JP2007142933A - 相手端末と接続するための情報を格納するテーブルを管理する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信システムにおいて接続拒否の発生を回避し、通信効率を高める。
【解決手段】相手端末情報テーブル１５には、相手端末と接続するための情報が格納される。確認メッセージ作成部１６は、相手端末情報テーブル１５に登録されている各相手端末へ存在確認メッセージを送信する。応答モニタ部１７は、各相手端末からの応答の有無をモニタする。順位管理部１８は、応答を受信できなかった相手端末の削除順位を繰り上げる。テーブル更新部１９は、相手端末情報テーブル１５が満杯状態であるときに新たな端末から接続要求を受信すると、削除順位が第１位の相手端末を相手端末情報テーブル１５から削除し、そこに新たな端末を登録する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信システムにおいて相手端末と接続するための情報を管理する方法に係わり、特に、無線通信装置がその相手端末と接続するための情報を格納するテーブルを管理する方法に係わる。

無線ＬＡＮ等の無線通信システムにおいて使用される通信装置は、一般に、通信相手と接続するための情報（例えば、ＭＡＣアドレス、通信レート情報、暗号鍵等）を保持し、それらの情報を利用しながら相手端末との間でデータの送受信を行う。ここで、アドホック型のシステムでは、各端末は、その端末が備えるメモリ上に構成された相手端末情報テーブルに相手端末と接続するための情報を保持する。そして、新たな端末から接続要求を受け取った端末は、その新たな端末と接続するための情報を相手端末情報テーブルに格納し、通信を開始する。

ところが、各端末が備えるメモリのサイズの制限等により（或いは、無線通信システムの仕様または規格により）、相手端末情報テーブルに登録可能な相手端末の数は所定数Ｎに制限されていることがある。このようなシステムにおいては、Ｎ台以上の端末が同時に存在する場合には、相手端末情報テーブルが満杯状態になることがある。そして、相手端末情報テーブルが満杯状態であるときに、新たな端末から接続要求が送られてくると、その要求を拒否することになる。すなわち、無線通信システムにおいて予め決められている最大接続数を越える接続要求は拒否されてしまう。

例えば、図７において、端末１００は、最大接続数の端末（端末１０１を含む）と接続している。このような状況において、新たな端末（端末１０２）から端末１００へ接続要求が送られると、その接続要求は拒否されてしまう。このとき、仮に、端末１０１が通信エリアの外に移動していたとすると、通信エリア内には最大接続数よりも少ない端末しか存在していないにもかかわらず、端末１０２が端末１００に接続できない事態が発生してしまう。なお、従来の技術においては、端末１００の相手端末情報テーブルに格納されている端末１０１に係わる情報を削除するためには、端末１０１からの接続解除指示が必要であった。

関連する技術として、特許文献１には、端末から接続要求を受信した基地局が、その基地局と端末との間の距離および通話可能な端末数の上限値に基づいて接続の可否を判断する技術が記載されている。しかし、この技術によっても、条件によっては、接続要求が拒否されてしまう。

この問題を解決するためには、相手端末情報テーブルが満杯状態であるときに新たな端末から接続要求を受信した場合に、相手端末情報テーブルに先に登録されている相手端末の中の１台を削除する必要がある。そして、例えば、特許文献２には、テーブルに登録されている各相手端末について無通信時間をカウントし、新たな通信要求を受信したときに無通信時間が最大の相手端末を削除する方法が記載されている。
特開平５−１３０６６８号公報 特開２０００−２３２４５９号公報（図２、明細書の段落００２６〜００３１）

従来の技術においては、上述したように、通信エリア内に存在する端末の台数が増えると、接続要求が拒否されることがあった。
なお、特許文献２に記載の技術によれば、上述のような接続拒否は回避できるが、通信エリア内に存在する相手端末であっても、一定時間以上通信が行われないと、相手端末情報テーブルから削除されてしまう。この場合、相手端末情報テーブルから削除された相手端末との間で通信を再開する際には、再度、その相手端末と接続するための情報を取得する必要があり、通信効率が低下してしまう。よって、相手端末情報テーブルから削除すべき相手端末をより適切に選択する必要がある。

本発明の目的は、無線通信システムにおいて接続拒否の発生を回避し、通信効率を高めることである。

本発明は、無線通信システムにおいて相手端末と接続するための情報を格納するテーブルを管理する方法に係わり、前記テーブルに登録されている各相手端末について削除順位を設定し、前記テーブルに登録されている各相手端末に対して確認信号を送信し、前記確認信号に対する前記各相手端末からの応答の有無に応じて、それらの相手端末についての削除順位を更新し、新たな端末から接続要求を受信したときに前記テーブルが満杯であった場合には、前記削除順位の最も高い相手端末を前記テーブルから削除し、前記新たな端末を前記テーブルに登録する。

本発明によれば、確認信号に対応する応答の有無に従って各相手端末の削除順位が更新され、新たな端末からの接続要求に際してテーブルから相手端末を削除する必要が生じたときは、削除順位が最も高い相手端末が削除される。よって、新たな端末からの接続要求が拒否されることはない。また、一時的に通信が行われていない相手端末であっても、確認信号に対して応答する場合には、通信エリア内に存在しているものと判断し、削除順位を繰り上げることはしない。これにより、この相手端末と接続するための情報は保持されるので、この相手端末との通信を再開する際には、保持してある情報を利用して即座に好適な通信環境を実現できる。

本発明の方法において、前記確認信号を定期的に送信し、前記確認信号に対する応答を受信できなかった相手端末の削除順位を繰り上げるようにしてもよい。この手順を導入すれば、各相手端末の位置（通信エリア内に位置しているか否か）または状態（電源がオン状態になっているか否か）等に応じてその削除順位を動的に変化させることができる。

また、前記テーブルに登録されている各相手端末からの受信信号の電波強度に基づいて前記削除順位を更新するようにしてもよい。この手順を導入すれば、各相手端末からの応答の有無に加えて他の判断基準も利用して削除順位が設定されるので、テーブルから削除すべき相手端をより適切に選択できる。

さらに、削除順位の最も高い相手端末からの受信電波強度が前記新たな端末からの受信電波強度よりも低かった場合に限り、前記削除順位の最も高い相手端末を前記テーブルから削除するようにしてもよい。この手順を導入すれば、削除候補の相手端末の代わりに電波状況の悪い端末と接続することが回避される。

さらに、定期的に繰り返し送信した確認信号に対応する応答をある相手端末から所定回数続けて受信できなかったときに、その相手端末を前記テーブルから削除するようにしてもよい。この手順を導入すれば、テーブルが満杯でないときであっても、不要な相手端末を削除できる。

本発明の他の態様の方法は、無線通信システムにおいて相手端末との接続を制御する方法に係わり、通信エリア内に存在する相手端末に対して確認信号を送信し、前記確認信号に対する前記各相手端末からの応答の有無に応じて、それらの相手端末について接続解除順位を設定し、新たな端末から接続要求を受信したときに最大接続数の相手端末が既に接続されていた場合には、前記接続解除順位の最も高い相手端末との間の接続を解除し、前記接続が解除された相手端末の代わりに前記新たな端末を接続する。

本発明によれば、無線通信システムにおいて接続拒否の発生が回避され、通信効率が高くなる。

本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明に係る無線通信システムは、以下の実施形態では、特に限定されるものではないが、例えば、アドホック型の無線ＬＡＮシステムである。アドホック型の無線ＬＡＮシステムでは、各端末は、それぞれ通信エリア内に位置する所望の相手端末と直接的にデータを送受信する。また、アドホック型の無線ＬＡＮシステムでは、各端末は、それぞれビーコンフレームを同報する。そして、ビーコンフレームを受信した端末は、そのビーコンフレームの送信元端末に接続するための情報を取得することができる。

図１は、実施形態の無線通信システムにおいて使用される端末の構成を示す図である。ここでは、本発明に直接的に係わらない機能については省略されている。
図１において、アプリケーション部１１により生成される送信データは、送信処理部１２によりパケットに格納され、アンテナ１３を介して無線ネットワークに送出される。このとき、送信処理部１２は、相手端末情報テーブル１５に格納されている情報を利用して通信を行う。また、受信処理部１４は、アンテナ１３を介して受信したパケットから受信データを取り出してアプリケーション部１１に転送する。このとき、受信処理部１４は、相手端末情報テーブル１５に格納されている情報を利用して通信を行う。

相手端末情報テーブル１５には、図２に示すように、当該端末に接続する相手端末が登録される。そして、各相手端末と接続するための情報（例えば、相手端末のＭＡＣアドレス、通信レートを示す情報、暗号鍵など）が格納される。なお、相手端末と接続するための情報は、例えば、相手端末から送信されるビーコンフレームから取得する。また、タイマ値は、各相手端末の存在を確認できない時間を示す。相手端末情報テーブル１５に登録可能な相手端末の数は、メモリのサイズによる制限あるいは無線通信システムの仕様または規格等により予め固定的に決められている。ここで、相手端末と接続する際には、その相手端末が相手端末情報テーブル１５に登録されている必要がある。よって、各端末に接続可能な相手端末の最大数は、相手端末情報テーブル１５の登録可能数に相当する。

確認メッセージ作成部１６は、相手端末の存在を確認するための確認信号としての存在確認メッセージを作成する。この存在確認メッセージは、送信処理部１２により予め決められた所定の間隔で繰り返し送信される。存在確認メッセージは、例えばscan.requestであり、ブロードキャスト送信またはマルチキャスト送信される。なお、存在確認メッセージを受信した相手端末は、応答メッセージを返送するものとする。

応答モニタ部１７は、各相手端末から返送されてくる応答メッセージをモニタする。すなわち、相手端末情報テーブル１５に登録されている各相手端末から応答メッセージを受信できるか否かをモニタする。

順位管理部１８は、相手端末情報テーブル１５に登録されている各相手端末に付与される削除順位（あるいは、接続解除順位）を管理する。ここで、削除順位（接続解除順位）は、相手端末情報テーブル１５から相手端末を削除する必要が生じた場合に、削除されるべき順位を表す（あるいは、複数の相手端末の中の１台との間の接続を解除する必要が生じた場合に、接続解除されるべき順位を表す）。そして、順位管理部１８は、各相手端末からの応答メッセージの有無に従って、それら相手端末の削除順位を更新する。

テーブル更新部１９は、新たな端末から接続要求を受信したとき（あるいは、新たな端末からビーコンフレームを受信したとき）は、その新たな端末を相手端末情報テーブル１５に登録する。また、相手端末情報テーブル１５が満杯状態であるときに新たな端末から接続要求を受信した場合には、テーブル更新部１９は、最も削除順位の高い相手端末を相手端末情報テーブル１５から削除し、そこに新たな端末を登録する。

このように、本実施形態においては、相手端末情報テーブル１５に登録されている各相手端末に対して削除順位を付与し、相手端末情報テーブル１５から相手端末を削除する必要が生じたときは、削除順位の最も高い相手端末を削除する。ここで、この削除順位は、存在確認メッセージに対応する応答を受信できたか否かにより更新される。よって、通信エリア内に存在して且つ通信可能状態となっている相手端末は、削除順位が低くなり、相手端末情報テーブル１５から削除される可能性は低くなる。すなわち、通信可能状態にある相手端末との通信に際しては、継続して相手端末情報テーブル１５に格納されている情報を利用でき、常に、適切な条件（例えば、適切な通信レート）でデータの送受信が行われる。したがって、通信効率を高く保つことができる。

なお、上記構成の端末装置において、相手端末情報テーブル１５、順位管理部１８により管理される情報は、書き換え可能なメモリ上の所定の領域に記憶される。また、確認メッセージ作成部１６、応答モニタ部１７、順位管理部１８、テーブル更新部１９は、例えば、プロセッサが上記機能を記述したプログラムを実行することにより実現される。

本実施形態において相手端末情報テーブル１５を管理する手順の概略は、下記の通りである。
（１）相手端末情報テーブル１５に登録されている相手端末との間の接続状態を定期的に確認し、応答がない相手端末の削除順位を上げる。
（２）相手端末情報テーブル１５が満杯であるときに（すなわち、最大接続数の端末が接続されているときに）新たな端末から接続要求を受信した場合には、削除順位が第１位の相手端末を相手端末情報テーブル１５から削除し、そこにその新たな端末を登録する。これにより、新たな端末からの接続要求が拒否されることが回避される。
（３）相手端末情報テーブル１５に登録されている相手端末から一定期間応答がなかったときは、その相手端末を削除することにより、相手端末情報テーブル１５に空き領域を確保する。これにより、新たな端末から接続要求があったときは、即座にその新たな端末と接続できるようになる。

図３は、実施形態の無線通信システムの動作例を示す図である。以下の説明では、端末１００に着目して説明する。ここで、端末１００の相手端末情報テーブル１５は、時刻ｍ−１において満杯状態であるものとする。すなわち、時刻ｍ−１において、端末１００にはＮ台の相手端末（端末ａ、端末ｂ、端末ｃ、端末ｄを含む）が接続されている。なお、以下の説明において、時刻ｉと時刻ｉ＋１との間の期間を「期間ｉ」と呼ぶことがある。

図４は、図３に示す動作が行われたときの各相手端末の順位が更新される様子を示す図である。ここでは、時刻ｍ−１における端末ａ、ｂ、ｃ、ｄの削除順位が、それぞれ、第７位、第１位、第２位、第６位であるものとする。

端末１００は、定期的に、存在確認メッセージをブロードキャスト送信する。この実施例では、時刻ｍ−１において存在確認メッセージが送信されたときに、端末ａ、ｂ、ｄから応答を受信したが、端末ｃからは応答を受信できなかった。この場合、端末ｃの削除順位が繰り上がる。すなわち、端末ｃの削除順位は、図４に示すように、第２位から第１位に繰り上がる。これに伴って、端末ｂの削除順位は、第１位から第２位に繰り下がる。なお、端末１００の順位管理部１８は、相手端末情報テーブル１５に登録されていない端末から応答を受信したときは、それを無視する。

続いて、期間ｍ（時刻ｍと時刻ｍ＋１との間）において、端末１００は、新たな端末ｘから接続要求を受信する。ところが、このとき、端末１００の相手端末情報テーブル１５は満杯である。よって、この場合、削除順位が第１位である端末ｃが相手端末情報テーブル１５から削除される。そして、削除された端末ｃの代わりに、端末ｘが相手端末情報テーブル１５に登録され、端末ｘが端末１００に接続される。なお、端末ｃが削除されたことに伴って、先に接続されている他の相手端末（端末ａ、ｂ、ｄ）の削除順位はそれぞれ１ずつ繰り上がり、新たに接続された端末ｘに対して最も低い削除順位が付与される。

この後、端末１００は、存在確認メッセージに対する応答を端末ｄから所定回数連続して受信できなかったものとする。すなわち、端末１００は、一定期間、端末ｄの存在を確認できなかったものとする。この場合、端末１００は、時刻ｍ＋ｐ＋１において相手端末情報テーブル１５から端末ｄを削除する。この削除処理は、相手端末情報テーブル１５が満杯でなかったとしても実行される。ただし、この削除処理は、例えば、削除すべき相手端末の削除順位が所定の順位よりも高かった場合（例えば、上位５位以内であった場合）に限って実行されるようにしてもよい。

上記削除処理により、相手端末情報テーブル１５には空き領域が設けられる。よって、期間ｍ＋ｐ＋１において新たな端末ｙが接続要求を発行すると、その端末ｙは即座に端末１００に接続される。

このように、実施形態の手順によれば、新たな端末からの接続要求が拒否されることが回避される。また、その存在を確認できない相手端末から順番に削除されるので、通信エリア内において一時的に通信を行っていない相手端末が削除される可能性は低くなる。

図５は、各相手端末の削除順位を更新する処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、所定の時間間隔で繰り返し実行される。
ステップＳ１では、存在確認メッセージをブロードキャスト送信する。ステップＳ２では、相手端末情報テーブル１５に登録されている各相手端末について、存在確認メッセージに対応する応答の有無をモニタする。ステップＳ３では、応答を返送してこない相手端末の有無をチェックする。そして、すべての相手端末から応答が返送されてきたときは、各相手端末に付与されている削除順位を変更することなく処理を終了する。一方、１以上の相手端末の応答を受信できなかったときは、ステップＳ４において、削除順位を更新する。すなわち、順位管理部１８において、応答の無い相手端末（以下、無応答端末）の削除順位を「１」だけ繰り上げる。これに伴い、他の相手端末の削除順位は、必要に応じて更新される。なお、無応答端末の削除順位が既に第１位であった場合には、削除順位の更新は行われない。このように、相手端末の存在が確認できなかったときは、その相手端末に対してより高い削除順位が付与されることになる。

なお、上述の実施例では、削除順位を１段階ずつ繰り上げているが、一度に２段階以上繰り上げるようにしてもよい。
図６は、新たな端末から接続要求を受信したときの処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、新たな端末から接続要求を受信したときに実行される。したがって、図５に示す更新処理とは非同期で実行される。

ステップＳ１１において接続要求を受信すると、ステップＳ１２において、相手端末情報テーブル１５に空き領域があるか満杯状態となっているかをチェックする。そして、相手端末情報テーブル１５に空き領域があれば、ステップＳ１３およびＳ１４をスキップしてステップＳ１５に進む。一方、相手端末情報テーブル１５が満杯であれば、ステップＳ１３およびＳ１４の処理が実行される。

ステップＳ１３では、順位管理部１８を参照し、削除順位が第１位となっている相手端末を相手端末情報テーブル１５から削除する。続いて、ステップＳ１４では、相手端末情報テーブル１５に残っている各相手端末の削除順位を「１」ずつ繰り上げる。

ステップＳ１５では、接続要求を発行した新たな端末を相手端末情報テーブル１５に登録する。そして、ステップＳ１６では、上記登録に際して相手端末情報テーブル１５に格納された情報を利用して、上記新たな端末との間の接続を確立する。このように、相手端末情報テーブル１５が満杯のときに新たな端末から接続要求があったときは、その時点で削除順位が最も高い相手端末の代わりにその新たな端末との接続が確立される。

本実施形態の方法を導入すれば、相手端末から接続を解除する旨の指示を受信しなくても、不要な相手端末を相手端末情報テーブルから削除できるので、無駄な情報を保持する必要がなくなり、新たな端末からの接続要求の拒否を回避できる。また、相手端末が通信エリアの外に移動したときは、その相手端末は、一定時間経過後に相手端末情報テーブルから自動的に削除され、新たな端末を登録するための領域が確保されるので、新たな端末からの接続要求に即座に応じることができる。

＜他の実施形態＞
１．存在確認メッセージに対する応答の代わりに、ビーコンフレームまたは通常データを利用して削除順位の更新を行うようにしてもよい。この場合、電波障害等に起因して接続中の相手端末からの応答を受信できない場合であっても、他の通信で代用して不適切な接続解除を回避できる。

２．相手端末からの受信電波強度に基づいて削除順位を更新するようにしてもよい。すなわち、電波強度に応じて相手端末を削除してもよいか否かを判断することができる。なお、応答の有無および受信電波強度の双方を参照して削除順位を更新するようにしてもよい。

３．削除順位が第１位の相手端末からの受信電波強度が新たな端末からの受信電波強度よりも低かった場合に限り、その相手端末を相手端末情報テーブルから削除するようにしてもよい。これにより、先に接続されている相手端末の代わりにあえて電波の弱い端末と接続するような事態を回避できる。

４．削除順位の変更基準は、応答の頻度、平均、分布であってもよい。
５．存在確認メッセージは、特定の相手端末に対してユニキャスト通信で送信してもよい。この場合、他の相手端末については、応答があったものとして処理する。この方法を導入すれば、応答の無い相手端末、データ通信が途絶えている相手端末、削除順位が第１位となっている相手端末のみについてその存在の再確認ができる。

なお、本発明は、アドホック型の無線ＬＡＮシステムに限定されるものではなく、インフラモード型の無線ＬＡＮにも適用可能である。ただし、この場合、本発明の方法は、アクセスポイントにおいて使用される。また、本発明は、無線ＬＡＮに限定されるものではなく、１または複数の通信装置が他の通信端末と接続するための情報を格納するテーブルを備える無線通信システムに適用可能である。

実施形態の無線通信システムにおいて使用される端末の構成を示す図である。 相手端末情報テーブルの実施例である。 実施形態の無線通信システムの動作例を示す図である。 図３に示す動作が行われたときの各相手端末の順位が更新される様子を示す図である。 各相手端末の削除順位を更新する処理を示すフローチャートである。 新たな端末から接続要求を受信したときの処理を示すフローチャートである。 従来技術の問題点を説明する図である。

符号の説明

１５ 相手端末情報テーブル
１６ 確認メッセージ作成部
１７ 応答モニタ部
１８ 順位管理部
１９ テーブル更新部
１００〜１０２ 端末

Claims (6)

1. 無線通信システムにおいて相手端末と接続するための情報を格納するテーブルを管理する方法であって、
   前記テーブルに登録されている各相手端末について削除順位を設定し、
   前記テーブルに登録されている各相手端末に対して確認信号を送信し、
   前記確認信号に対する前記各相手端末からの応答の有無に応じて、それらの相手端末についての削除順位を更新し、
   新たな端末から接続要求を受信したときに前記テーブルが満杯であった場合には、前記削除順位の最も高い相手端末を前記テーブルから削除し、
   前記新たな端末を前記テーブルに登録する
   ことを特徴とするテーブル管理方法。
2. 前記確認信号を定期的に送信し、
   前記確認信号に対する応答を受信できなかった相手端末の削除順位を繰り上げる
   ことを特徴とする請求項１に記載のテーブル管理方法。
3. 前記テーブルに登録されている各相手端末からの受信信号の電波強度に基づいて前記削除順位を更新する
   ことを特徴とする請求項１に記載のテーブル管理方法。
4. 削除順位の最も高い相手端末からの受信電波強度が前記新たな端末からの受信電波強度よりも低かった場合に限り、前記削除順位の最も高い相手端末を前記テーブルから削除する
   ことを特徴とする請求項１に記載のテーブル管理方法。
5. 定期的に繰り返し送信した確認信号に対応する応答をある相手端末から所定回数続けて受信できなかったときは、その相手端末を前記テーブルから削除する
   ことを特徴とする請求項１に記載のテーブル管理方法。
6. 無線通信システムにおいて相手端末との接続を制御する方法であって、
   通信エリア内に存在する相手端末に対して確認信号を送信し、
   前記確認信号に対する前記各相手端末からの応答の有無に応じて、それらの相手端末について接続解除順位を設定し、
   新たな端末から接続要求を受信したときに最大接続数の相手端末が既に接続されていた場合には、前記接続解除順位の最も高い相手端末との間の接続を解除し、
   前記接続が解除された相手端末の代わりに前記新たな端末を接続する
   ことを特徴とする接続制御方法。

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