JP2006340405A - 無線パケット通信システム - Google Patents

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Abstract

【課題】 複数台の基地局の設置や移動局の他の基地局への接続に際しても簡単にチャネル設定を行い得る無線パケット通信システムを提供すること。
【解決手段】 この無線パケット通信システムは、有線サブネットワーク3aに接続された基地局(親局)1a,1bと、基地局1aとの間で無線通信を行う移動局(子局)2a,2bと、基地局1bとの間で無線通信を行う移動局(子局)2c,2dとから構成される。基地局1aはチャネルCh1を用いて自局に属する移動局2a,2bと無線通信を行い、移動局2a,2bが互いに無線通信を行う場合にもチャネルCh1を用いる。同様に基地局1bはチャネルCh2を用いて移動局2c,2dと無線通信を行い、移動局2c,2dが互いに無線通信を行う場合にもチャネルCh2を用いる。移動局2a,2bや移動局2c,2dと基地局1a,1bとはそれぞれチャネルCh1,Ch2を変更設定できる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、主として親無線局が選択したチャネル設定に応じて複数の子無線局との間で無線通信を行う無線パケット通信システムであって、詳しくは複数の親無線局及び複数の子無線局がそれぞれ他局との間で制御パケットを送受してチャネルの変更設定を行う無線パケット通信システムの子無線局及び親無線局に関する。
従来、この種の無線パケット通信システムとしては、例えば文献(DraftStandard IEEE802.11,P802.11D2.0,Wireless
LAN Medium Access Control andPhysical Layer Specifications)に示されているものが挙げられる。
この無線パケット通信システムでは、一つの無線リンクが有線ネットワーク網に接続された1台の基地局と複数台の移動局とによって共有されており、基地局毎に伝搬環境及び通信トラヒックの予測に基づいてチャネルが固定的に割り振られている。移動局では自局が属する無線リンクで用いるチャネルをユーザーが手動で設定している。
上述した無線パケット通信システムの場合、複数台の基地局を設置すると、運用中に伝搬環境や通信トラヒックが変化すれば再度基地局に割り振るチャネルの配置設計を行う必要があると共に、移動局が移動して他の基地局に接続する際にはユーザーが移動先の基地局が用いているチャネルを調べて手動で再設定を行う必要があるため、ユーザーにとっては使用条件の変化に際して使用上における不便さを伴うという問題がある。
本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもので、その技術的課題は、複数台の基地局の設置や移動局の他の基地局への接続に際しても簡単にチャネル設定を行い得る無線パケット通信システムを提供することにある。
本発明によれば、複数の無線サブネットワークのそれぞれを管理する複数の親無線局がそれぞれ複数の無線周波数チャネルの中から選択した一つのチャネルを設定して該当する無線サブネットワークに接続されている複数の子無線局と無線通信を行う無線パケット通信システムにおいて、複数の親無線局及び複数の子無線局は、それぞれ他局との間で制御パケットの送受を行うことによって自動的に自局の移動並びに複数の無線サブネットワーク同士の干渉を検出した結果に基づいてチャネルの変更設定を行う無線パケット通信システムが得られる。
又、本発明によれば、上記無線パケット通信システムにおいて、複数の親無線局及び複数の子無線局は、それぞれ自局が他局からの制御パケットとしてチャネル切り替え要求パケットを受信したときにチャネルを選択し直す無線パケット通信システムが得られる。
更に、本発明によれば、上記無線パケット通信システムにおいて、複数の親無線局は、それぞれ一定時間毎に制御パケットとしてチャネル使用通知パケットを送信するものであり、複数の子無線局は、自局が接続される複数の親無線局のうちの特定のものからのチャネル使用通知パケットを一定時間受信しなかったときにチャネルを選択し直す無線パケット通信システムが得られる。
加えて、本発明によれば、上記無線パケット通信システムにおいて、複数の親無線局は、それぞれ複数の無線サブネットワークのうちの特定ものに係る自局が他のものに係る他局からチャネル使用通知パケットを受信したときにチャネルを選択し直す無線パケット通信システムが得られる。
これらの無線パケット通信システムにおいて、複数の親無線局は、それぞれチャネルを選択し直して該チャネルを切り替えるときに複数の無線サブネットワークのうちの自局が管理するものに接続される複数の子無線局のうちの該当するものに対して新たに選択したチャネルを通知することは好ましい。
又、これらの無線パケット通信システムにおいて、複数の子無線局は、それぞれ複数の親無線局のうちの特定のものの接続関係に無い他の無線サブネットワークの親無線局からチャネル使用通知パケットを受信したときに自局が接続されている親無線局との接続確認を行い、該親無線局との接続が確認できないときにチャネルを選択し直すことは好ましい。更に、この無線パケット通信システムにおいて、複数の子無線局は、それぞれ複数の親無線局のうちの特定のものの接続関係に無い他の無線サブネットワークの親無線局に接続される他局からチャネル使用通知パケットを受信したときに自局が接続されている親無線局との接続確認を行い、該親無線局との接続が確認できないときにチャネルを選択し直すことは好ましい。
一方、これらの何れかの無線パケット通信システムにおいて、複数の子無線局は、それぞれ複数の親無線局のうちの特定のものの接続関係に無い他の無線サブネットワークの親無線局からチャネル使用通知パケットを受信したときに自局が接続されている親無線局との接続確認を行い、該親無線局との接続が確認できたときに複数の親無線局のうちの他の無線サブネットワークに係るものに対してチャネル切り替え要求パケットを送信することや、複数の子無線局は、それぞれ複数の親無線局のうちの特定のものの接続関係に無い他の無線サブネットワークの親無線局からチャネル使用通知パケットを受信したときに自局が接続されている親無線局との接続確認を行い、該親無線局との接続が確認できたときに該複数の子無線局のうちの他の無線サブネットワークの親無線局に係るものに対してチャネル切り替え要求パケットを送信することは好ましい。
他方、これらの何れかの無線パケット通信システムにおいて、複数の子無線局は、それぞれ複数の親無線局のうちの特定のものの接続関係に無い他の無線サブネットワークの親無線局に接続される他局からチャネル切り替え要求パケットを受信したときに自局が接続される親無線局に該チャネル切り替え要求パケットを送信することは好ましい。
本発明の無線パケット通信システムによれば、それぞれの無線局が制御パケットを送受することによって、無線局が無線サブネットワーク間を移動するときに自局の移動を検出して移動先の無線サブネットワークで用いられているチャネルを動的に選択できるようになり、しかも無線サブネットワーク間での干渉を避け動的にチャネルの切り替えを行うことができるようになる。これにより、無線局の移動時にチャネルの再設定を行う必要が無くなると共に、無線サブネットワークの配置や伝搬環境及び通信トラヒックの変動等が生じた場合にもチャネルの配置設計をやり直す必要が無く、実際の伝搬環境や通信トラヒックに応じて自動的に各無線サブネットワークで用いられるチャネルを切り替えることが可能となる。
以下に幾つかの実施例を挙げ、本発明の無線パケット通信システムについて、図面を参照して詳細に説明する。
最初に、本発明の無線パケット通信システムの基本構成を簡単に説明する。この無線パケット通信システムは、複数の無線サブネットワークのそれぞれを管理する複数の親無線局がそれぞれ複数の無線周波数チャネルの中から選択した一つのチャネルを設定して該当する無線サブネットワークに接続されている複数の子無線局と無線通信を行うもので、複数の親無線局及び複数の子無線局は、それぞれ他局との間で制御パケットの送受を行うことによって自動的に自局の移動並びに複数の無線サブネットワーク同士の干渉を検出した結果に基づいてチャネルの変更設定を行うものである。
ここで、複数の親無線局及び複数の子無線局は、それぞれ自局が他局からの制御パケットとしてチャネル切り替え要求パケットを受信したときにチャネルを選択し直すものとすることができる。又、複数の親無線局は、それぞれ一定時間毎に制御パケットとしてチャネル使用通知パケットを送信するものとし、複数の子無線局は、自局が接続される複数の親無線局のうちの特定のものからのチャネル使用通知パケットを一定時間受信しなかったときにチャネルを選択し直すものとすることができる。更に、複数の親無線局は、それぞれチャネルを選択し直してそのチャネルを切り替えるときに複数の無線サブネットワークのうちの自局が管理するものに接続される複数の子無線局のうちの該当するものに対して新たに選択したチャネルを通知するようにすることができる。
こうした無線パケット通信システムでは、複数の子無線局は、それぞれ複数の親無線局のうちの特定のものの接続関係に無い他の無線サブネットワークの親無線局からチャネル使用通知パケットを受信したときに自局が接続されている親無線局との接続確認を行い、その親無線局との接続が確認できないときにチャネルを選択し直すようにしたり、更に複数の子無線局は、それぞれ複数の親無線局のうちの特定のものの接続関係に無い他の無線サブネットワークの親無線局に接続される他局からチャネル使用通知パケットを受信したときに自局が接続されている親無線局との接続確認を行い、その親無線局との接続が確認できないときにチャネルを選択し直すようにすることが好ましい。
又、これらの何れかの無線パケット通信システムにおいて、複数の子無線局は、それぞれ複数の親無線局のうちの特定のものの接続関係に無い他の無線サブネットワークの親無線局からチャネル使用通知パケットを受信したときに自局が接続されている親無線局との接続確認を行い、その親無線局との接続が確認できたときに複数の親無線局のうちの他の無線サブネットワークに係るものに対してチャネル切り替え要求パケットを送信することや、複数の子無線局は、それぞれ複数の親無線局のうちの特定のものの接続関係に無い他の無線サブネットワークの親無線局からチャネル使用通知パケットを受信したときに自局が接続されている親無線局との接続確認を行い、その親無線局との接続が確認できたときに複数の子無線局のうちの他の無線サブネットワークの親無線局に係るものに対してチャネル切り替え要求パケットを送信するようにすれば良い。
更に、これらの何れかの無線パケット通信システムにおいて、複数の子無線局は、それぞれ複数の親無線局のうちの特定のものの接続関係に無い他の無線サブネットワークの親無線局に接続される他局からチャネル切り替え要求パケットを受信したときに自局が接続される親無線局にチャネル切り替え要求パケットを送信するようにすれば良い。
そこで、以下は幾つかの実施例を具体的に説明する。
(実施例1)
図1は、本発明の実施例1に係る無線パケット通信システムの基本構成を示したブロック図である。
この無線パケット通信システムは、有線サブネットワーク3aに接続された基地局(親無線局)1a,1bと、基地局1aとの間で無線通信を行う移動局(子無線局)2a,2bと、基地局1bとの間で無線通信を行う移動局(子無線局)2c,2dとから構成される。
基地局1aはチャネルCh1を用いて自局に属する移動局2a,2bと無線通信を行い、移動局2a,2bが互いに無線通信を行う場合にもチャネルCh1を用いる。同様に、基地局1bはチャネルCh2を用いて移動局2c,2dと無線通信を行い、移動局2c,2dが互いに無線通信を行う場合にもチャネルCh2を用いる。移動局2a,2bや移動局2c,2dと基地局1a,1bとはそれぞれチャネルCh1,Ch2を変更設定できる。但し、ここで基地局1a,1bと移動局2a〜2dとが全て固有のアドレスを持つものとするが、こうした場合にはチャネルCh1,Ch2を区分して使用するのではなく、同一のチャネルを使用しても良い。
図2は、この無線パケット通信システムの無線局で送信される制御パケットを例示したものである。この制御パケットは、宛先アドレスDA,送信元アドレスSA,制御コマンド種別CT,ホストタイプHT,及び親局アドレスPAから成っている。
このうち、宛先アドレスDAには、相手先の無線局のアドレス又は全ての無線局が受信を行うブロードキャストアドレスが含まれている。送信元アドレスSAには自局のアドレスが含まれ、制御コマンド種別CTには制御パケットの種別が含まれている。又、制御コマンド種別CTとしては、応答要求,応答,チャネル使用通知,チャネル切り替え要求等がある。ホストタイプHTには送信元の無線局が自局が親局か子局かの種別が含まれる。親局アドレスPAには、自局が子局の場合に接続している有線サブネットワーク3aを管理している親局のアドレスが含まれる。尚、こうした制御パケットは、単体で送信することも可能であるが、他のデータパケット等の一部とすることもできる。
図3は、この無線パケット通信システムにおける移動局2a,2bや移動局2c,2dでの通信制御の手順を示したフローチャートである。
ここでは、先ず基地局1a,1bが一定周期でチャネル使用通知パケットを送信しているときの移動局2a,2bや移動局2c,2dにおける通信中の制御に関して説明するが、移動局2a,2bや移動局2c,2dは現在接続している無線サブネットワークの基地局1a,1bのアドレスをCP制御として保持しているものとする。
移動局2a,2bや移動局2c,2dは通信開始と共にタイマースタート(ステップS1)を行い、制御パケットの受信の監視を制御パケット受信有りか否かを判定(ステップS2)する。この結果、制御パケット受信が無ければタイムアウトであるか否かを判定(ステップS5)し、タイムアウトした場合にはチャネル選択(ステップS6)を行ってからタイマースタート(ステップS1)の前にリターンして待機する。この処理は所定回数繰り返すようにしても良い。
又、制御パケット受信有りか否かの判定(ステップS2)で制御パケットを受信した場合には受信パケットのホストタイプHTを読み出すべく、HT=PHであるか否かを判定(ステップS3)し、HT=PHであれば受信パケットが基地局1a,1bから送信されたパケットとみなして受信パケットの送信元アドレスSAを読み出すべく、SA=CPであるか否かを判定(ステップS4)する。この結果、SA=CPであれば、受信パケットが移動局2a,2bや移動局2c,2dから送信されたパケットとみなせないため、タイマースタート(ステップS1)の前にリターンして待機するが、SA=CPでなければ受信パケットが移動局2a,2bや移動局2c,2dから送信されたパケットとみなせるため、親局アドレスPAを読み出し自局のCPと比較してPA=CPであるか否かを判定(ステップS7)する。この結果、PA=CPであればタイマースタート(ステップS1)の前にリターンして待機する。
次に、SA=CPであるか否かの判定(ステップS4)により、SA=CPでない場合,即ち、受信した制御パケットが自局が接続している基地局1aや基地局1bのうちの該当以外のものからの制御パケットである場合の処理に関し、移動局2a,2bや移動局2c,2dは自局が登録している親局と接続確認(ステップS8)を行い、自局が登録している親局との接続がOKか否かを判定(ステップS9)する。この結果、接続がOKで確認されたならば、制御パケットを送信してきた基地局1aや基地局1bに対してチャネル切り替え要求パケットを送信(ステップS11)してからタイマースタート(ステップS1)の前にリターンして待機するが、接続がOKでなければ、チャネル選択(ステップS10)を行ってからタイマースタート(ステップS1)の前にリターンして待機する。
更に、PA=CPであるか否かの判定(ステップS7)により、PA=CPでない場合,即ち、受信した制御パケットが自局が接続している基地局1aや基地局1bの該当するもの以外のものに接続している移動局2a,2bや移動局2c,2dからのパケットである場合の処理に関し、移動局2a,2bや移動局2c,2dは受信パケットがチャネル切り替え要求パケットか否かを判定(ステップS12)し、チャネル切り替え要求パケットであれば自局が接続している基地局1aや基地局1bに対してチャネル切り替え要求パケットを送信(ステップS17)してからタイマースタート(ステップS1)の前にリターンして待機するが、チャネル切り替え要求パケットでなければ、自局が登録している親局と接続確認(ステップS13)を行った後、自局が登録している親局との接続がOKか否かを判定(ステップS14)する。この結果、接続がOKで確認されたならば、制御パケットを送信してきた移動局2a,2bや移動局2c,2dに対してチャネル切り替え要求パケットを送信(ステップS16)してからタイマースタート(ステップS1)の前にリターンして待機するが、接続がOKでなければ、チャネル選択(ステップS15)を行ってからタイマースタート(ステップS1)の前にリターンして待機する。
図4は、この無線パケット通信システムにおける基地局1aや基地局1bにおける通信制御の処理手順を示したフローチャートである。
基地局1aや基地局1bは、制御パケットの受信を制御パケット受信有りか否かにより判定(ステップS1)し、受信していなければこの処理の前にリターンして待機するが、受信していれば受信パケットのホストタイプHTを読み出すべく、HT=PHであるか否かを判定(ステップS2)する。この結果、HT=PHであって受信パケットが基地局1aや基地局1bの該当するもの以外(他の基地局)からのパケットであったならば、チャネル選択(ステップS4)を行ってから制御パケット受信有りか否かの判定(ステップS1)の前にリターンして待機するが、HT=PHでなくて受信パケットが他の基地局からのパケットでなければ、チャネル切り替え要求パケットが有るか否かを判定(ステップS3)する。この結果、チャネル切り替え要求パケットが無ければ制御パケット受信有りか否かの判定(ステップS1)の前にリターンして待機するが、チャネル切り替え要求パケットが有ればチャネル選択(ステップS4)を行ってから制御パケット受信有りか否かの判定(ステップS1)の前にリターンして待機する。
図5は、この無線パケット通信システムにおける移動局2a,2bや移動局2c,2dが基地局1aや基地局1bとの接続確認を行う場合の処理手順を示したフローチャートである。但し、ここで基地局1aや基地局1bは自局に接続される移動局2a,2bや移動局2c,2dからの応答要求パケットを受信した場合に応答パケットを送信するものとする。
移動局2a,2bや移動局2c,2dは接続確認時に自局が接続される基地局1aや基地局1bに対して応答要求パケットを送信(ステップS1)してからタイマーをスタート(ステップS2)させた後、応答パケット受信有りか否かを判定(ステップS3)する。この結果、応答パケット受信が無ければタイムアウトか否かを判定(ステップS4)し、タイムアウトで無ければ応答パケット受信有りか否かを判定(ステップS3)の前にリターンして応答パケットの受信をタイムアウトまで待機するようにするが、タイムアウトしたならば接続確認不能と判断(ステップS5)してから処理を終了する。又、応答パケット受信有りか否かを判定(ステップS3)で応答パケットが受信されれば接続確認と判断(ステップS6)してから処理を終了する。
図6は、この無線パケット通信システムにおける基地局1aや基地局1bが新しいチャネルを選択する際に自局に接続される移動局2a,2bや移動局2c,2dに対して新規に選択したチャネルを通知する場合の処理手順を示したフローチャートである。
基地局1aや基地局1bは、先ず新しいチャネルの選択(ステップS1)を行った後、選択前に使っていたチャネルを用いて新規に選択したチャネルの番号を移動局2a,2bや移動局2c,2dに送信(ステップS2)する。次に、新しく選択したチャネルを用いて通信を開始(ステップS3)する。移動局2a,2bや移動局2c,2dは、基地局1aや基地局1bからの通知を受けた場合に基地局1aや基地局1bが通知した新しいチャネルに切り替えて通信を行う。
(実施例2)
図7は、本発明の実施例2に係る無線パケット通信システムの基本構成を示したブロック図である。
この無線パケット通信システムは、有線サブネットワークに接続された基地局を含まない移動局2e,2f,2g,2h,2i,2jのみで構成される無線サブネットワークである。このような構成においては、任意の移動局が親局となって無線サブネットワークの管理を行い、親局の選択したチャネルを用いて親局以外の移動局が通信を行う。
このような移動局のみで構成される独立したネットワークを構成する場合、実施例1のシステムにおいて基地局1aや基地局1bが行っていた制御は親局となる移動局が行う。又、親局となる移動局が無線サブネットワーク間を移動する場合、元の無線サブネットワークでは他の移動局が新たに親局となる。これにより、基地局が存在しない無線サブネットワークにおいても、無線サブネットワーク間での干渉を避けることができ、移動局は移動先で用いられているチャネルを自動的に選択することができる。
(実施例3)
図8は、本発明の実施例3に係る無線パケット通信システムの基本構成を示したブロック図である。
この無線パケット通信システムは、実施例1のシステムと実施例2のシステムとが混在した形態であり、有線ネットワーク3bに接続された基地局1cとの間で無線通信を行う移動局2k,2lと、独立して相互に無線通信を行う移動局2o,移動局2p,2qと、有線ネットワーク3bに接続された基地局1dとの間で無線通信を行う移動局2m,2nと、独立して相互に無線通信を行う移動局2r,2s,2tとから構成されている。
この構成のように、基地局1cや基地局1dが存在する無線サブネットワークと基地局1cや基地局1dが存在しない無線サブネットワークとが混在する状況下では、実施例1で基地局1aや基地局1bが行っていた処理を、基地局1cや基地局1dが存在する無線サブネットワークではこれらの基地局1cや基地局1dが行い、基地局1cや基地局1dが存在しない無線サブネットワークでは親局となる移動局が行う。これにより、基地局1cや基地局1dが存在する無線サブネットワークと、基地局1cや基地局1dが存在しない無線サブネットワークとが混在する状況下でも、実施例1のシステムや実施例2のシステムと同様に無線サブネットワーク間での干渉を回避することができ、移動局は移動先で用いられているチャネルを自動的に選択することができる。
本発明の実施例1に係る無線パケット通信システムの基本構成を示したブロック図である。 図1に示す無線パケット通信システムの無線局で送信される制御パケットを例示したものである。 図1に示す無線パケット通信システムにおける移動局での通信制御の手順を示したフローチャートである。 図1に示す無線パケット通信システムにおける基地局における通信制御の処理手順を示したフローチャートである。 図1に示す無線パケット通信システムにおける移動局が基地局との接続確認を行う場合の処理手順を示したフローチャートである。 図1に示す無線パケット通信システムにおける基地局が新しいチャネルを選択する際に自局に接続される移動局に対して新規に選択したチャネルを通知する場合の処理手順を示したフローチャートである。 本発明の実施例2に係る無線パケット通信システムの基本構成を示したブロック図である。 本発明の実施例3に係る無線パケット通信システムの基本構成を示したブロック図である。
符号の説明
1a,1b,1c,1d 基地局
2a〜2d,2e〜2j,2k〜2t 移動局
3a,3b 有線ネットワーク

Claims (2)

  1. 複数の無線サブネットワークのそれぞれを管理する複数の親無線局がそれぞれ複数の無線周波数チャネルの中から選択した一つのチャネルを設定して該当する無線サブネットワークに接続されている複数の子無線局と無線通信を行い、前記無線局が自局が管理する無線サブネットワーク以外の無線サブネットワークとの干渉を検出した際に新たなチャネルを選択し前記新たなチャネルへの変更設定を行う無線パケット通信システムであって、
    前記干渉を検出した親無線局が、前記新たなチャネルに変更設定を行う前に、自局が管理する無線サブネットワークに接続される前記複数の子無線局に対して新たに選択したチャネルを通知することを特徴とする無線パケット通信システム。
  2. 前記干渉を検出した親無線局から前記複数の子無線局に対する新たに選択したチャネルの通知を変更設定を行う前のチャネルを用いて行うことを特徴とする請求項1記載の無線パケット通信システム。
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