JP2007215118A - 無線端末及び無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】広域的なアドホックネットワークの形成を可能にして、数多くの無線端末がアドホックネットワークの経路を使用して、ＩＰパケットの送受信を実施することができるようにする。
【解決手段】アクセスポイント１とアドホックネットワークを構成している他の無線端末２から報知されるガイダンス情報を受信すると、アドホックネットワークの経路接続要求を他の無線端末２に送信する経路接続要求部１２を設け、その経路接続要求部１２から経路接続要求が送信された後、他の無線端末２からアドホックネットワークの経路接続が許可されると、現在ネットワークを形成している旨を示すガイダンス情報を報知する。
【選択図】図１

Description

この発明は、アドホックネットワークの経路を使用して、ＩＰパケットの無線通信を実施する無線端末及び無線通信システムに関するものである。

従来の無線通信システムでは、２つの無線端末が相互に無線通信可能な範囲内に存在する場合、アクセスポイントの管理の下で、２つの無線端末がアドホックモードによって直接的にＩＰパケットの送受信を実施するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
これにより、インフラストラクチャモードで無線通信を実施する場合よりも、電波効率が高められるなどのメリットが得られる。

特開２００４−７２５６５号公報（段落番号［００５９］から［００６３］、図１）

従来の無線通信システムは以上のように構成されているので、２つの無線端末が相互に無線通信可能な範囲内に存在すれば、２つの無線端末がアドホックモードによって直接的にＩＰパケットを送受信することができる。しかし、２つの無線端末が相互に無線通信可能な範囲内に存在しない場合、アクセスポイントが２つの無線端末間にアドホックモードを設定することができないなどの課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、広域的なアドホックネットワークの形成を可能にして、数多くの無線端末がアドホックネットワークの経路を使用して、ＩＰパケットの送受信を実施することができる無線通信システムを得ることを目的とする。
また、この発明は、広域的なアドホックネットワークを形成することができる無線端末を得ることを目的とする。

この発明に係る無線端末は、アクセスポイントとアドホックネットワークを構成している他の無線端末から報知されるガイダンス情報を受信すると、アドホックネットワークの経路接続要求を他の無線端末に送信する経路接続要求手段を設け、その経路接続要求手段から経路接続要求が送信された後、他の無線端末からアドホックネットワークの経路接続が許可されると、現在ネットワークを形成している旨を示すガイダンス情報を報知するようにしたものである。

この発明によれば、アクセスポイントとアドホックネットワークを構成している他の無線端末から報知されるガイダンス情報を受信すると、アドホックネットワークの経路接続要求を他の無線端末に送信する経路接続要求手段を設け、その経路接続要求手段から経路接続要求が送信された後、他の無線端末からアドホックネットワークの経路接続が許可されると、現在ネットワークを形成している旨を示すガイダンス情報を報知するように構成したので、アドホックネットワークの経路をシリアルに接続することが可能になり、その結果、広域的なアドホックネットワークを形成することができる効果がある。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による無線通信システムを示す構成図であり、図において、アクセスポイント１は図示せぬ他のアクセスポイントとＩＰパケットの通信処理を実施するとともに、アドホックネットワークを構成している無線端末２−１とＩＰパケットの通信処理を実施する。
通信エリア１ａはアクセスポイント１が無線通信可能な範囲であり、アクセスポイント１は通信エリア１ａ内に存在する無線端末２であれば、その無線端末２宛てのＩＰパケットを無線端末２に送信することができる。
なお、アクセスポイント１は、ある無線端末２からアドホックネットワークの経路接続要求を受信すると、アドホックネットワーク内のＩＰアドレスを当該無線端末２に割り当てて、アドホックネットワークの経路接続を許可する機能を備えている。

無線端末２−１〜２−５は同一構成の端末であり、無線端末２−１〜２−５はアクセスポイント１又は既にアドホックネットワークを構成している上位の無線端末２−１〜２−４（アドホックネットワークにおいて、自己より上位に位置する無線端末であり、例えば、無線端末２−２であれば無線端末２−１が該当し、無線端末２−３であれば無線端末２−２が該当する）に対してアドホックネットワークの経路接続要求を送信して、アドホックネットワークの経路接続が許可されると、現在ネットワークを形成している旨を示すガイダンス情報を報知する機能を備えている。
なお、通信エリア２−１ａ〜２−５ａは無線端末２−１〜２−５が無線通信可能な範囲（ＩＰパケットを送信することが可能な範囲）である。

図２はこの発明の実施の形態１による無線通信システムの無線端末２−１〜２−５を示す構成図であり、図において、ガイダンス情報受信部１１はアクセスポイント１から自己の存在を知らせるガイダンス情報、または、既にアドホックネットワークを構成している上位の無線端末２−１〜２−４から現在ネットワークを形成している旨を示すガイダンス情報が報知されると、それらのガイダンス情報を受信する処理を実施する。なお、ガイダンス情報受信部１１はガイダンス情報受信手段を構成している。
経路接続要求部１２はガイダンス情報受信部１１によりガイダンス情報が受信された場合、アドホックネットワークの経路接続要求をアクセスポイント１又は既にアドホックネットワークを構成している上位の無線端末２−１〜２−４に送信する処理を実施する。なお、経路接続要求部１２は経路接続要求手段を構成している。

ガイダンス情報報知部１３は経路接続要求部１２から経路接続要求が送信された後、アクセスポイント１又は既にアドホックネットワークを構成している上位の無線端末２−１〜２−４からアドホックネットワークの経路接続が許可されると、現在ネットワークを形成している旨を示すガイダンス情報を報知する処理を実施する。なお、ガイダンス情報報知部１３はガイダンス情報報知手段を構成している。
接続許可部１４はガイダンス情報報知部１３によりガイダンス情報が報知された後、アドホックネットワークの経路接続要求を受信すると、アドホックネットワーク内のＩＰアドレスを要求元の無線端末である下位の無線端末２−２〜２−５（アドホックネットワークにおいて、自己より下位に位置する無線端末であり、例えば、無線端末２−１であれば無線端末２−２が該当し、無線端末２−２であれば無線端末２−３が該当する）に割り当てて、アドホックネットワークの経路接続を許可する処理を実施する。なお、接続許可部１４は接続許可手段を構成している。

上り無線通信部１５は図示せぬ他のアクセスポイントに接続されている無線端末にＩＰパケットを送信する場合、アドホックネットワークの経路を使用して、ＩＰパケットをアクセスポイント１に送信する処理を実施する。なお、上り無線通信部１５は上り無線通信手段を構成している。
下り無線通信部１６は図示せぬ他のアクセスポイントに接続されている無線端末からＩＰパケットから送信された場合、アドホックネットワークの経路を使用せずに、アクセスポイント１から直接ＩＰパケットを受信する処理を実施する。なお、下り無線通信部１６は下り無線通信手段を構成している。

次に動作について説明する。
最初に、アドホックネットワークが形成されていない状態から、アドホックネットワークを形成する手順を説明する。
アクセスポイント１は、周期的に自己の存在を知らせるガイダンス情報をブロードキャスト送信する。
図１の例では、アクセスポイント１の通信エリア１ａには無線端末２−１〜２−５が存在しているので、アクセスポイント１からブロードキャスト送信されたガイダンス情報は、無線端末２−１〜２−５のガイダンス情報受信部１１に受信される。

無線端末２−１〜２−５の経路接続要求部１２は、ガイダンス情報受信部１１がガイダンス情報を受信すると、自己がアドホックネットワークを形成することが可能であると判断する。
無線端末２−１〜２−５の経路接続要求部１２は、自己がアドホックネットワークを形成することが可能であると判断すると、アドホックネットワークの経路接続要求をガイダンス情報の送信元であるアクセスポイント１に送信する。
ただし、無線端末２−１〜２−５の通信エリア２−１ａ〜２−５ａは、アクセスポイント１の通信エリア１ａより狭いため、無線端末２−１〜２−５がアクセスポイント１からブロードキャスト送信されたガイダンス情報を受信することができても、無線端末２−１〜２−５から送信されたアドホックネットワークの経路接続要求がアクセスポイント１に届くとは限らない。
図１の例では、無線端末２−１から送信されたアドホックネットワークの経路接続要求のみがアクセスポイント１に届き、無線端末２−２〜２−５から送信されたアドホックネットワークの経路接続要求はアクセスポイント１に届かない。

アクセスポイント１は、無線端末２−１から送信されたアドホックネットワークの経路接続要求を受信すると、アドホックネットワーク内のＩＰアドレス（アクセスポイント１の傘下に属するＩＰアドレス）を無線端末２−１に割り当てて、アドホックネットワークの経路接続を許可する。
即ち、アクセスポイント１は、無線端末２−１に割り当てたＩＰアドレスや、アドホックネットワークの経路を示す経路情報を含む接続許可信号を無線端末２−１に送信する。

無線端末２−１の経路接続要求部１２は、アクセスポイント１から送信された接続許可信号を受信すると、その接続許可信号に含まれている自己のＩＰアドレスを内部メモリ１２ａに記憶するとともに、アドホックネットワークの経路を内部メモリ１２ａに記憶する。
この段階では、アドホックネットワークの経路は、“無線端末２−１→アクセスポイント１”になる。

無線端末２−１のガイダンス情報報知部１３は、経路接続要求部１２が接続許可信号を受信すると、周期的に、自己が現在ネットワークを形成している旨を示すガイダンス情報をブロードキャスト送信する。
図１の例では、無線端末２−１の通信エリア２−１ａには無線端末２−２が存在しているので、無線端末２−１からブロードキャスト送信されたガイダンス情報は、無線端末２−２のガイダンス情報受信部１１に受信される。

無線端末２−２の経路接続要求部１２は、ガイダンス情報受信部１１がガイダンス情報を受信すると、自己がアドホックネットワークを形成することが可能であると判断する。
無線端末２−２の経路接続要求部１２は、自己がアドホックネットワークを形成することが可能であると判断すると、アドホックネットワークの経路接続要求をガイダンス情報の送信元である無線端末２−１に送信する。

無線端末２−１の接続許可部１４は、ガイダンス情報報知部１３からガイダンス情報が報知された後、無線端末２−２から送信されたアドホックネットワークの経路接続要求を受信すると、アドホックネットワーク内のＩＰアドレス（無線端末２−１の傘下に属するＩＰアドレス）を無線端末２−２に割り当てて、アドホックネットワークの経路接続を許可する。
即ち、無線端末２−１の接続許可部１４は、無線端末２−２に割り当てたＩＰアドレスや、アドホックネットワークの経路を示す経路情報を含む接続許可信号を無線端末２−２に送信する。

無線端末２−２の経路接続要求部１２は、無線端末２−１から送信された接続許可信号を受信すると、その接続許可信号に含まれている自己のＩＰアドレスを内部メモリ１２ａに記憶するとともに、アドホックネットワークの経路を内部メモリ１２ａに記憶する。
この段階では、アドホックネットワークの経路は、“無線端末２−２→無線端末２−１→アクセスポイント１”になる。

無線端末２−２のガイダンス情報報知部１３は、経路接続要求部１２が接続許可信号を受信すると、周期的に、自己が現在ネットワークを形成している旨を示すガイダンス情報をブロードキャスト送信する。
図１の例では、無線端末２−２の通信エリア２−２ａには無線端末２−３が存在しているので、無線端末２−２からブロードキャスト送信されたガイダンス情報は、無線端末２−３のガイダンス情報受信部１１に受信される。

以下、無線端末２−３〜２−５は、無線端末２−２と同様処理を実施することにより、順次、アドホックネットワークが形成される。
図１の例では、アドホックネットワークの経路は、最終的に、“無線端末２−５→無線端末２−４→無線端末２−３→無線端末２−２→無線端末２−１→アクセスポイント１”になる。

次に、アドホックネットワークが形成されている状態でのＩＰパケットの送受信について説明する。
例えば、無線端末２−３が、図示せぬ他のアクセスポイントに接続されている無線端末にＩＰパケットを送信する場合を例にして説明する。
無線端末２−３の上り無線通信部１５は、内部メモリ１２ａに記憶されているアドホックネットワークの経路“無線端末２−３→無線端末２−２→無線端末２−１→アクセスポイント１”を参照して、自己の上位に位置する無線端末２−２に認識し、送信対象のＩＰパケットを上位に位置する無線端末２−２に送信する。

無線端末２−２の上り無線通信部１５は、無線端末２−３から送信対象のＩＰパケットを受信すると、内部メモリ１２ａに記憶されているアドホックネットワークの経路“無線端末２−２→無線端末２−１→アクセスポイント１”を参照して、自己の上位に位置する無線端末２−１に認識し、送信対象のＩＰパケットを上位に位置する無線端末２−１に送信する。
無線端末２−１の上り無線通信部１５は、無線端末２−２から送信対象のＩＰパケットを受信すると、内部メモリ１２ａに記憶されているアドホックネットワークの経路“無線端末２−１→アクセスポイント１”を参照して、送信対象のＩＰパケットをアクセスポイント１に送信する。
アクセスポイント１は、無線端末２−２から送信対象のＩＰパケットを受信すると、送信対象のＩＰパケットを宛先の無線端末が接続されている図示せぬ他のアクセスポイントに送信する。

次に、無線端末２−３が、図示せぬ他のアクセスポイントに接続されている無線端末からＩＰパケットを受信する例を説明する。
アクセスポイント１は、送信元の無線端末が接続されている図示せぬ他のアクセスポイントからＩＰパケットを受信すると、そのＩＰパケットのヘッダ等を参照して、宛先が無線端末２−３であると認識する。
アクセスポイント１は、ＩＰパケットの宛先が無線端末２−３であると認識すると、アドホックネットワークを使用せずに、そのＩＰパケットを無線端末２−３に直接送信する。
無線端末２−３の下り無線通信部１６は、アクセスポイント１から送信されたＩＰパケットを受信する。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、アクセスポイント１とアドホックネットワークを構成している他の無線端末２から報知されるガイダンス情報を受信すると、アドホックネットワークの経路接続要求を他の無線端末２に送信する経路接続要求部１２を設け、その経路接続要求部１２から経路接続要求が送信された後、他の無線端末２からアドホックネットワークの経路接続が許可されると、現在ネットワークを形成している旨を示すガイダンス情報を報知するように構成したので、アドホックネットワークの経路をシリアルに接続することが可能になり、その結果、広域的なアドホックネットワークを形成することができる効果を奏する。
これにより、数多くの無線端末２がアドホックネットワークの経路を使用して、ＩＰパケットの送受信を実施することができるようになるため、数多くの無線端末２の電力消費を低減することができる（無線端末２が遠くに位置するアクセスポイント１にＩＰパケットを送信するより、近くに位置する他の無線端末２にＩＰパケットを送信する方が送信電力を低減することができる）。

また、この実施の形態１によれば、無線端末２がアドホックネットワークの経路を使用して、上りのＩＰパケットをアクセスポイント１に送信する一方、アクセスポイント１が下りのＩＰパケットを無線端末２に直接送信するように構成したので、ＩＰパケットの上り通信では、送信電力を低減することができ、ＩＰパケットの下り通信では、通信の広帯域化を図ることができる効果を奏する。

実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２による無線通信システムを示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
無線端末２−６は無線端末２−１〜２−５と同一構成の端末であり、無線端末２−６は無線端末２−１〜２−５によりアドホックネットワークが形成された後、無線端末２−１，２−２の通信エリア２−１ａ，２−２ａ内に進入してきた端末である。

図４はこの発明の実施の形態２による無線通信システムの無線端末２−１〜２−６を示す構成図であり、図において、図２と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
経路接続要求部１７はガイダンス情報受信部１１により複数のガイダンス情報が受信された場合、複数のガイダンス情報に含まれているアクセスポイント１に至るまでのホップ数を比較して、ホップ数が最も少ない無線端末２に対してアドホックネットワークの経路接続要求を送信する処理を実施する。なお、経路接続要求部１７は経路接続要求手段を構成している。

次に動作について説明する。
上記実施の形態１と同様にして、アドホックネットワークの経路“無線端末２−５→無線端末２−４→無線端末２−３→無線端末２−２→無線端末２−１→アクセスポイント１”が形成されたのち、無線端末２−６が、無線端末２−１，２−２の通信エリア２−１ａ，２−２ａ内に進入してくることがある。

無線端末２−１，２−２のガイダンス情報報知部１３は、上記実施の形態１と同様に、周期的に、ガイダンス情報をブロードキャスト送信するが、この実施の形態２では、アクセスポイント１に至るまでのホップ数をガイダンス情報に含めてブロードキャスト送信する。
図３の例では、無線端末２−１からアクセスポイント１に至るまでのホップ数は“１”であり、無線端末２−２からアクセスポイント１に至るまでのホップ数は“２”である。

無線端末２−６のガイダンス情報受信部１１は、無線端末２−１，２−２から送信されたガイダンス情報をそれぞれ受信すると、２つのガイダンス情報を経路接続要求部１７に出力する。
無線端末２−７の経路接続要求部１７は、ガイダンス情報受信部１１が２つのガイダンス情報を受信すると、無線端末２−１又は無線端末２−２とアドホックネットワークの経路を接続することが可能であると判断する。

無線端末２−７の経路接続要求部１７は、無線端末２−１又は無線端末２−２とアドホックネットワークの経路を接続することが可能であると判断すると、２つのガイダンス情報に含まれているアクセスポイント１に至るまでのホップ数を比較して、ホップ数が最も少ない無線端末２を判別する。
図３の例では、アクセスポイント１に至るまでのホップ数が、無線端末２−２より無線端末２−１の方が少ないので、ホップ数が最も少ない無線端末２が無線端末２−１であると判別する。
これにより、無線端末２−７の経路接続要求部１７は、ホップ数が最も少ない無線端末２−１に対してアドホックネットワークの経路接続要求を送信する。

無線端末２−１の接続許可部１４は、ガイダンス情報報知部１３からガイダンス情報が報知された後、無線端末２−６から送信されたアドホックネットワークの経路接続要求を受信すると、アドホックネットワーク内のＩＰアドレス（無線端末２−１の傘下に属するＩＰアドレス）を無線端末２−６に割り当てて、アドホックネットワークの経路接続を許可する。
即ち、無線端末２−１の接続許可部１４は、無線端末２−６に割り当てたＩＰアドレスや、アドホックネットワークの経路を示す経路情報を含む接続許可信号を無線端末２−６に送信する。

無線端末２−６の経路接続要求部１７は、無線端末２−１から送信された接続許可信号を受信すると、その接続許可信号に含まれている自己のＩＰアドレスを内部メモリ１７ａに記憶するとともに、アドホックネットワークの経路を内部メモリ１７ａに記憶する。
これにより、アドホックネットワークの経路“無線端末２−５→無線端末２−４→無線端末２−３→無線端末２−２→無線端末２−１→アクセスポイント１”の他に、アドホックネットワークの経路“無線端末２−６→無線端末２−１→アクセスポイント１”が形成される。
その他は、上記実施の形態１と同様であるため説明を省略する。

以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、ガイダンス情報受信部１１により複数のガイダンス情報が受信された場合、複数のガイダンス情報に含まれているアクセスポイント１に至るまでのホップ数を比較して、ホップ数が最も少ない無線端末２に対してアドホックネットワークの経路接続要求を送信するように構成したので、一旦、アドホックネットワークの経路が形成された後でも、無線端末２−６の移動に伴って、新たなアドホックネットワークの経路を形成することができる効果を奏する。

この発明の実施の形態１による無線通信システムを示す構成図である。 この発明の実施の形態１による無線通信システムの無線端末を示す構成図である。 この発明の実施の形態２による無線通信システムを示す構成図である。 この発明の実施の形態２による無線通信システムの無線端末を示す構成図である。

符号の説明

１ アクセスポイント、１ａ アクセスポイントの通信エリア、２−１〜２−６ 無線端末、２−１ａ〜２−６ａ 無線端末の通信エリア、１１ ガイダンス情報受信部（ガイダンス情報受信手段）、１２ 経路接続要求部（経路接続要求手段）、１２ａ 内部メモリ、１３ ガイダンス情報報知部（ガイダンス情報報知手段）、１４ 接続許可部（接続許可手段）、１５ 上り無線通信部（上り無線通信手段）、１６ 下り無線通信部（下り無線通信手段）、１７ 経路接続要求部（経路接続要求手段）、１７ａ 内部メモリ。

Claims (7)

1. アクセスポイントとアドホックネットワークを構成している他の無線端末から現在ネットワークを形成している旨を示すガイダンス情報が報知されると、上記ガイダンス情報を受信するガイダンス情報受信手段と、上記ガイダンス情報受信手段によりガイダンス情報が受信された場合、アドホックネットワークの経路接続要求を他の無線端末に送信する経路接続要求手段と、上記経路接続要求手段から経路接続要求が送信された後、他の無線端末からアドホックネットワークの経路接続が許可されると、現在ネットワークを形成している旨を示すガイダンス情報を報知するガイダンス情報報知手段とを備えた無線端末。
2. ガイダンス情報報知手段によりガイダンス情報が報知された後、アドホックネットワークの経路接続要求を受信すると、アドホックネットワーク内のＩＰアドレスを要求元の無線端末に割り当てて、アドホックネットワークの経路接続を許可する接続許可手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の無線端末。
3. アドホックネットワークの経路を使用して、ＩＰパケットをアクセスポイントに送信する上り無線通信手段を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の無線端末。
4. アクセスポイントから直接ＩＰパケットを受信する下り無線通信手段を設けたことを特徴とする請求項３記載の無線端末。
5. 経路接続要求手段は、ガイダンス情報受信手段により複数のガイダンス情報が受信された場合、上記複数のガイダンス情報に含まれているアクセスポイントに至るまでのホップ数を比較して、ホップ数が最も少ない無線端末に対してアドホックネットワークの経路接続要求を送信することを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の無線端末。
6. アクセスポイントと無線端末がアドホックネットワークを構成する無線通信システムにおいて、上記無線端末が、上記アクセスポイントとアドホックネットワークを構成している他の無線端末から現在ネットワークを形成している旨を示すガイダンス情報が報知されると、上記ガイダンス情報を受信するガイダンス情報受信手段と、上記ガイダンス情報受信手段によりガイダンス情報が受信された場合、アドホックネットワークの経路接続要求を他の無線端末に送信する経路接続要求手段と、上記経路接続要求手段から経路接続要求が送信された後、他の無線端末からアドホックネットワークの経路接続が許可されると、現在ネットワークを形成している旨を示すガイダンス情報を報知するガイダンス情報報知手段とを備えていることを特徴とする無線通信システム。
7. 無線端末がアドホックネットワークの経路を使用して、上りのＩＰパケットをアクセスポイントに送信する一方、上記アクセスポイントが下りのＩＰパケットを上記無線端末に直接送信することを特徴とする請求項６記載の無線通信システム。
   

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