JP2007180815A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 無線ブリッジを切り替える際には、通信の一時停止や、遅延が発生する。宅内等を端末が移動する際に、端末に対する帯域保証を確保したまま、通信の切り替えや遅延を伴わずに、無線ブリッジを切り替える。
【解決手段】 移動端末５とサーバ６０の間の無線ブリッジ１００、２００のうち、無線ブリッジ１００をＡＰとし、残りはＡＰに帰属するＳＴＡで有線ブリッジ機能を備えるもの（ＢＳＴＡと呼ぶ）として構成し、移動端末は、ＢＳＴＡとダイレクトリンク接続することで、移動端末とサーバ間の無線ブリッジとして、ＡＰと、ＢＳＴＡの両方を使用可能にすることで、シームレスな無線ブリッジの切り替えを実現する。
【選択図】図１

Description

本発明は、宅内等において無線ブリッジ間を端末が移動する際の無線通信方法に関するものである。

図９は、従来技術における、無線ブリッジ間を端末が移動する際のネットワーク構成図である。
サーバ６０は、映像配信サーバであり、有線ネットワークからデータ転送開始要求フレームを受信すると、データ転送開始要求フレームの送信元に対して、映像ストリーム等のデータフレームの送信を開始する。

ブリッジ５０は、スイッチングハブ等の中継器であり、サーバ６０と、無線親機１０と、無線親機２０をＬＡＮケーブルによって接続し、フレームの中継を行う。
無線ネットワーク１、２は、ＩＥＥＥ８０２．１１を基本とする無線ＬＡＮで、インフラストラクチャネットワークとして動作する。
無線親機１０、２０はそれぞれ無線ネットワーク１、２におけるアクセスポイントであり、有線ネットワークと無線ネットワークのブリッジを行う。

無線移動端末５は、例えば携帯用映像表示端末で、無線ネットワークにおけるステーションとしての機能を有し、ネットワークを経由して映像配信サーバへデータ転送開始要求フレームを送信、及び、映像配信サーバからの映像データの受信を行う。
図４は、ブリッジ５０の構成を示すブロック図である。
ポート５０１、５０２、５０３は、例えばＬＡＮケーブル等の有線ネットワークによってそれぞれ、無線親機１０、無線装置２０、サーバ６０と接続されており、有線ネットワークを通してフレームの送受信を行う。

中継判定部５２０はポート５０１、５０２、５０３から受信したフレームをどのポートから送信するかの判定を行う。
ＭＡＣアドレス管理テーブル５３１は、各ポートに接続している端末のＭＡＣアドレスを保持する。図５にＭＡＣアドレス管理テーブル５３１の構成例を示す。
このＭＡＣアドレス管理テーブル５３１は、中継判定部５２０によって更新される。

中継判定部５２０は、いずれかのポートからフレームを受信したとき、フレームの送信ＭＡＣアドレスと、フレームを受信したポートを対応づけてＭＡＣアドレス管理テーブル５３１に登録する。
かかる構成において、無線親機１０、２０は、アクセスポイントとしてそれぞれ異なる無線ネットワーク１、２を構成し、無線移動端末５は、無線ネットワーク１、２のうち、いずれか通信状態の良いものに接続し、無線ネットワーク区間における帯域保証を行いながらサーバ６０との通信を行う。

ブリッジ５０は、サーバ６０が送信した無線移動端末５宛のデータフレームを受信すると、自身のＭＡＣアドレス管理テーブルを参照して、無線親機１０、または無線親機２０へと送信する。
無線移動端末５が、無線ネットワーク１に接続している状態から、無線ネットワーク２へ接続を切り替える場合は、無線親機１０、２０と制御フレームの交換を行い、その後ブリッジ５０に対して経路変更を行う必要がある。

以下に処理の詳細を示す。
無線移動端末５は、接続するネットワークを切り替えるため、無線親機２０との間にローミング要求フレームの交換を行う。
なお、このとき、無線移動端末５は、無線親機２０へローミング要求フレームを送信後、無線親機２０からの応答を待つために、無線親機１０との通信を一時停止する。そこで、無線移動端末は、予め無線親機１０に、スリープ通知フレームを送信しておく。

また、この間も、サーバ６０から無線移動端末宛のデータフレームは送信され続け、ブリッジ５０はこれを無線親機１０へ中継を行う。無線親機１０は、無線移動端末５と通信できない状態にあるので、このフレームを内部にバッファする。
その後、無線移動端末５と無線親機２０との間の制御フレームの交換が完了し、無線移動端末５がネットワーク２に接続すると、無線移動端末５は、ＡＲＰなどのブロードキャストフレームを送信し、ネットワーク内の全てのブリッジに対して経路変更を要求する。

このとき、ブリッジ５０の中継判定部５２０によってＭＡＣアドレス管理テーブル５３１が更新されるため、サーバ６０から送信されたデータフレームは、ブリッジ５０によって無線親機２０に中継されるようになる。
その後、無線親機２０は、無線親機１０に、無線移動端末５がネットワーク２に接続を変更したことを通知する。

無線親機１０は、無線親機２０からの通知を受けて、内部にバッファしていた無線移動端末５宛のデータフレームを、ブリッジ５０を経由して無線親機２０へ送信する。
従来の無線親機切り替え方法としては、無線親機１０に送信されるデータフレームを減少させるために、制御フレームの交換と同時に無線親機２０が無線移動端末５に代わって、ブリッジ５０に対し経路変更を行うものがある（例えば特許文献１参照）。
特開２００４−３０４５７０号公報

特許文献１では、無線親機２０が、制御フレームの交換が完了した後に、無線移動端末５に代わって、前記ＡＲＰなどのブロードキャストフレームを送信することで、制御フレームの交換が完了してから、無線移動端末５が経路変更を行うまでの間、サーバから送信されたデータフレームは無線親機１０へ中継されずに無線親機２０へ中継される。

これによって、遅延が発生するフレームを減少させることができるが、制御フレームの交換中に、親機１０へフレームが中継されることを抑止することはできないため、依然としてローミング時に伝送の遅延が発生するという課題が発生している。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、帯域保証を行いながら無線親機を切り替える際に遅延が発生しない無線親機切り替え方式を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の無線親機切り替えは、無線親機のひとつをアクセスポイントとし、残りはアクセスポイントに接続するステーションとして構成し、無線移動端末と、アクセスポイント間の通信は通常の無線リンク、無線移動端末とステーション間の通信はダイレクトリンクを使用することで、サーバとの通信で同時に複数の無線経路を確保することができる。

本発明の無線親機切り替え方式によれば、無線ブリッジを切り替えるときなどに、通信の一時停止、保証帯域の変更が必要ないため、頻繁に無線ブリッジを切り替えた場合でも、映像伝送に影響を与えずに通信を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における無線ブリッジ間を移動端末が移動する際のネットワーク構成図である。
図１において、図９と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。本実施の形態は、図９の構成における無線親機１０、２０を本発明による主無線親機１００、副無線親機２００に置き換えたものである。

無線ネットワーク３は、ＩＥＥＥ８０２．１１を基本とする無線ローカルエリアネットワークで、インフラストラクチャネットワークとして動作する。
主無線親機１００は無線ネットワーク３におけるアクセスポイントであり、有線ネットワークと無線ネットワークのブリッジを行う。
副無線親機２００は無線ネットワーク３におけるステーションであり、有線ネットワークと無線ネットワークのブリッジを行う。

図２は、本実施の形態における主無線親機１００のブロック図である。
主無線親機１００おいて有線ポート１１１は、ＬＡＮケーブル等の有線によってブリッジ５０と接続しており、有線ネットワークに対するフレームの送受信を行う。
中継判定部１２０は、有線ネットワーク、または無線ネットワークから受信したフレームをそれぞれ、無線ネットワーク、または有線ネットワークに中継するかどうかの判定を行う。

クラシファイ判定部１２１は、有線ネットワークから受信したフレームを無線ネットワークに送信するときに、そのフレームが無線送信時に帯域保証を必要とするフレームかそうでないかの判定を行う。
通常バッファ１４１と、ストリーム用バッファ１４２はそれぞれフレームを一時保存するためのバッファである。これらはそれぞれ帯域保証を必要としないフレームと、必要とするフレームが格納される。

送信制御部１２２は、通常バッファ１４１または、ストリーム用バッファ１４２に設定されたフレームをバッファから読み出して、無線ポート１１２から送信する。また、制御部１２４から制御用フレームの送信要求信号を受けると、無線ポート１１２から制御フレームの送信を行う。
無線ポート１１２は、アンテナを介して無線ネットワークに対するフレームの送受信を行う。

受信制御部１２３は、無線ポート１１２から受信したフレームが制御フレームか、データフレームかの判別を行い、それぞれ制御部１２４か、中継判定部１２０へ中継を行う。
制御部１２４は、受信制御部１２３から受信した、制御フレームの処理や、送信制御部１２２からフレームを送信するタイミングの制御、無線ネットワーク内の帯域保証管理を行うため、無線ネットワーク内の端末に送信タイミングの制御フレームを送信する。

経路切り替え検知部１２５は、サーバ６０、無線移動端末５間のネットワークにおける経路が変更されたことを検知する。
ＭＡＣアドレス管理テーブル１３１は、無線、有線の各ポートに接続している端末の情報を保持する。図６にＭＡＣアドレス管理テーブルの構成例を示す。
帯域管理テーブル１３２は、制御部１２４が管理する帯域情報の一覧と、使用可能な帯域の空き状態に関する情報を保持する。図７に帯域管理テーブルの構成例を示す。

図３は本実施の形態における副無線親機２００のブロック図である。
副無線親機２００において、有線ポート１１１、クラシファイ判定部１２１、ストリーム用バッファ１４２、通常バッファ１４１、送信制御部１２２、無線ポート１１２受信制御部１２３、ＭＡＣアドレス管理テーブル１３１、経路切り替え検知部１２５は主無線親機１００と同等の構成である。

中継判定部２２０は主無線親機１００の中継判定部１２０とほぼ同等の構成であるが、ブロードキャストフレームの中継を行わない点が異なる。
帯域管理テーブル２３２は、主無線親機１００の帯域管理テーブル１３２とほぼ同等の構成であるが、帯域の空き情報を保持しない点が異なる。図８に帯域管理テーブル２３２の構成を示す。

制御部２２４は、主無線親機１００の制御部１２４とほぼ同等の構成であるが、受信した制御フレームの取り扱い方法と、無線ネットワーク内の帯域保証管理を行わない点が異なる。
以上のように構成した本実施の形態のネットワークにおいて、サーバ６０から無線移動端末５へデータフレームの送信中に、データフレームの通信経路を主無線親機１００から、副無線親機２００へ切り替える方法を説明する。

まず、無線移動端末５が無線ネットワーク３に参加してから、サーバ６０から無線移動端末５にストリームの送信が開始されるまでの処理について説明する。
無線移動端末５は、まず主無線親機１００（以後ＡＰと呼称する）に接続する。ＡＰは無線ポート１１２から接続要求を受信すると、そのフレーム種別から、受信制御部１２３はこれを制御部１２４に中継する。

制御部１２４は、接続要求を受理する場合は、接続応答を無線移動端末５に送信する前に、有線ポート１１１を経由して、ＡＲＰ等任意のブロードキャストフレームを、送信元アドレスを無線移動端末５のものに設定して送信する。
ブリッジ５０はポート５０１からこのデータフレームを受信すると、中継判定部５２０はフレームの宛先アドレスがマルチキャストアドレスであるため、ポート５０１を除く全てのポート（５０２、５０３）へフレームを中継する。このとき中継判定部は、フレームの送信元ＭＡＣアドレスから、無線移動端末５が、ポート５０１に接続していることをＭＡＣアドレス管理テーブル５３１に学習しておく。

ＡＰの制御部１２４は、接続要求に対する応答フレームを、送信制御部１２２を経由して無線移動端末５に送信すると同時に、ＭＡＣアドレス管理テーブル１３１に無線ポート１１２に無線移動端末５が接続していることを登録し、有線から来た無線移動端末５宛のフレームを、無線に中継する必要があることを学習する。なお、ここでＭＡＣアドレス管理テーブル１３１に登録された、無線移動端末５の情報は、無線移動端末５がＡＰとの接続を切断するまで保持される。

また、無線移動端末５はＡＰからの応答を受信すると、副無線親機２００（以後ＢＳＴＡと呼称する）に対してＤｉｒｅｃｔ Ｌｉｎｋ Ｓｅｔｕｐ（ＤＬＳ手順、改訂版８０２．１１高速無線ＬＡＮ教科書 株式会社インプレス ＩＳＢＮ４−８４４３−２０６０−２ Ｐ．１４０記載）を行っておく。ＤＬＳ手順は同じ無線ネットワーク内にいる端末間の直接通信機能を提供するプロトコルで、８０２．１１の規格には含まれていなかった、端末間の直接通信を可能にする。ＤＬＳ手順は、ＤＬＰリクエストと、ＤＬＰ応答を、無線移動端末５とＢＳＴＡの間でＡＰを中継して送受することで行われる。

ＢＳＴＡは、ＤＬＳ手順が完了すると、ＭＡＣアドレス管理テーブル１３１に無線ポート１１２に無線移動端末５が接続していることを登録し、有線ポート１１１からきた無線移動端末５宛のフレームを中継する必要があることを学習する。
ＤＬＳ手順が成功したら、次に無線移動端末５は、ＡＰに対し、サーバ６０との通信に必要な帯域確保を要求する。ＡＰは帯域確保要求を受信すると受信制御部１２３は、これを制御部１２４に中継する。制御部１２４は、帯域管理テーブル１３２を参照し要求された帯域が確保可能かチェックする。

帯域確保が可能かどうかは、帯域管理テーブル１３２に設定された空帯域と要求された帯域の比較を行うことで判別することができる。
ここで、帯域確保が可能ならば、帯域管理テーブル１３２の更新を行い、無線移動端末５に対する帯域の確保を行う。帯域管理テーブル１３２の更新では、空帯域から新たに確保する帯域量を減算して空帯域を更新し、さらに使用中の帯域情報として、無線移動端末５のＭＡＣアドレス、帯域の向き及び帯域幅を新たに設定する。

また、このとき、制御部１２４は、送信制御部１２２を経由して、ＢＳＴＡに無線移動端末５から帯域確保要求があった旨を通知すると同時に無線移動端末５に対しても帯域保証が成功したことを通知する。ＢＳＴＡに対する通知には、帯域要求端末５のＭＡＣアドレス、帯域の向き、帯域幅などが含まれる。これは、ＩＥＥＥ８０２．１１のフレームを拡張しても良いし、ＡＤＤ−ＴＳ通知を用いても良い。

ＢＳＴＡはこのフレームを無線ポート１１２から受信すると、受信制御部１２３はこれを制御部２２４に中継する。
制御部２２４はこの通知を元に帯域管理テーブル２３２の更新を行う。ＢＳＴＡの帯域管理テーブル２３２には、空帯域情報は含まれないため、制御部２２４は使用中の帯域情報として、無線移動端末５のＭＡＣアドレス、帯域の向き、帯域幅の設定のみを行う。

無線移動端末５は、帯域確保が成功したこと示すＡＰからの帯域確保成功の通知フレームを受信すると、ＡＰを経由してサーバ６０宛にデータ転送開始要求フレームを送信する。このフレームには、無線区間宛先アドレスにＡＰのＭＡＣアドレス、宛先アドレスにはサーバ６０のＭＡＣアドレス、送信元アドレスには無線移動端末５のＭＡＣアドレスを設定する。

ＡＰの無線ポート１１２からデータ転送開始要求フレームを受信すると、受信制御部１２３はデータ転送開始要求フレームを中継判定部２２０に中継する。
中継判定部２２０はフレームの宛先アドレスと、ＭＡＣアドレス管理テーブルの比較を行い、ここでは、ＭＡＣアドレス管理テーブルにサーバ６０のＭＡＣアドレスは有線へ中継すべきと設定されているため、有線ポートからフレームの送信を行う。

ブリッジはポート５０１からデータ転送開始要求フレームを受信すると、中継判定部５２０に中継する。
中継判定部５２０はデータ転送開始要求フレームの宛先アドレスと、ＭＡＣアドレス管理テーブルの比較をおこない、ここでは、ＭＡＣアドレス管理テーブル５３１にサーバ６０のＭＡＣアドレスはポート５０３へ中継するよう設定されているため、ポート５０３からデータ転送開始要求フレームを中継する。

このとき中継判定部５２０は、中継判定と同時に、フレームの送信元ＭＡＣアドレスから、無線移動端末５が、ポート１に接続していることをＭＡＣアドレス管理テーブル５３１に学習しておく。
サーバ６０は、ブリッジ５０のポート５０３から中継されたデータ転送開始要求フレームを受信するとこれを受理し、無線移動端末５宛にデータフレームの送信を開始する。

なお、本実施の形態では、ＢＳＴＡが一台の構成の場合について説明したが、ＢＳＴＡを複数台もつ構成にしてもよい。
この場合、全てのＢＳＴＡは、ＡＰとブリッジ５０を経由して有線ネットワークで接続され、無線ネットワーク３にステーションとして接続し、ＡＰは上記のＤＬＳ手順と、帯域確保要求の通知を、全てのＢＳＴＡに対して行い、全てのＢＳＴＡは、これらに対応する上記の処理を行う。

次に、サーバ６０がＡＰ経由で無線移動端末５にデータフレームを送信する場合のネットワークの動作ついて説明する。
サーバ６０から送信されたデータフレームは、ブリッジ５０のポート５０３で受信され、中継判定部５２０に中継される。
中継判定部５２０は、データフレームの宛先アドレスとＭＡＣアドレス管理テーブル５３１の比較を行い、ここでは、ＭＡＣアドレス管理テーブル５３１に、無線移動端末５宛のデータフレームは、ポート５０１に中継するよう学習しているため、データフレームはポート５０１から中継される。

ポート５０１から中継されたデータフレームは、ＡＰの有線ポート１１１によって受信されＡＰの中継判定部１２０へ送られる。
中継判定部１２０は、フレームの宛先アドレスと、ＭＡＣアドレス管理テーブル１３１の比較を行うが、ＭＡＣアドレス管理テーブル１３１には、接続中の端末として無線移動端末５のＭＡＣアドレスが登録されているため、中継判定部１２０は、データフレームをクラシファイ判定部１２１へ中継する。
クラシファイ判定部１２１は、データフレームの情報から、帯域確保を行うべきかどうかを判定する。たとえば、クラシファイ判定部１２１はデータフレームのアドレス情報などから、帯域確保を行うべきかどうか判定を行う。

クラシファイ判定部１２１は、データフレームを帯域保証する必要があると判定した場合、さらに、帯域管理テーブル１３２を参照し、データフレームを送信するための帯域が確保されているかどうかの確認を行う。ここで、データフレームを送信する帯域が確保されていた場合、データフレームはストリーム用バッファ１４２へ格納される。データフレームを送信するための帯域が確保されているかどうかの確認は、帯域管理テーブル１３２の使用中帯域情報のＭＡＣアドレスや、向きなどをデータフレームのアドレス情報と比較することにより行われる。

もし、クラシファイ判定部１２１が、データフレームに対して帯域制御を行わないと判断した場合は、データフレームは通常バッファ１４１に格納される。
また、クラシファイ判定部１２１が、データフレームに対して帯域制御を行う必要があると判断しても、帯域管理テーブル１３２を参照した結果、帯域が確保されていない場合は、データフレームを通常バッファ１４１へ格納する。

ストリーム用バッファ１４２に格納されたデータフレームは、送信制御部１２２が、制御部１２４から、ストリームの送信タイミングであることを通知された期間中に、送信制御部１２２によってストリーム用バッファ１４２から読み出され、無線ポート１１２から送信される。
通常バッファ１４１に格納されたデータフレームは、送信制御部１２２が、制御部１２４から、通常データの送信タイミングであることを通知された期間中に、送信制御部１２２によって、バッファから読み出されて、無線ポート１１２から送信される。

なお、ここでは、クラシファイ判定部１２１が、帯域保証をするフレームとしないフレームを、それぞれ、ストリーム用バッファ１４２と、通常バッファ１４１に格納する構成を例にして説明したが、各フレームに帯域保証の是非を示すＩＤを設定して単一のバッファに格納する構成としても良い。
また、ここでは説明のためクラシファイ判定部１２１は、帯域保証をするかどうかのみを判定しているが、帯域保証をする場合に、２つ以上のレベルをもつ優先度の判定を行うことや、優先度のレベルの数に応じたストリーム用バッファを用意し、クラシファイ判定部１２１はフレームの優先度に応じて格納するバッファを切り替えることは、当業者には容易に推測可能である。

なお、ここでは、バッファを優先度ごとに用意する構成を例にして説明したが、これ以外に、更に宛先端末ごとにバッファを用意する構成としても良い。
次に、サーバ６０がＡＰ経由で無線移動端末５にデータフレームを送信している最中に、無線移動端末５の移動などによって、ＢＳＴＡ経由でデータフレームを送信するよう切り替えるシーケンスについて説明する。

無線移動端末５はＡＰとＢＳＴＡについて電波状態の比較を行い、ＢＳＴＡの方が電波状態が良いことを判断した場合、サーバ６０との通信の中継を行う無線親機をＡＰからＢＳＴＡへと切り替える。無線移動端末５による電波状態の比較は、例えば以下のような方法で行うことができる。
無線移動端末５から、ＡＰ及びＢＳＴＡに対してＡＲＰ等のフレームを送信すると、ＡＲＰを受信したＡＰ及びＢＳＴＡは、ＡＲＰ応答を無線移動端末５に対して送信する。無線移動端末５は、受信したそれぞれのＡＲＰ応答を比較することで、ＡＰとＢＳＴＡのどちらの電波状態が良いかを知ることができる。

無線移動端末５は、サーバ６０との中継を行う無線親機をＢＳＴＡに切り替えるため、ＢＳＴＡを経由してサーバ６０に任意のフレームを送信する。このフレームのアドレス情報には、無線区間の宛先アドレスとしてＢＳＴＡのＭＡＣアドレスが、宛先アドレスとしてサーバ６０の宛先アドレスが、送信元アドレスとして無線移動端末５のアドレスが設定されている。ＢＳＴＡは、無線ポート１１２でこのフレームを受信し、受信制御部１２３によって中継判定部２２０へ中継される。

中継判定部２２０は宛先アドレスと、ＭＡＣアドレス管理テーブル１３１の比較を行い、ここでは、ＭＡＣアドレス管理テーブル１３１にサーバ６０のＭＡＣアドレスは有線ポート１１へと中継すべきと設定されているため、中継判定部２２０は有線ポート１１１からフレームの送信を行う。
このフレームはブリッジ５０のポート５０２で受信され、中継判定部５２０に中継される。

中継判定部５２０はフレームの宛先アドレスと、ＭＡＣアドレス管理テーブルの比較をおこない、ここでは、ＭＡＣアドレス管理テーブル５３１にサーバ６０のＭＡＣアドレスはポート５０３へ中継するよう設定されているため、中継判定部５２０はポート５０３からフレームを中継する。
このとき中継判定部５２０は、中継判定と同時に、フレームの送信元ＭＡＣアドレスから、無線移動端末５が、ポート５０２に接続していることをＭＡＣアドレス管理テーブル５３１に学習しておく。このとき、既にＭＡＣアドレス管理テーブル５３１には、無線移動端末５がポート５０１に接続していることを学習しているため、これのポート情報をポート５０１からポート５０２に変更することで、ＭＡＣアドレス管理テーブル５３１の更新を行う。

ブリッジ５０のポート５０３から送信されたフレームはサーバ６０によって受信され、サーバ６０によってフレームに応じた処理が行われる。
サーバ６０は、前述したフレームが、無線移動端末５からサーバ６０に送信されている間も無線移動端末５宛のフレームを送信し続けている。
ただし、前述したフレームがブリッジ５０の中継判定部５２０に渡されたとき、中継判定部５２０はその送信元アドレスから、無線移動端末５がポート５０１ではなく５０２にいることをＭＡＣアドレス管理テーブル５３１に学習しているため、それ以降、サーバ６０から送信されるデータフレームは、全てブリッジ５０のポート５０２から出力される。

そのため、サーバ６０から送信されるデータフレームは、ポート５０２に接続されたＢＳＴＡに中継されるようになる。
ＢＳＴＡは無線ポート１１２で受信したデータフレームを、まず中継判定部２２０で処理する。
中継判定部２２０は、ＭＡＣアドレス管理テーブル１３１とデータフレームの宛先を比較し中継するか否かを判定する。ここで、ＭＡＣアドレス管理テーブル１３１には、ＤＬＳ手順時に無線移動端末５宛のデータフレームは無線ポート１１２へ中継するよう設定されているため、中継判定部２２０はこのデータフレームをクラシファイ判定部１２１に中継する。

ＢＳＴＡのクラシファイ判定部１２１は、ＡＰのクラシファイ判定部１２１と同様にデータフレームの情報と、帯域管理テーブル２３２の情報から、データフレームをストリーム用バッファ１４２に格納するか、通常バッファ１４１に格納するかの判定を行い、ここでは、データフレームはストリーム用バッファ１４２に格納される。
ここで、データフレームは、ＢＳＴＡの送信制御部１２２に読み出され、無線ポート１１２へ送信されるのを待つ。

ところで、ＡＰは、経路切り替え検知部１２５によってブリッジのＭＡＣアドレス管理テーブル１３１が更新され、経路が切り替わったことを検知すると、制御部１２４に対し経路切り替えを通知する。ここで、経路切り替えを検出する方法としては様々な方法があるが、例えば以下のような方法を用いることができる。
経路切り替わりの検知は、例えば、送信制御部が、制御部１２４からストリーム送信タイミングであることを通知されているにもかかわらず、ストリーム用バッファ１４２が空であることから推定することが可能である。

さらに、前述した推定方法に無線移動端末５との電波状態を加味することで、電波状態が悪化していたならば、無線移動端末５に経路切り替えた可能性が高いとすることも可能である。また、ＢＳＴＡが、ＡＰに対し無線移動端末５へ送信するストリームの有無や、無線移動端末５との電波状態を有線または、無線経由で通知することも可能である。
経路が変わったことを検知した制御部１２４は、ＢＳＴＡから、無線移動端末５への通信を帯域保証するために、ＢＳＴＡに対し、帯域制御フレームを送信制御部１２２から送信する。このフレームは、ＢＳＴＡに対して無線移動端末５宛のストリームデータフレームの送信を許可するものである。 ＡＰはこれ以降、特に経路切り替えを検知しない限り、ストリームの送信タイミングになるとＢＳＴＡに対し前記帯域制御フレームの送信を行う。

ＢＳＴＡはこの制御フレームを無線ポート１１２から受信すると、受信制御部１２３は制御部１２４にこれを中継する。
制御部１２４は、帯域制御フレームを受信すると、送信制御部１２２にストリームの送信タイミングであることを通知する。
送信制御部１２２は制御部１２４からストリーミングの送信タイミングであることを通知されると、ストリーム用バッファ１４２からフレームを読み出し、無線ポート１１２から送信する。

かかる構成と手順によれば、サーバ６０から送信されたデータフレームは、ＢＳＴＡによって無線移動端末５に中継されるようになり、無線移動端末５は、帯域保証を維持したまま、通信の遅延や停止を発生させることなくより良い無線親機に切り替えることができる。
なお、本実施の形態として、無線経路の切り替えを無線移動端末５が自発的に、ＤＬＳ手順や無線親機との電波状態の比較、無線親機の切り替えを行ったが、主無線親機が、無線移動端末５との通信状態の劣化を検知したことに応じて、無線移動端末５にＤＬＳ手順、無線親機の切り替えを促すフレームを行っても良い。

また、本実施の形態では、無線経路の切り替えをＡＰからＢＳＴＡに切り替える方法について説明したが、前述したようにＡＰが経路切り替えを検知し、無線移動端末へ送信するストリームを有するＢＳＴＡに帯域制御フレームの送信することで、ＢＳＴＡからＢＳＴＡ、ＢＳＴＡからＡＰの切り替えについても、同様の処理により行える。
なお、ブリッジにおけるエージング処理などによって、ブリッジのＭＡＣアドレス管理テーブル５３１から無線移動端末５の情報が削除された場合、ブリッジは、宛先ポートが不明な場合は全てのポートに中継をおこなうため、サーバから送信された無線移動端末宛のデータフレームがＡＰ、ＢＳＴＡの両方から中継されてしまう。このようなケースでは、無線区間で重複したデータが送信されることになり、帯域が無駄に使用されてしまう。

無線移動端末５は、ＡＰ、ＳＴＡから重複した同一のフレームを受信したことを検知したとき、受信したフレームの一方を廃棄すると共に、サーバ６０に対し、ＡＰを経由して任意のフレームを送信する構成としても良い。
このような構成にした場合は、フレームがブリッジ５０によって中継される際にブリッジ５０の中継判定部５２０がＭＡＣアドレス管理テーブル５３１に無線移動端末５がポート５０１に接続していることを学習するため、サーバ６０から無線移動端末５宛に送信されたデータをＡＰのみに中継するようになり、帯域を無駄に使用されることを抑制することができる。

無線移動端末５によるフレームの重複判定は、例えば、ＴＣＰ／ＩＰのシーケンス番号の比較や、ＭＰＥＧのタイムスタンプなどを比較することによって可能である。
なお、ここでは、サーバ宛のフレーム送信はＡＰ経由で行ったが、電波状態に応じてはＢＳＴＡを経由しても良い。
また、ここでは、無線移動端末はＡＰ、ＢＳＴＡからの重複受信を検知してから、サーバに対して任意のフレームの送信を行ったが、エージング処理によるブリッジのＭＡＣアドレス管理テーブル５３１から無線移動端末５の情報が削除されるのを防止するため、無線移動端末５は、サーバからのデータフレームの中継を行っている無線親機経由で、サーバに対して何らかのフレームを定期的にサーバに送っても良い。

なお、本実施の形態として、有線ネットワークの接続は、単一のＬＡＮケーブルによって行ったが、中間にブリッジやリピータ等の装置を介しても良い。
なお、以上に述べた実施の形態における主無線親機１００及び副無線親機２００の構成は、集積回路であるＬＳＩとして実現することもできる。これらは、個別に１チップ化されても良いし、すべての構成、または一部の構成を含むように１チップ化されても良い。

ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法は、ＬＳＩに限るものではなく、専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。

さらには、半導体技術の進歩、または派生する別技術により、ＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。

本発明にかかるネットワーク構成は、無線帯域の有効活用、帯域保証をしながらのシームレスな親機切り替えを実現し、ストリーム伝送のための無線通信方式として有用であり、宅内における無線ＬＡＮを使用した無線ＩＰテレビ電話等の用途にも応用できる。

本発明の実施の形態１におけるネットワークの構成図 本発明の実施の形態１における主無線親機のブロック図 本発明の実施の形態１における副無線親機のブロック図 従来技術におけるブリッジのブロック図 従来技術におけるブリッジのＭＡＣアドレス管理テーブルの構成図 本発明の実施の形態１における主無線親機、副無線親機のＭＡＣアドレス管理テーブルの構成図 本発明の実施の形態１における主無線親機の帯域管理テーブルの構成図 本発明の実施の形態１における副無線親機の帯域管理テーブルの構成図 従来技術におけるネットワークの構成図

符号の説明

１、２、３ 無線ネットワーク
５ 無線移動端末
１０、２０ 無線親機
５０ ブリッジ
６０ サーバ
１００ 主無線親機（ＡＰ）
２００ 副無線親機（ＢＳＴＡ）
１１１ 無線ポート
１１２ 有線ポート
１２０、２２０，５２０ 中継判定部
１２１ クラシファイ判定部
１２２ 送信制御部
１２３ 受信制御部
１２４、２２４ 制御部
１２５ 経路切り替え検知部
１３１、５３１ ＭＡＣアドレス管理テーブル
１３２、２３２ 帯域管理テーブル
１４１ 通常バッファ
１４２ ストリーム用バッファ
５０１、５０２、５０３ ポート

Claims (7)

1. 有線で相互に接続された複数の無線親機と無線端末との間で通信を行う無線通信システムであって、
   前記複数の無線親機は、
   他の無線親機全てと通信可能な主無線親機と、
   前記主無線親機に帰属する副無線親機とから構成され、
   前記無線端末は、
   前記主無線親機に帰属し、
   前記副無線親機のうち直接無線通信可能な副無線親機と無線接続することにより、前記主無線親機と無線接続された副無線親機とのうちから無線親機を選択して通信を行う無線通信システム。
2. 前記主無線親機は、前記無線端末の通信に必要な帯域を保証するために、一定周期ごとに所定の期間を前記無線端末の通信に割り当て、
   前記無線端末と通信を行う無線親機は、前記無線端末の通信に割り当てた期間に無線端末との通信を行う請求項１記載の無線通信システム。
3. 前記主無線親機は、
   前記無線端末と通信を行っている無線親機が副無線親機である場合に、
   前記副無線親機に対して前記無線端末の通信に割り当てた期間を通知する管理フレームを送信する請求項２記載の無線通信システム。
4. 前記主無線親機は、前記無線端末に対して接続可能な副無線親機の情報を通知する請求項１記載の無線通信システム。
5. 前記無線端末は、通信を行う無線親機を前記主無線親機から通知された副無線親機へ切り替える請求項４記載の無線通信システム。
6. 前記無線端末は、前記選択可能な無線親機のうち電波状態の良好な無線親機を選択して通信を行う請求項１記載の無線通信システム。
7. 前記主無線親機はＩＥＥＥ８０２．１１で規定されたアクセスポイントであり、前記副無線親機はＩＥＥＥ８０２．１１で規定されたステーションである請求項１記載の無線通信システム。

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