う無線部１３２および無線制御部１３３を含む。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ワイヤレスＬＡＮシステム、中継端末装置および中継方法に関し、特に、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠したワイヤレスＬＡＮシステムに関する。

従来、インフラストラクチャモードにおけるワイヤレスＬＡＮシステムのサービスエリアを拡大するには、基地局ＡＰを増設する必要があり、基地局ＡＰを増設するためにＡＰそのもののコストや設置工事コスト、およびＡＰ設置の場所を確保するといった課題があった。特許文献１記載の無線通信方法では、ＢＳＳ内のＳＴＡを中継局としてＢＳＳ圏外のＳＴＡに対して通信サービスを提供することにより、基地局ＡＰの増設の上記課題を解決している。

特開２００４−１８０１２１号公報

しかしながら、上記文献記載の従来技術は、以下の点で改善の余地を有していた。
第一に、中継局となるＳＴＡに基地局ＡＰとの通信用と圏外ＳＴＡとの通信用という２組の無線通信手段を実装する必要があった。

第二に、基地局ＡＰが圏外ＳＴＡ宛フレームをカプセル化して送信する必要があり、すなわち既存の基地局ＡＰをも改良する必要があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構成で、基地局ＡＰを増設せずともサービスエリアを拡大できるワイヤレスＬＡＮシステムを提供することにある。

本発明によれば、ＢＳＳに属し、前記ＢＳＳのアクセスポイント親局と通信する第一端末と、
前記ＢＳＳの圏外に存在する第二端末と、を備えたワイヤレスＬＡＮシステムであって、
前記第一端末は、
第一周波数チャネルで前記ＢＳＳ内の前記アクセスポイント親局と通信を行うとともに、前記ＢＳＳでの通信期間のうちの少なくとも一部の期間を使用して、前記第一周波数チャネルと異なる第二周波数チャネルに切り替えて前記第二端末と通信を行う通信部を含むことを特徴とするワイヤレスＬＡＮシステムが提供される。

ここで、ワイヤレスＬＡＮシステムは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠するものとする。また、ＢＳＳ（Basic Service Set：基本サービス・セット）は、たとえば、アクセスポイント親局を介して通信を行うインフラストラクチャモードにて運用されるものである。

たとえば、アクセスポイントから発信されたＢＳＳビーコンフレームを第一端末が受信した後、一定時間経過後に、第一周波数チャネルから第二周波数チャネルに切り替えてＢＳＳと同一の識別情報を含む拡張ＢＳＳビーコンフレームを送出する。この拡張ＢＳＳビーコンフレーム対して、第二端末が応答することにより、第一端末と第二端末間の通信が確立する。第一端末は、第一周波数チャネルではＢＳＳのアクセスポイント親局と通信を行い、第二周波数チャネルでＢＳＳ圏外の第二端末と通信を行い、第二端末と親局との中継局として機能する。

この発明によれば、異なる周波数チャネルを所定間隔で切り替えることにより、ＢＳＳ圏内の第一端末が中継局となってＢＳＳ圏外の第二端末の通信を可能とすることができるので、簡単な構成で、基地局を増設せずとも、ＢＳＳを拡張でき、サービスエリアを拡大することが可能となる。

上記ワイヤレスＬＡＮシステムにおいて、第一端末は、第二端末からアクセスポイント親局への第一フレームを、第二周波数チャネルの通信により受信する第一受信部と、第一受信部が受信した第一フレームを一時的に蓄積する第一蓄積部と、第一蓄積部に蓄積された第一フレームを第一周波数チャネルの通信によりアクセスポイント親局へ転送する第一転送部と、アクセスポイント親局から第二端末への第二フレームを、第一周波数チャネルでの通信により受信する第二受信部と、第二受信部が受信した第二フレームを一時的に蓄積する第二蓄積部と、第二蓄積部に蓄積された第二フレームを第二周波数チャネルでの通信により第二端末へ転送する第二転送部と、を含むことができる。

ここで、ＢＳＳに属する第一端末の通信部は、通常はＢＳＳの第一周波数チャネルにてアクセスポイント親局との間で自身の通信を行いつつ、ある一定期間だけＢＳＳとは別の第二周波数チャネルに切り替えて、拡張ＢＳＳを開設する。ＢＳＳの圏外に位置する第二端末は、第一端末との通信を確立し、拡張ＢＳＳを構成する。第一端末は第二周波数チャネルで動作している期間、第二端末から受信したフレームを一旦バッファリングし、第二周波数チャネルの動作期間が終了した後、第一周波数チャネルの動作期間にてアクセスポイント親局に対して転送する。また、第一端末は第一周波数チャネルの動作期間にて、アクセスポイント親局から送信された第二端末宛てのフレームを一旦受信してバッファリングし、第二周波数チャネルの動作期間にこのフレームを第二端末に対して転送する。

この構成によれば、第一端末が中継局の役割をなすことによって、ＢＳＳ圏外に位置する第二端末に対してＢＳＳの通信サービスを提供できる。

上記ワイヤレスＬＡＮシステムにおいて、第一端末は、第一受信部が受信した第一フレームに含まれる第二端末の識別情報を抽出する抽出部と、抽出部が抽出した第二端末の識別情報を記憶する記憶部と、を含むことができる。

ここで、第二端末の識別情報とは、たとえば、ＭＡＣアドレスおよびＡＩＤ（Association IDentifier）情報である。この構成によれば、中継装置として機能する第一端末に、ＢＳＳ圏外の第二端末の識別情報を記憶することで、記憶された識別情報を有する第二端末とアクセスポイント親局との中継をすることができることとなる。

上記ワイヤレスＬＡＮシステムにおいて、第一端末は、第二受信部が受信した第二フレームの送信先が記憶部に記憶されている第二端末の識別情報か否かを判定する送信先判定部を含むことができ、第一端末において、送信先判定部が、第二フレームの送信先が第二端末であると判定した場合、第二転送部は、第二端末に第二フレームを転送することができる。

この構成によれば、中継装置として機能する第一端末に、ＢＳＳ圏外の第二端末の識別情報を記憶し、送信先に第二端末の識別情報を含むフレームを受信した場合に、アクセスポイント親局からの第二端末宛のフレームを中継することができる。

上記ワイヤレスＬＡＮシステムにおいて、第一端末は、第一フレームのマックヘッダに含まれる送信先情報を当該アクセスポイント親局の識別情報に書き換え、第二フレームのマックヘッダに含まれる送信元情報を第一端末の識別情報に書き換える書換部を含むことができる。

ここで、アクセスポイント親局の識別情報とは、たとえば、ＭＡＣアドレスである。

上記ワイヤレスＬＡＮシステムにおいて、アクセスポイント親局は、任意の少なくとも一つの第一端末を中継局として指定する指定部を含むことができ、第一端末は、アクセスポイント親局から指定を受け付ける受付部を含み、第一端末が指定を受け付けた場合、中継局モードに入り、通信部が第二周波数チャネルへの切り替え動作を行うことができる。

この構成によれば、ＢＳＳに所属する任意のＳＴＡを中継局にすることができ、これにより、ＢＳＳ圏外のＳＴＡに対して、ＡＰを増設することなく通信サービスが提供可能となる。

上記ワイヤレスＬＡＮシステムにおいて、第一端末は、アクセスポイント親局から、ＢＳＳビーコンフレームを受信するビーコン受信部と、ＢＳＳビーコンフレームを受信した後、一定時間経過後に、第一周波数チャネルから第二周波数チャネルに切り替え、ＥＢＳＳビーコンフレームを送出する送出部と、を含むことができる。

ここで、ＢＳＳビーコンフレームおよびＥＢＳＳビーコンフレームには、たとえば、送信先および送信元情報が含まれる。ＢＳＳビーコンフレームに応答することにより、第一端末は、アクセスポイント親局と第一周波数チャネルにて通信を確立する。一方、ＥＢＳＳビーコンフレームに第二端末が応答することにより、第一端末と第二周波数チャネルにて通信を確立する。各ビーコンフレームは一定周期毎に発信される。この構成によれば、簡単な構成で、ＢＳＳでの通信期間のうちの少なくとも一部の期間を使用して、第一周波数チャネルを第二周波数チャネルに切り替えることができる。

本発明によれば、ＢＳＳに属し、前記ＢＳＳのアクセスポイント親局と通信するとともに、前記ＢＳＳの圏外に存在する端末装置と通信する中継端末装置であって、
第一周波数チャネルで前記ＢＳＳ内の前記アクセスポイント親局と通信を行うとともに、前記ＢＳＳでの通信期間のうちの少なくとも一部の期間を使用して、前記第一周波数チャネルと異なる第二周波数チャネルに切り替えて前記端末装置と通信を行う通信部を含むことを特徴とする中継端末装置が提供される。

この発明によれば、異なる周波数チャネルを所定間隔で切り替えることにより、ＢＳＳ圏外の端末装置の通信を中継することができるので、簡単な構成で、基地局を増設せずとも、ＢＳＳを拡張でき、サービスエリアを拡大することが可能となる中継端末装置が提供される。

本発明によれば、ＢＳＳに属し、前記ＢＳＳのアクセスポイント親局と通信する第一端末が、前記ＢＳＳの圏外に存在する第二端末および前記アクセスポイント親局間の通信を中継する中継方法であって、
前記第一端末が、第一周波数チャネルで前記ＢＳＳ内の前記アクセスポイント親局と通信するステップと、
前記ＢＳＳでの通信期間のうちの少なくとも一部の期間を使用して、前記第一周波数チャネルと異なる第二周波数チャネルに切り替えて前記第二端末と通信するステップと、を含むことを特徴とする中継方法が提供される。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、簡単な構成で、基地局ＡＰを増設せずともサービスエリアを拡大できるワイヤレスＬＡＮシステムが提供される。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

（第一の実施の形態）
本発明は、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズ規格に準拠し、インフラストラクチャモードにて運用されているワイヤレスＬＡＮ通信システムにおいて、ＢＳＳに属するいずれかの端末（以後、「ＳＴＡ（STAtion）」と呼ぶ）が中継局となって、ＢＳＳ圏外に位置するＳＴＡに対して通信サービスを提供できるようにしている。

本発明の実施形態において、ＳＴＡは、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズ規格のワイヤレスＬＡＮを搭載する携帯電話機、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）、ＰＤＡ（Personal Data AssistanceまたはPersonal Digital Assistants：個人向け携帯型情報通信機器）等の移動体通信端末装置である。また、ＳＴＡは、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズ規格のワイヤレスＬＡＮを搭載する携帯型ノートパソコンでもよい。

図１は、本発明の実施の形態に係るワイヤレスＬＡＮシステムの構成を示す図である。本実施形態のワイヤレスＬＡＮシステムは、複数のＢＳＳ１０、ＢＳＳ２０、ＢＢＳ３０、およびＢＳＳ４０を備えている。各ＢＳＳ１０〜ＢＳＳ４０は、それぞれＡＰ（Access Point：アクセスポイント）が親局となって配下に複数のＳＴＡを収容し、インフラストラクチャモードのネットワークを形成している。たとえば、ＢＳＳ１０は、ＡＰ１１が親局となり、その配下に複数のＳＴＡ１２、ＳＴＡ１３およびＳＴＡ１４を収容している。ＢＳＳ２０は、ＡＰ２１が親局となり、その配下に複数のＳＴＡ２２、ＳＴＡ２３およびＳＴＡ２４を収容している。ＢＳＳ３０およびＢＳＳ４０については、ＡＰおよびＳＴＡは省略してある。さらに、複数のＢＳＳ１０〜ＢＳＳ４０がＤＳ（Distribution System：ディストリビューション・システム）６０を介して相互に接続され、ＥＳＳ（Extended Service Set：拡張サービス・セット）７０を構成している。

以下、ＢＳＳ１０に属するＳＴＡ１４が中継局となって、ＢＳＳ１０圏外に位置するＳＴＡ、ここではＳＴＡ１５に対して通信サービスを提供する場合について説明する。本実施形態において、ＳＴＡ１４は、ＢＳＳ１０が使用している周波数チャネルと別の周波数チャネルとを時分割に切り替えてＢＳＳ１０圏外に位置するＳＴＡ１５と通信を行い、拡張ＢＳＳ５０を構成する。

図２は、図１に示すＳＴＡ１４の主要なブロック構成を示すブロック図である。本発明の実施形態のワイヤレスＬＡＮシステムは、ＢＳＳ（ＢＳＳ１０）に属し、ＢＳＳのアクセスポイント親局（ＡＰ１１）と通信する第一端末（ＳＴＡ１４）と、ＢＳＳの圏外に存在する第二端末（ＳＴＡ１５）と、を備えたワイヤレスＬＡＮシステムであって、第一端末は、第一周波数チャネルでＢＳＳ内のアクセスポイント親局と通信を行うとともに、ＢＳＳでの通信期間のうちの少なくとも一部の期間を使用して、第一周波数チャネルと異なる第二周波数チャネルに切り替えて第二端末と通信を行う通信部（アンテナ１３１、無線部１３２、無線制御部１３３および中央制御部１３５）を含む。

具体的には、ＳＴＡ１４は、アンテナ１３１、無線部１３２（図中、「ＲＦ」と示す）、無線制御部１３３（図中、「ＭＡＣ／ＢＢ」と示す）、第一記憶部１３４（図中、「メモリ」と示す）、中央制御部１３５（図中、「ＣＰＵ」と示す）、および第二記憶部１３６（図中、「メモリ」と示す）を含む。なお、図において、本発明の本質に関わらない部分の構成については省略してあり、たとえば、ＳＴＡ１４の構成である電源部や表示部などは図示されていない。

本実施形態において、中央制御部１３５は、第二記憶部１３６にあるプログラムコードを実行し、無線制御部１３３、無線部１３２、およびアンテナ１３１を介して他の通信装置とデータ送受信を行う。第一記憶部１３４は、無線制御部１３３にて実行されるファームウェアコード、自局および他局のＭＡＣアドレス、および送受信データを格納する。

無線制御部１３３、無線部１３２およびアンテナ１３１は、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズ規格に準拠した無線信号を送受するためのコンポーネントである。

このように構成されたワイヤレスＬＡＮシステムの動作の概要について、以下に図を用いて説明する。図３は、本実施形態のＡＰ１１と各ＳＴＡ１２、ＳＴＡ１３、ＳＴＡ１４、およびＳＴＡ１５間のフレーム転送時の動作の一例を示したタイムチャートである。

図３の例において、ＳＴＡ１２はアクティブモードで動作し、ＳＴＡ１３およびＳＴＡ１４はパワーセーブモード（以下。「ＰＳモード」と呼ぶ）で動作していて、ＡＰおよび各ＳＴＡのメディアへのアクセスはＤＣＦ（Distributed Coordination Function）方式にて行われるものとする。

また、ＳＴＡ１４およびＳＴＡ１５が構成する拡張ＢＳＳ５０においては、アドホックネットワーク（ＩＢＳＳ）をベースとして動作する。なお、ＤＣＦ、アクティブモード、ＰＳモード、アドホックネットワークの動作については、特に説明がない限りＩＥＥＥ８０２．１１シリーズ規格に定義されている内容に準拠するものとする。また、このタームチャートでは、スキャニング、同期確立、認証（Authentication）、関連付け（Association：アソシエイション）などのリンク確立手続きがすでに完了しているものとし、送達確認のためのＡＣＫ（ACKnowledgement）フレームも省略する。

本実施形態において、ＡＰ１１から一番目のＢＳＳビーコンフレーム２０１が送信された後、ＳＴＡ１２とＡＰ１１間でフレーム２０３、２０５の送受信が行われ、続いてＳＴＡ１３とＡＰ１１との間でフレーム２０７、２０９、２１１の送受信が行われている。この一番目のＢＳＳビーコンフレーム２０１のＴＩＭ情報には、ＳＴＡ１２およびＳＴＡ１３宛のパケットの存在を示す情報が含まれている。ＳＴＡ１３およびＳＴＡ１４は、ＰＳモードで動作しており、ＡＰ１１からのビーコンフレームに同期してＤｏｚｅ状態からＡｗａｋｅ状態となり、受信したビーコンフレーム中のＴＩＭ情報を参照し自局宛てパケットの存在が示されているか否かを判定し、自局宛パケットの存在が示されている場合、ＰＳ−ＰＯＬＬフレームを送信して、自局宛パケットを受信する。

図３では、ＳＴＡ１３がＡＰ１１に自局宛パケットがあることを認知して、ＰＳ−ＰＯＬＬフレーム２０７を送信し、ＡＰ１１から自局宛パケット２０９を受信するとともに、さらにＳＴＡ１３が他局宛フレーム２１１を送信している。ＳＴＡ１４もＰＳモードで動作しており、ＡＰ１１からのビーコンフレーム２０１に同期してＤｏｚｅ状態からＡｗａｋｅ状態に遷移しているが、一番目のＢＳＳビーコンフレーム２０１のＴＩＭ情報を参照した結果、自局宛パケットがなく、かつ他局への送信フレームもないため、ＡＰ１１との間でフレームの送受信は行われていない。

ＳＴＡ１４は、ＡＰ１１から送られてくるビーコンフレームタイミングの一定時間（ｄ１）後、ＢＳＳ１０で使用している周波数チャネル（ＣＨ−ａ）とは別の周波数チャネル（ＣＨ−ｂ）に切り替えて、ＢＳＳ５０と同一のＳＳＩＤを含む拡張ＢＳＳ（ＥＢＳＳ）ビーコンフレーム２２１を送出する。後で説明するが、ＳＴＡ１４とＳＴＡ１５は予め同期確立、認証、関連付けなどのリンク確立手続きを終え、拡張ＢＳＳ５０を開設している。

拡張ＢＳＳ５０は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格で定義されるＩＢＳＳをベースに動作する。ＩＢＳＳでは、フレーム送信したいＳＴＡは、ＥＢＳＳビーコンフレームに続くＡＴＩＭ（Announcement Traffic Indication Message）ウィンドウ期間内に送信先ＳＴＡに対してＡＴＩＭフレームを送信し、ＡＴＩＭウィンドウ期間終了後、送信先ＳＴＡに対してフレームを送信する。図３の例では、一番目のＢＳＳビーコンフレーム２０１の通信期間Ｔ１１の間において、ＳＴＡ１４およびＳＴＡ１５は、互いに送信フレームがないためにＡＴＩＭフレームの送信がなく、いずれのＳＴＡもＡＴＩＭウィンドウ期間経過後にＤｏｚｅ状態に戻っている。

ＳＴＡ１４は、Ｄｏｚｅ状態に戻るとともに、ＢＳＳ１０で使用している周波数チャネルＣＨ−ａに切り替えている。なお、本実施形態の説明では、ＳＴＡ１４およびＳＴＡ１５がＰＳモードで動作しているとして説明しているが、双方とも、あるいは片方だけがアクティブモードで動作していてもよい。自身がアクティブモードの場合は、Ｄｏｚｅ状態とＡｗａｋｅ状態の切り替えが不要となり、また送信先ＳＴＡがアクティブモードの場合、ＡＴＩＭフレームの送信は不要となる。

ＳＴＡ１５は、本実施形態で説明したようにアドホックモードにて中継局ＳＴＡが開設する拡張ＢＳＳに属することが可能な一方で、通常のＢＳＳ、すなわちＢＳＳ１０などにインフラストラクチャモードで参加することも可能である。ＳＴＡ１５は、アドホックモードで動作するか、インフラストラクチャモードで動作するかを、ＢＳＳの開設局、すなわち本実施形態によるところのＡＰ１１またはＳＴＡ１４が送信するビーコンフレーム等のマネジメントフレームのフレームボディに含まれるベンダー固有インフォメイションエレメントの内容から判断することができる。

ＡＰ１１は、二番目のＢＳＳビーコンフレーム２３１にＳＴＡ１５宛パケットを保持していることを示すＴＩＭ情報を付加している。後で説明するが、ＳＴＡ１４は、事前に行われているＳＴＡ１５のリンク確立手続きの過程でＳＴＡ１５のＭＡＣアドレスおよびＡＩＤ情報を第一記憶部１３４に記憶している。そして、ＳＴＡ１４はＡＰ１１からのビーコンフレーム２３１中のＴＩＭ情報にＳＴＡ１５宛パケットの存在を確認すると、ＳＴＡ１５に代わって、ＳＴＡ１５のＭＡＣアドレスおよびＡＩＤをセットしたＰＳ−ＰＯＬＬフレーム２３３を送信して、ＡＰ１１からＳＴＡ１５宛パケット２３５を受信、これを一旦第一記憶部１３４にバッファリングする。

ＳＴＡ１５宛パケット２３５を蓄積したＳＴＡ１４は、二番目のＢＳＳビーコンフレーム２３１の一定時間（ｄ１）後、周波数チャネルをＣＨ−ｂに切り替え、二番目のＥＢＳＳビーコンフレーム２５１を送出後、ＳＴＡ１５宛フレームの送信予告のためにＡＴＩＭウィンドウ内にＳＴＡ１５に対してＡＴＩＭフレーム２５３を送信、ＡＴＩＭウィンドウ終了後にバッファリングされているＳＴＡ１５宛パケットを送信する。これにより、ＳＴＡ１４を中継してＡＰ１１からＳＴＡ１５にパケットを伝達することが可能となる。ＳＴＡ１５へのフレーム２５５の送信が完了し、またＳＴＡ１５からの受信がない（ＡＴＩＭウィンドウ内でＳＴＡ１５からＡＴＩＭフレームを受けていない）場合、周波数チャネルをＣＨ−ａに戻す。さらにＢＳＳ１０においてフレームの送受信を行う必要がない場合は、Ｄｏｚｅ状態となる。

なお、ＳＴＡ１４がＣＨ−ｂで動作中は、ＡＰ１１とＳＴＡ１２、およびＳＴＡ１３は、ＳＴＡ１４およびＳＴＡ１５のフレーム送受信に関係なく、フレーム送受信することができる。図３の例では、ＡＰ１１とＳＴＡ１２間でフレーム送受信を行っていることを示している。

三番目のＢＳＳビーコンフレーム２７１のＴＩＭ情報にはＳＴＡ１４宛パケットがＡＰ１１に蓄積されていることが示されている例で、ＳＴＡ１４はＰＳ−ＰＯＬＬフレーム２７３を送信して自局宛パケット２７５をＡＰ１１から受信する。これまで同様、三番目のＢＳＳビーコンフレーム２７１の一定時間（ｄ１）後、ＳＴＡ１４は三番目のＥＢＳＳビーコンフレーム２９１を送出する。そして、ＡＴＩＭウィンドウ内にＳＴＡ１５からＳＴＡ１４に対してＡＴＩＭフレーム２９３が送信されている。

ＳＴＡ１４は、ＳＴＡ１５からＡＴＩＭフレーム２９３を受信したので、ＳＴＡ１５からのフレームを受信するためにＡｗａｋｅ状態を保つ。ＳＴＡ１５は、ＡＴＩＭウィンドウ終了後にＳＴＡ１４に対して２つの他局宛フレーム２９５、２９７を送信、ＳＴＡ１４はこれらフレームを一旦第一記憶部１３４に格納する。ここでも、ＳＴＡ１４とＳＴＡ１５間のフレーム送受信の期間、ＡＰ１１とＳＴＡ１２およびＳＴＡ１３との間では、フレーム送受信を行うことができる。

四番目のＢＳＳビーコンフレーム３１１の後、ＳＴＡ１４は第一記憶部１３４に格納しているＳＴＡ１５からの受信したフレーム３１３、３１５を、ＡＰ１１に送信する。これにより、ＳＴＡ１４を中継してＳＴＡ１５からＡＰ１１にパケットを伝達することが可能となる。図３では、続いてＡＰ１１とＳＴＡ１３間と、ＡＰ１１とＳＴＡ１２間のフレーム送受信、ＣＨ−ｂの動作期間におけるＳＴＡ１４とＳＴＡ１５間のフレーム送受信の例が示されている。

次に、本実施形態のワイヤレスＬＡＮシステムの中継装置であるＳＴＡ１４の詳細な機能構成について、説明する。図４は、本実施形態のワイヤレスＬＡＮシステムにおけるＳＴＡ１４の機能を示す機能ブロック図である。本実施形態のＳＴＡ１４は、ＢＳＳビーコン受信部１５１と、タイマ１５３と、切替部１５５と、ＥＢＳＳビーコン送出部１５７と、識別情報記憶部１６１（図中、「ＭＡＣアドレス」および「ＡＩＤ」と示す）と、受信部１６３と、情報取得部１６５と、判定部１６７と、バッファ１６９と、書換部１７１と、送信部１７３と、を含む。なお、図４の各構成要素は、図２の無線制御部１３３、第一記憶部１３４および中央制御部１３５によって実現される。

なお、ワイヤレスＬＡＮシステムの各構成要素は、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、メモリにロードされた本図の構成要素を実現するプログラム、そのプログラムを格納するハードディスクなどの記憶ユニット、ネットワーク接続用インタフェースを中心にハードウェアとソフトウェアの任意の組合せによって実現される。そして、その実現方法、装置にはいろいろな変形例があることは、当業者には理解されるところである。以下説明する各図は、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。

ＢＳＳビーコン受信部１５１は、図１のＢＳＳ１０のＡＰ１１から受信部１６３を介してビーコンフレームを受信し、ビーコンフレームを受信したことをタイマ１５３に通知する。ＢＳＳビーコン受信部１５１は、受信したビーコンフレームのＴＩＭ情報（Traffic Indication Message）を参照し自局宛てパケットの存在が示されているか否かを判定する。自局宛パケットの存在が示されている場合、受信部１６３に自局宛パケットの存在を通知し、パケット受信を指示する。また、後述するが、ＳＴＡ１４が中継局となる拡張ＢＳＳ５０の配下に収容されるＳＴＡ１５のＭＡＣアドレスおよびＡＩＤ情報をＳＴＡ１４が取得し、識別情報記憶部１６１に記憶する。

タイマ１５３は、ＢＳＳビーコン受信部１５１からのビーコンフレーム受信の通知に呼応して、所定時間ｄ１の計測を開始し、所定時間ｄ１経過後、切替部１５５に通知する。切替部１５５は、タイマ１５３からの所定時間ｄ１経過の通知に呼応して、周波数チャネルＣＨ−ａから周波数チャネルＣＨ−ｂに切り替えを行う。ＥＢＳＳビーコン送出部１５７は、切替部１５５が周波数チャネルＣＨ−ｂへの切り替えを行った後、ＥＢＳＳビーコンフレームを送信部１７３を介して送出する。

識別情報記憶部１６１は、第一記憶部１３４に含まれ、上述したように、ＳＴＡ１４の拡張ＢＳＳ５０配下に存在するＳＴＡ１５から送出されるマネジメントフレーム内から取得したＭＡＣアドレスおよびＡＩＤ情報を記憶する。

受信部１６３は、無線部１３２を介して、ＡＰ１１またはＳＴＡ１５からフレームを受信する。情報取得部１６５は、受信部１６３が受信したフレームのＴＩＭ情報を取得する。後述するように、ＥＢＳＳビーコンフレームに応答したＳＴＡ１５からの認証要求フレームを受信した場合、情報取得部１６５は、ＳＴＡ１５のＭＡＣアドレスを取得し、識別情報記憶部１６１に記憶する。さらに、ＡＰ１１からの関連付け応答フレームを受信した場合、情報取得部１６５は、ＳＴＡ１５のＡＩＤ情報を取得し、識別情報記憶部１６１に記憶する。

判定部１６７は、情報取得部１６５が取得したＴＩＭ情報に基づいて、自局宛パケットまたは識別情報記憶部１６１に記憶されているＭＡＣアドレスを有するＳＴＡ、ここではＳＴＡ１５宛パケットの存在が示されているか否かを判定する。自局宛またはＳＴＡ１５宛パケットの存在が示されている場合、受信部１６３に自局宛またはＳＴＡ１５宛パケットの存在を通知し、パケット受信を指示する。

また、受信部１６３は、判定部１６７からの自局宛パケットの存在通知に呼応して、周波数チャネルＣＨ−ａでＰＳ−ＰＯＬＬフレームを送信し、ＡＰ１１から自局宛パケットを受信する。また、受信部１６３は、判定部１６７からのＳＴＡ１５宛パケットの存在通知に呼応して、ＰＳ−ＰＯＬＬフレームを送信し、ＡＰ１１からＳＴＡ１５宛パケットを受信する。バッファ１６９は、第一記憶部１３４に含まれ、受信部１６３が受信したフレームおよびパケットを一時的にバッファリングする。なお、バッファ１６９は、ＡＰ１１から受信したフレームおよびパケットを一時的に蓄積する第一バッファ（不図示）およびＳＴＡ１５から受信したフレームおよびパケットを一時的に蓄積する第二バッファ（不図示）を含むことができる。

書換部１７１は、ＳＴＡ１５からＳＴＡ１４を介してＡＰ１１へ送信されるべきフレームのマックヘッダに含まれる送信先情報、すなわちＳＴＡ１４のＭＡＣアドレスおよびＡＩＤ情報をＡＰ１１の識別情報ＢＳＳＩＤに書き換えるとともに、ＡＰ１１からＳＴＡ１４を介してＳＴＡ１５へ送信されるべきフレームのマックヘッダに含まれる送信元情報ＢＳＳＩＤを、ＳＴＡ１４の端末の識別情報、すなわちＳＴＡ１４のＭＡＣアドレスおよびＡＩＤ情報に書き換える。送信部１７３は、バッファ１６９に一時的に格納されたフレームおよびパケットを無線部１３２を介して送出する。

図５は、本実施形態のＳＴＡ１４が中継局として動作している時のＭＡＣアドレス変換ルールを説明するための図である。ここでは、ＳＴＡ１５が送信する各種ＭＡＣフレームのアドレスフィールド変換例を示している。

ＳＴＡ１５は認証要求フレームや関連付け要求フレームなどのマネジメントフレームを拡張ＢＳＳ５０の親局として動作するＳＴＡ１４に対して送信する。ＳＴＡ１５から送られたマネジメントフレームは一旦ＳＴＡ１４が第一記憶部１３４に格納した後、図５（ａ）で示したように、アドレス１およびアドレス３フィールドをＢＳＳ１０のＢＳＳＩＤ、すなわちＡＰ１１のＭＡＣアドレスに置き換えてからＡＰ１１に転送する。この操作により、ＳＴＡ１５から送信されたマネジメントフレームは、ＳＴＡ１４を中継してＡＰ１１に転送することができる。

ＡＰ１１からＳＴＡ１５に送られる認証応答フレームや関連付け応答フレームなどのマネジメントフレームは、一旦ＳＴＡ１４が受信し、図２の第一記憶部１３４にバッファリングされた後、ＳＴＡ１４は、図５（ｂ）で示したように、アドレス２フィールドおよびアドレス３フィールドをＳＴＡ１４のＭＡＣアドレスに書き換えてＳＴＡ１５に送信する。これにより、ＡＰ１１から送信されたＳＴＡ１５宛のマネジメントフレームは、ＳＴＡ１４を中継してＳＴＡ１５に転送することができる。ただし、ＳＴＡ１４は、マネジメントフレームのうちＡＰ１１から受信したビーコンフレームとＳＴＡ１４に転送する必要はないし、またＳＴＡ１５から受信したＡＴＩＭフレームをＡＰ１１に転送する必要はない。データフレームについても、図５（ｃ）および図５（ｄ）に示した通り、ＭＡＣヘッダのアドレスフィールドをＳＴＡ１４が書き換えることによって転送される。

また、本実施形態のワイヤレスＬＡＮシステムにおいて、ＡＰ１１は、ＢＳＳ１０の任意の少なくとも一つのＳＴＡを中継局として指定する指定部（不図示）を含むことができる。そして、ＢＳＳ１０のＳＴＡは、ＡＰ１１から指定を受け付ける受付部（不図示）を含むことができ、ＳＴＡが指定を受け付けた場合、中継局モードに入り、無線制御部１３３において第二周波数チャネルＣｈ−ｂへの切り替え動作を行うことができる。この構成によれば、ＢＳＳに所属する任意のＳＴＡを中継局にすることができ、これにより、ＢＳＳ圏外のＳＴＡに対して、ＡＰを増設することなく通信サービスが提供可能となる。

このように構成された本実施形態のワイヤレスＬＡＮシステムの動作について、以下に説明する。図６は、本実施形態において、ＢＳＳ１０圏内のＳＴＡ１４が中継局となってＢＳＳ１０圏外のＳＴＡ１５との通信を可能にし、ＢＳＳを拡張する時の動作の一例を示すシーケンス図である。本図では、ＡＰ１１とＳＴＡ１４、ＳＴＡ１５間の各種フレーム送受信のシーケンスを示している。以下、図２、図３、図５および図６を用いて説明する。

まず、ＳＴＡ１４は、ＢＳＳを検出するためのスキャンを実施し（Ｓ２００）、ＡＰ１１との同期を確立し（Ｓ４０１）、認証シーケンス（Ｓ２０１およびＳ１０１）と、関連付けシーケンス（Ｓ２０２およびＳ１０２）によりＡＰ１１とリンクを確立する。ＡＰ１１は、ＳＴＡ１４からの関連付けを完了すると、ＳＴＡ１４のＭＡＣアドレスを管理テーブル（不図示）に記憶する（Ｓ１０３）。

なお、本シーケンス図において、フレームの送達確認のためのＡＣＫフレーム、ＡＰ１１が定期的に送信するビーコンフレームは発明に直接関係ないため記載を省略する。また、ＡＰとＳＴＡ間のリンク確立に最低限必要となるオープン認証および関連付けシーケンスのみを示しており、一般的に多くの場面で利用されている共通鍵認証やアクティブスキャンのシーケンス、８０２．１Ｘ認証のシーケンスなどについても本発明と直接関係ないため省略する。

ＡＰ１１は、ＢＳＳ１０に所属している、すなわちＡＰ１１に関連付けされている複数のＳＴＡの中から任意のＳＴＡを選択し、そのＳＴＡに対して中継局指定を行う（Ｓ１０４）。本実施形態において、ＡＰ１１はＳＴＡ１４を中継局に指定したものとする。ここでは、ＳＴＡ１４を唯一の中継局としているが、複数の中継局を指定してもよい。また、ＳＴＡ１４は拡張ＢＳＳ５０にて複数台のＳＴＡを収容してもよい。中継局の指定を受けたＳＴＡ１４は、以降、ＡＰ１１との間で自身の通信を周波数チャネルＣＨ−ａで行いつつ、一定期間ＢＳＳ１０とは別の周波数チャネルＣＨ−ｂに切り替え、ＢＳＳ１０と同一のＳＳＩＤを含むＥＢＳＳビーコンフレームを送信し、拡張ＢＳＳ５０を開設する（Ｓ２０３）。

なお、本シーケンス図において、ＳＴＡ１４が送信するＥＢＳＳビーコンフレームは、本発明のシーケンスを説明する上で不要のため省略している。ＢＳＳ１０の圏外に位置するＳＴＡ１５は、定期的にスキャンを実施していて（Ｓ３００）、中継局動作を始めたＳＴＡ１４が送信するＥＢＳＳビーコンフレームを検出し、そのＥＢＳＳビーコンフレームに含まれるＳＳＩＤが自身のものと一致しているか否かを判定し、一致している場合、ＳＴＡ１４のＥＢＳＳビーコンフレームに対して同期を確立する（Ｓ４０３）。ここではスキャン方法としてパッシブスキャンを記載したが、アクティブスキャンでも良い。ＥＢＳＳビーコンフレームのフレームボディに含まれるベンダー固有インフォメイションエレメントには、ＢＳＳ開設局の情報が含まれており、ＳＴＡ１５はその情報からアドホックモードでの動作を開始する（Ｓ３０１）。続いて、ＳＴＡ１４と同期確立したＳＴＡ１５は、ＳＴＡ１４が開設している拡張ＢＳＳ５０に参加するため、ＳＴＡ１４に対して認証要求フレームを送信する（Ｓ３０２）。

ＳＴＡ１４は、ＳＴＡ１５からの認証要求フレームを受信すると、ＳＴＡ１５からの認証要求フレームを一旦バッファ１６９に格納する（Ｓ４０５）とともに、認証要求フレームからＳＴＡ１５のＭＡＣアドレスを取得し、図３の識別情報記憶部１６１に格納する（Ｓ２０４）。そして、格納した認証要求フレームのＭＡＣヘッダアドレスフィールドを、上述した通り、図５（ａ）に示されたルールにしたがって書き換えた上で（Ｓ４０７）、次にＢＳＳ１０の周波数チャネルＣＨ−ａで動作する期間にこれをＡＰ１１に転送する（Ｓ２０５）。

ＡＰ１１はＳＴＡ１４から受信したＳＴＡ１５からの認証要求フレームの内容を参照し問題なければ、ＳＴＡ１５宛の認証応答フレームを送信する（Ｓ１０５）。ＡＰ１１から送信されたＳＴＡ１５宛の認証応答フレームは、ＳＴＡ１５が直接受信することはできないため、ＳＴＡ１４は、ＡＰ１１から送信されたフレームのＭＡＣヘッダアドレス１フィールドが、ステップＳ２０４で記憶したＳＴＡ１５のＭＡＣアドレスと一致するか否かを判定し、一致した場合、これを一旦受信し、バッファ１６９に格納する（Ｓ４０９）。

続いて、ＳＴＡ１４は、次の拡張ＢＳＳ５０動作期間にて、バッファ１６９に格納してあるＳＴＡ１５宛の認証応答フレームを、図５（ｂ）に示されたルールにしたがってＭＡＣヘッダを書き換えた上で（Ｓ４１１）、ＳＴＡ１５に転送する（Ｓ２０６）。認証手続きが完了した後（Ｓ４１３）、ＳＴＡ１５は関連付け手続きを行う。ＳＴＡ１５から関連付け要求フレームがＳＴＡ１４に送信され（Ｓ３０３）、一旦、バッファ１６９に関連付け要求フレームを格納する（Ｓ４１５）。続いて、ＳＴＡ１４が図５（ａ）のルールに沿ってＭＡＣヘッダアドレスフィールドが書き換えられた上で（Ｓ４１７）、ＡＰ１１に転送する（Ｓ２０７）。

ＡＰ１１はＳＴＡ１５からの関連付け要求に対して関連付け応答フレームを送信する（Ｓ１０６）と同時に、ＳＴＡ１５のＭＡＣアドレスを管理テーブルに記憶する（Ｓ１０７）。ＳＴＡ１４は、ＡＰ１１から送信されたＳＴＡ１５宛の関連付け応答フレームをＳＴＡ１５に代わって一旦受信し、バッファ１６９に格納する（Ｓ４１９）。そして、このフレームに含まれるＡＩＤ情報を記憶する（Ｓ２０８）とともに、上記認証手続きと同様、図５（ｂ）のルールにしたがってＭＡＣヘッダアドレスフィールドを書き換えた上で（Ｓ４２１）、ＳＴＡ１５に転送する（Ｓ２０９）。

ここまでの手続きにより、ＳＴＡ１５において関連付け手続きが完了し（Ｓ４２３）、ＳＴＡ１５はＳＴＡ１４が開設する拡張ＢＳＳ５０を介して、すなわちＳＴＡ１４を中継局として、ＡＰ１１とリンクを確立し、ＢＳＳ１０に参加することができる。リンクの確立後、いよいよＳＴＡ１５はデータフレームの送受信が可能となる。ＳＴＡ１５は、他局宛データフレームをＳＴＡ１４に送信する（Ｓ３０４）。ＳＴＡ１４では、一旦バッファ１６９にデータフレームを格納し（Ｓ４２５）、ＳＴＡ１４は図５（ｃ）のルールに沿ってＭＡＣヘッダアドレスフィールドを書き換えた上で（Ｓ４２７）、ＡＰ１１に転送する（Ｓ２１０）。データフレームの場合、最終宛先アドレスが指定されているアドレス３フィールドはＳＴＡ１４にて書き換わらず、ＡＰ１１は通常通りアドレス３フィールドの値にしたがってフレームの転送処理を行う。

一方、他局からＳＴＡ１５宛のデータフレームの転送手続きは、ＳＴＡ１４の動作モードによって手続きが若干異なる。ＳＴＡ１５宛のパケットをＳＴＡ１４が代理で受信する関係上、ＳＴＡ１４がＰＳモードで動作している場合、ＳＴＡ１５もＰＳモードで動作しているようにＡＰ１１に対して通知する必要がある。つまり、ＳＴＡ１５の実際の動作モードにかかわらず、ＡＰ１１が把握するＳＴＡ１５の動作モードはＳＴＡ１４と連動する。そうでないと、ＡＰ１１はＳＴＡ１５宛パケットをＳＴＡ１４がＤｏｚｅ状態にある間、リトライ送信を繰り返してしまうことになる。ＰＳモードの申告は、ＭＡＣヘッダのフレーム制御フィールドのビット１２にあるパワー管理ビットを使って行われる。以上のことから、本シーケンスには明示していないが、ＳＴＡ１４が動作モードを変更しＡＰ１１に通知した場合、ＳＴＡ１４は自身の動作モードと同じ状態としてＳＴＡ１５の動作モードをＡＰ１１に通知する。

図６の例では、ＳＴＡ１４がＰＳモードの場合（Ｓ４２９）について記載されており、ＡＰ１１が定期的に送信するビーコンフレームのＴＩＭ情報にＳＴＡ１５宛フレームの存在が示されている時、ＳＴＡ１４はＡＰ１１に対して、予めステップＳ２０４にて記憶してあったＳＴＡ１５のＭＡＣアドレスと、ステップＳ２０８にて記憶していたＡＩＤ情報をＭＡＣヘッダにセットし（Ｓ４２７）、ＰＳ−ＰＯＬＬフレームをＡＰ１１に送信し（Ｓ２１１）、ＡＰ１１からＳＴＡ１５宛のデータフレームを受信（Ｓ１０８）してバッファ１６９に格納する（Ｓ４３１）。

そして、図５（ｄ）のルールにしたがって、ＳＴＡ１４は格納しているＳＴＡ１５宛データフレームのＭＡＣヘッダのアドレスフィールドを書き換えた上で（Ｓ４３３）、ＳＴＡ１５に転送する（Ｓ２１２）。言うまでも無いが、ここではＳＴＡ１４がＰＳモードであることを前提として、ＳＴＡ１５宛データフレームを受信するためにＰＳ−ＰＯＬＬフレームを送信しているが、ＳＴＡ１４がアクティブモードにある時は、ステップＳ２１１のＰＳ−ＰＯＬＬフレーム送信は不要である。

以上説明したように、本発明の実施形態のワイヤレスＬＡＮシステムは、ＢＳＳ圏内に位置するＳＴＡが中継局となって、ＢＳＳ圏外に位置するＳＴＡに対してデータ通信を提供することにより、簡単な構成で、基地局ＡＰを増設せずともサービスエリアを拡大できる。特に、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズ規格に準拠した既存のハードウェア回路を変更することなく、無線制御部のファームウェアに対して小規模の変更を加える程度で実現できる。

また、ＢＳＳ１０に属する任意のＳＴＡ１４が中継局となってＢＳＳ１０を拡張できるので、ＡＰ１１が存在しないエリアにある、すなわちＢＳＳ圏外のＳＴＡ１５に対して通信サービスを提供できる。さらに、ＢＳＳ１０に属する任意のＳＴＡ１４が中継局となってＢＳＳを拡張できるので、サービスエリアを拡大するためのＡＰ増設コストを削減できる。

（第二の実施の形態）
図７は、本発明の他の実施形態のワイヤレスＬＡＮシステムの動作の一例を示すタイムチャートである。本実施形態において、ワイヤレスＬＡＮシステムの基本的構成については、上記実施形態と同様である。本実施形態のワイヤレスＬＡＮシステムは、上記実施形態とは、ＳＴＡ１４における周波数チャネル切り替え動作時のＳＴＡ１５へのフレーム転送において、中継局となるＳＴＡ１４宛フレームより先にＳＴＡ１５宛フレームを取得し、ＳＴＡ１５への転送処理を行っている点で相違する。

詳細には、まずＡＰ１１はＳＴＡ１４とＳＴＡ１５宛パケットをバッファリングしていることを示すＴＩＭ情報を含むビーコンフレームを送信する。中継局であるＳＴＡ１４は、ＡＰ１１からのビーコンフレームの一定時間ｄ２後、拡張ＢＳＳ５０の周波数チャネルＣＨ−ｂに切り替えて、ビーコンフレームを送信した後、ＡＴＩＭウィンドウ期間内にＡＴＩＭフレームをＳＴＡ１５に送信する。ＡＴＩＭフレームを送られたＳＴＡ１５は、ＳＴＡ１４からのフレームを受信するまでＡｗａｋｅ状態を維持する。

ここで一旦ＳＴＡ１４は、ＢＳＳ１０の周波数チャネルＣＨ−ａに戻して、ＳＴＡ１５のＰＳ−ＰＯＬＬフレームをＡＰ１１に送信し、ＡＰ１１からＳＴＡ１５宛フレームを受信し、記憶部（バッファ１６９）に記憶する。ＳＴＡ１４は、ＳＴＡ１５宛フレームを受信し終わると、再び周波数チャネルをＣＨ−ｂに切り替えて、ＳＴＡ１５宛フレームを送信する。終了後、周波数チャネルをＣＨ−ａに戻して、今度は自身ＳＴＡ１４宛フレームの受信を行う。

このようにして、ＡＰ１１からＳＴＡ１５へのフレーム転送遅延時間を短縮することができる。なお、ＳＴＡ１４を優先するか、ＳＴＡ１５を優先するかは、予め優先度に関して規定しておき、動作時に互いに調停することで決定できる。

（第三の実施の形態）
図８は、本発明の他の実施形態のワイヤレスＬＡＮシステムの動作の一例を示すタイムチャートである。本実施形態において、ワイヤレスＬＡＮシステムの基本的構成については、上記実施形態と同様である。本実施形態のワイヤレスＬＡＮシステムは、上記実施形態とは、ＳＴＡ１４が、ＳＴＡ１５からフレームを受信し記憶部に格納した後、Ｄｏｚｅ状態にならないですぐにＡＰ１１に送信する点で相違する。

詳細には、上記実施形態で説明した通り、ＳＴＡ１４はＡＰ１１のＢＳＳビーコンフレーム受信から一定時間ｄ１後にＥＢＳＳビーコンフレームを送信する。ＳＴＡ１５は、他局宛フレームを送信したい場合、ＡＴＩＭウィンドウ内にＡＴＩＭフレームをＳＴＡ１４に送信する。ＳＴＡ１４は、ＳＴＡ１５から受信したフレームを記憶部（バッファ１６９）に記憶し、受信を完了すると周波数チャネルをＣＨ−ａに戻す。上記実施形態においてＳＴＡ１４は、周波数チャネルをＣＨ−ａに戻した後、Ｄｏｚｅ状態に遷移していたが、本実施形態ではＡｗａｋｅ状態を維持することにして、ＢＳＳ１０においてメディアへのアクセス権を得たら記憶しているＳＴＡ１４からの受信フレームをＡＰ１１に送信する。これにより、ＳＴＡ１５からＡＰ１１への転送遅延時間を短縮することができる。

（第四の実施の形態）
図９は、本発明の他の実施形態のワイヤレスＬＡＮシステムの動作の一例を示すタイムチャートである。本実施形態において、ワイヤレスＬＡＮシステムの基本的構成については、上記実施形態と同様である。本実施形態のワイヤレスＬＡＮシステムは、上記実施形態とは、ＳＴＡ１４が、拡張ＢＳＳ５０の周波数チャネルＣＨ−ｂにて中継局の動作をする期間、上記実施形態で示したアドホックモードではなくインフラストラクチャモードでのＡＰモードで動作する点で相違する。

動作を詳細に説明すると、上記実施形態で説明した通り、ＳＴＡ１４はＡＰ１１から送信されたＢＳＳビーコンフレームのＴＩＭ情報にＳＴＡ１５宛パケットの存在を見ると、ＳＴＡ１５としてのＰＳ−ＰＯＬＬフレームを送信し、ＡＰ１１からＳＴＡ１５宛フレームを受信して一旦記憶部（バッファ１６９）にバッファリングする。続いてＢＳＳビーコンフレームから一定時間ｄ１後、拡張ＢＳＳ５０の周波数チャネルＣＨ−ｂに切り替えて、ＳＴＡ１５宛フレームがあることを示すＴＩＭ情報を付加したＥＢＳＳビーコンフレームを送信する。

インフラストラクチャモードで動作するＳＴＡ１５は、ＥＢＳＳビーコンフレームのＴＩＭ情報に自局宛フレームがあることを見るとＰＳ−ＰＯＬＬをＳＴＡ１４に送信して、ＳＴＡ１４から自局宛フレームを取得する。さらに他局宛フレームがあれば、続けてそれをＳＴＡ１４に送信する。ＳＴＡ１４は、インフラストラクチャモードのＡＰとして動作するので、当然ながらすべてのビーコンフレームを送信すること、ＴＩＭ情報を生成し付加すること、ＰＳ−ＰＯＬＬフレームに応答することなどのＡＰとしての振る舞いが要求されることになるが、認証要求や関連付け要求などのマネジメントフレームに関しては転送だけを行えばよく、実際にＡＰが持つ機能をすべて実装する必要はない。これにより、中継局ＳＴＡ１４が通常のＡＰとして動作すれば、ＳＴＡ１５は、アドホックモードでの動作が不要となる。

（第五の実施の形態）
図１０は、本発明の他の実施形態のワイヤレスＬＡＮシステムの動作の一例を示すタイムチャートである。本実施形態において、ワイヤレスＬＡＮシステムの基本的構成については、上記実施形態と同様である。本実施形態のワイヤレスＬＡＮシステムは、上記実施形態とは、ＰＣＦ（Point Coordination Function）を利用し、ＡＰ１１が、ＣＦＰ（Contention Free Period：非競合期間）にＳＴＡ１５宛フレームを送信し、またＳＴＡ１５からのフレームを受信している点で相違する。

動作を詳細に説明すると、まず予めＳＴＡ１５はＡＰ１１に対する関連付け要求時にＰＣＦに参加することを要求する。ＡＰ１１は、この要求によりＳＴＡ１５をＰＣＦのポーリングリストに追加する。ＡＰ１１は、ＳＴＡ１５宛フレームをバッファリングすると、ビーコンフレーム送信の直後、ＳＴＡ１５宛のＣＦ−ＰＯＬＬフレームとともにバッファリングしているＳＴＡ１５宛データフレームを送信する。これまで説明した通り、ＳＴＡ１４はＳＴＡ１５宛フレームを代理に受信し、ＳＴＡ１５宛データフレームを一旦記憶部（バッファ１６９）に記憶する。

ＳＴＡ１４は、ＣＦＰにてＳＴＡ１５宛データフレームを受信したのでＣＦ−ＡＣＫフレームを返送する。もしこの時点でＳＴＡ１５から送信されたデータフレームをバッファリングしている場合、そのデータフレームもあわせてＡＰ１１に送信する。ＡＰ１１は、ＣＦＰにてＳＴＡ１５からのデータフレームを受信した場合、ＣＦ−ＡＣＫフレームを返送する。ＣＦＰを終了する際、ＡＰ１１はＣＦ−ＥＮＤフレームをＳＴＡ１５に対して送信する。ＳＴＡ１４にバッファリングされているデータフレームは、拡張ＢＳＳの動作期間にＳＴＡ１４からＳＴＡ１５に転送される。

この構成によれば、優先してＡＰ１１からＳＴＡ１５宛データフレームが送信されるので、たとえば、ＳＴＡ１５宛データフレームをＡＰ１１がバッファリングしている時、ＢＳＳ１０にトラフィックが多い状態では、ＡＰ１１からＳＴＡ１５宛データフレームが送信される前に拡張ＢＳＳ５０の動作期間を迎えてしまい、ＳＴＡ１５宛データフレームがＡＰ１１に停滞してしまう可能性を低減することができる。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

たとえば、上記実施形態では、中継局ＳＴＡ１４を１台、中継局ＳＴＡ１４が収容するＳＴＡ１５を１台としていたが、中継局ＳＴＡを複数とし、また１台の中継局ＳＴＡが収容するＳＴＡ台数を複数としてもよい。

また、上記実施形態では、拡張ＢＳＳ５０において、常にＳＴＡ１４がＥＢＳＳビーコンフレームを送信しているが、ＩＥＥＥ８０２．１１規格のアドホックモードの規定にしたがってＳＴＡ１５がビーコンフレームを送信してもよい。ただし、この場合、ＳＴＡ１５は、ＳＴＡ１４がビーコンフレームに付加しているベンダー固有インフォメイションエレメントを付加してビーコンフレームを送信する。これにより、もし別の新たなＳＴＡがスキャンによりＳＴＡ１５が送信するビーコンフレームを参照したとしても、中継局ＳＴＡ１４の情報を取得することができる。

本発明の実施の形態に係るワイヤレスＬＡＮシステムの構成を示す図である。 図１に示すＳＴＡの主要なブロック構成を示すブロック図である。 図１のＢＳＳにおけるＡＰと各ＳＴＡ間のフレーム転送の動作の一例を示したタイムチャートである。 図２のＳＴＡの機能の詳細を示す機能ブロック図である。 図１のワイヤレスＬＡＮシステムにおいて、ＳＴＡが中継局として動作している時のＭＡＣアドレス変換ルールを説明するための図である。 図１のワイヤレスＬＡＮシステムにおいて、ＢＳＳ圏内のＳＴＡが中継局となってＢＳＳ圏外のＳＴＡとの通信を可能にし、ＢＳＳを拡張する時の動作の一例を示すシーケンス図である。 本発明の他の実施の形態のワイヤレスＬＡＮシステムの動作の一例を示すタイムチャートである。 本発明の他の実施の形態のワイヤレスＬＡＮシステムの動作の一例を示すタイムチャートである。 本発明の他の実施の形態のワイヤレスＬＡＮシステムの動作の一例を示すタイムチャートである。 本発明の他の実施の形態のワイヤレスＬＡＮシステムの動作の一例を示すタイムチャートである。

符号の説明

１０、２０、３０、４０ ＢＳＳ
１１、２１ ＡＰ
１２、１３、１４、１５、２２、２３、２４ ＳＴＡ
５０ 拡張ＢＳＳ
６０ ＤＳ
７０ ＥＳＳ
１３１ アンテナ
１３２ 無線部
１３３ 無線制御部
１３４ 第一記憶部
１３５ 中央制御部
１３６ 第二記憶部
１５１ ＢＳＳビーコン受信部
１５３ タイマ
１５５ 切替部
１５７ ＥＢＳＳビーコン送出部
１６１ 識別情報記憶部
１６３ 受信部
１６５ 情報取得部
１６７ 判定部
１６９ バッファ
１７１ 書換部
１７３ 送信部
２０１、２３１、２７１、３１１ ＢＳＳビーコンフレーム
２２１、２５１、２９１ 拡張ＢＳＳビーコンフレーム
２５３、２９３ ＡＴＩＭフレーム

Claims (21)

1. ＢＳＳに属し、前記ＢＳＳのアクセスポイント親局と通信する第一端末と、
   前記ＢＳＳの圏外に存在する第二端末と、を備えたワイヤレスＬＡＮシステムであって、
   前記第一端末は、
   第一周波数チャネルで前記ＢＳＳ内の前記アクセスポイント親局と通信を行うとともに、前記ＢＳＳでの通信期間のうちの少なくとも一部の期間を使用して、前記第一周波数チャネルと異なる第二周波数チャネルに切り替えて前記第二端末と通信を行う通信部を含むことを特徴とするワイヤレスＬＡＮシステム。
2. 請求項１に記載のワイヤレスＬＡＮシステムにおいて、
   前記第一端末は、
   前記第二端末から前記アクセスポイント親局への第一フレームを、前記第二周波数チャネルの通信により受信する第一受信部と、
   前記第一受信部が受信した前記第一フレームを一時的に蓄積する第一蓄積部と、
   前記第一蓄積部に蓄積された前記第一フレームを前記第一周波数チャネルの通信により前記アクセスポイント親局へ転送する第一転送部と、
   前記アクセスポイント親局から前記第二端末への第二フレームを、前記第一周波数チャネルでの通信により受信する第二受信部と、
   前記第二受信部が受信した前記第二フレームを一時的に蓄積する第二蓄積部と、
   前記第二蓄積部に蓄積された前記第二フレームを前記第二周波数チャネルでの通信により前記第二端末へ転送する第二転送部と、
   を含むことを特徴とするワイヤレスＬＡＮシステム。
3. 請求項２に記載のワイヤレスＬＡＮシステムにおいて、
   前記第一端末は、
   前記第一受信部が受信した前記第一フレームに含まれる前記第二端末の識別情報を抽出する抽出部と、
   前記抽出部が抽出した前記第二端末の前記識別情報を記憶する記憶部と、
   を含むことを特徴とするワイヤレスＬＡＮシステム。
4. 請求項３に記載のワイヤレスＬＡＮシステムにおいて、
   前記第一端末は、
   前記第二受信部が受信した前記第二フレームの送信先が前記記憶部に記憶されている前記第二端末の前記識別情報か否かを判定する送信先判定部を含み、
   前記第一端末において、前記送信先判定部が、前記第二フレームの前記送信先が前記第二端末であると判定した場合、前記第二転送部は、前記第二端末に前記第二フレームを転送することを特徴とするワイヤレスＬＡＮシステム。
5. 請求項３または４に記載のワイヤレスＬＡＮシステムにおいて、
   前記第一端末は、
   前記第一フレームのマックヘッダに含まれる送信先情報を当該アクセスポイント親局の識別情報に書き換え、前記第二フレームのマックヘッダに含まれる送信元情報を前記第一端末の識別情報に書き換える書換部を含むことを特徴とするワイヤレスＬＡＮシステム。
6. 請求項に１乃至５いずれかに記載のワイヤレスＬＡＮシステムにおいて、
   前記アクセスポイント親局は、任意の少なくとも一つの前記第一端末を中継局として指定する指定部を含み、
   前記第一端末は、前記アクセスポイント親局から前記指定を受け付ける受付部を含み、
   前記第一端末が前記指定を受け付けた場合、中継局モードに入り、前記通信部が前記第二周波数チャネルへの切り替え動作を行うことを特徴とするワイヤレスＬＡＮシステム。
7. 請求項１乃至６いずれかに記載のワイヤレスＬＡＮシステムにおいて、
   前記第一端末は、
   前記アクセスポイント親局から、ＢＳＳビーコンフレームを受信するビーコン受信部と、
   前記ＢＳＳビーコンフレームを受信した後、一定時間経過後に、前記第一周波数チャネルから前記第二周波数チャネルに切り替え、ＥＢＳＳビーコンフレームを送出する送出部と、
   を含むことを特徴とするワイヤレスＬＡＮシステム。
8. ＢＳＳに属し、前記ＢＳＳのアクセスポイント親局と通信するとともに、前記ＢＳＳの圏外に存在する端末装置と通信する中継端末装置であって、
   第一周波数チャネルで前記ＢＳＳ内の前記アクセスポイント親局と通信を行うとともに、前記ＢＳＳでの通信期間のうちの少なくとも一部の期間を使用して、前記第一周波数チャネルと異なる第二周波数チャネルに切り替えて前記端末装置と通信を行う通信部を含むことを特徴とする中継端末装置。
9. 請求項８に記載の中継端末装置において、
   前記端末装置から前記アクセスポイント親局への第一フレームを、前記第二周波数チャネルの通信により受信する第一受信部と、
   前記第一受信部が受信した前記第一フレームを一時的に蓄積する第一蓄積部と、
   前記第一蓄積部に蓄積された前記第一フレームを前記第一周波数チャネルの通信により前記アクセスポイント親局へ転送する第一転送部と、
   前記アクセスポイント親局から前記端末装置への第二フレームを、前記第一周波数チャネルでの通信により受信する第二受信部と、
   前記第二受信部が受信した前記第二フレームを一時的に蓄積する第二蓄積部と、
   前記第二蓄積部に蓄積された前記第二フレームを前記第二周波数チャネルでの通信により前記端末装置へ転送する第二転送部と、
   含むことを特徴とする中継端末装置。
10. 請求項９に記載の中継端末装置において、
    前記第一受信部が受信した前記第一フレームに含まれる前記端末装置の識別情報を抽出する抽出部と、
    前記抽出部が抽出した前記端末装置の前記識別情報を記憶する記憶部と、
    を含むことを特徴とする中継端末装置。
11. 請求項１０に記載の中継端末装置において、
    前記第二受信部が受信した前記第二フレームの送信先が前記記憶部に記憶されている前記端末装置の前記識別情報か否かを判定する送信先判定部を含み、
    前記送信先判定部が、前記第二フレームの前記送信先が前記端末装置であると判定した場合、前記第二転送部は、前記端末装置に前記第二フレームを転送することを特徴とする中継端末装置。
12. 請求項１０または１１に記載の中継端末装置において、
    前記第一フレームのマックヘッダに含まれる送信先情報を当該アクセスポイント親局の識別情報に書き換え、前記第二フレームのマックヘッダに含まれる送信元情報を自装置の識別情報に書き換える書換部を含むことを特徴とする中継端末装置。
13. 請求項に８乃至１２いずれかに記載の中継端末装置において、
    前記アクセスポイント親局から中継局指定を受け付ける受付部を含み、
    前記中継局指定を受け付けた場合、中継局モードに入り、前記通信部が前記第二周波数チャネルへの切り替え動作を行うことを特徴とする中継端末装置。
14. 請求項８乃至１３いずれかに記載の中継端末装置において、
    前記アクセスポイント親局から、ＢＳＳビーコンフレームを受信するビーコン受信部と、
    前記ＢＳＳビーコンフレームを受信した後、一定時間経過後に、前記第一周波数チャネルから前記第二周波数チャネルに切り替え、ＥＢＳＳビーコンフレームを送出する送出部と、
    を含むことを特徴とする中継端末装置。
15. ＢＳＳに属し、前記ＢＳＳのアクセスポイント親局と通信する第一端末が、前記ＢＳＳの圏外に存在する第二端末および前記アクセスポイント親局間の通信を中継する中継方法であって、
    前記第一端末が、第一周波数チャネルで前記ＢＳＳ内の前記アクセスポイント親局と通信するステップと、
    前記ＢＳＳでの通信期間のうちの少なくとも一部の期間を使用して、前記第一周波数チャネルと異なる第二周波数チャネルに切り替えて前記第二端末と通信するステップと、を含むことを特徴とする中継方法。
16. 請求項１５に記載の中継方法において、
    前記第一端末が、前記第二端末から前記アクセスポイント親局への第一フレームを、前記第二周波数チャネルの通信により受信するステップと、
    前記第一端末が、前記受信するステップで受信した前記第一フレームを一時的に第一蓄積部に蓄積するステップと、
    前記第一端末が、前記第一蓄積部に蓄積された前記第一フレームを前記第一周波数チャネルの通信により前記アクセスポイント親局へ転送するステップと、
    前記第一端末が、前記アクセスポイント親局から前記第二端末への第二フレームを、前記第一周波数チャネルでの通信により受信するステップと、
    前記第一端末が、前記受信するステップで受信した前記第二フレームを一時的に第二蓄積部に蓄積するステップと、
    前記第一端末が、前記第二蓄積部に蓄積された前記第二フレームを前記第二周波数チャネルでの通信により前記第二端末へ転送するステップと、
    を含むことを特徴とする中継方法。
17. 請求項１６に記載の中継方法において、
    前記第一端末が、前記受信するステップで受信した前記第一フレームに含まれる前記第二端末の識別情報を抽出するステップと、
    前記第一端末が前記抽出するステップで抽出した前記第二端末の前記識別情報を記憶部に記憶するステップと、
    を含むことを特徴とする中継方法。
18. 請求項１７に記載の中継方法において、
    前記第一端末が、前記受信するステップで受信した前記第二フレームの送信先が前記記憶部に記憶されている前記第二端末の前記識別情報か否かを判定するステップと、
    前記第一端末が、前記判定するステップで前記第二フレームの前記送信先が前記第二端末であると判定された場合、前記第二端末に前記第二フレームを転送するステップと、
    を含むことを特徴とする中継方法。
19. 請求項１７または１８に記載の中継方法において、
    前記第一端末が、前記第一フレームのマックヘッダに含まれる送信先情報を当該アクセスポイント親局の識別情報に書き換えるステップと、
    前記第一端末が、前記第二フレームのマックヘッダに含まれる送信元情報を前記第一端末の識別情報に書き換えるステップと、
    を含むことを特徴とする中継方法。
20. 請求項に１５乃至１９いずれかに記載の中継方法において、
    前記アクセスポイント親局が、任意の少なくとも一つの前記第一端末を中継局として指定するステップと、
    前記第一端末が、前記アクセスポイント親局から前記指定を受け付けるステップと、
    前記第一端末が前記指定を受け付けた場合、中継局モードに入り、前記第二周波数チャネルへの切り替えるステップと、
    を含むことを特徴とする中継方法。
21. 請求項１５乃至２０いずれかに記載の中継方法において、
    前記第一端末が、前記アクセスポイント親局から、ＢＳＳビーコンフレームを受信するステップと、
    前記第一端末が、前記ＢＳＳビーコンフレームを受信した後、一定時間経過後に、前記第一周波数チャネルから前記第二周波数チャネルに切り替え、ＥＢＳＳビーコンフレームを送出するステップと、
    を含むことを特徴とする中継方法。

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