JP2007306510A

JP2007306510A - 無線通信端末及び無線通信方法

Info

Publication number: JP2007306510A
Application number: JP2006135494A
Authority: JP
Inventors: Yoko Matsuura; 陽子松浦
Original assignee: Sony Ericsson Mobile Communications Japan Inc
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2006-05-15
Filing date: 2006-05-15
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2026-05-15
Also published as: JP4799263B2

Abstract

【課題】無線ＬＡＮにおいてはハンドオーバーを高速に行う方法が確立されていない。特に、無線ＬＡＮの各チャンネル毎にアクティブスキャンを行うと時間がかかると共に電力を消費する。
【解決手段】過去のアクセスポイントとの接続の実績を履歴情報として記録しておき、ハンドオーバーが必要となった際に参照し、必要最小限の手順にてアクセスポイントと認証及び接続を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線通信端末に適用して好適な技術に関する。
より詳細には、無線ＬＡＮ環境下において高速なハンドオーバーを行う無線通信端末に関する。

近年、無線ＬＡＮが機器の低価格化に伴い、普及している。特に、特定の施設等で誰もが自由に無線ＬＡＮを介したインターネット接続を利用できる公衆アクセスポイント（以下「ＡＰ」）が増加している。企業等においても多数のＡＰを敷設して、簡易にインターネット接続を利用できるようにしている。
特開２００３−２６４５６５号公報

移動体通信電話網を用いる携帯電話等とは異なり、無線ＬＡＮにおいてはまだハンドオーバー（直近のＡＰへ無線ネットワーク接続を切り替えること）を高速に行う方法が確立されていない。特に、ＡＰに対して所定の情報を要求するプローブリクエストフレームを発信して、ＡＰからの応答であるプローブレスポンスを得てＡＰの存在を確認するアクティブスキャンを実施すると、無線ＬＡＮの各チャンネル（以下「ＣＨ」）にプローブリクエストフレームを送信する電力とプローブレスポンスを待つ時間がＣＨ毎に発生し、非常に待たされると共に、電力を消費する。

特許文献１はＡＰにローミング履歴情報を持たせ、無線通信端末と協調動作する旨の技術が開示されている。この方法はＡＰと端末の双方に所定のプログラムが必要となり、ごく限られた範囲の施設では有効であるが、広範囲に設置されているＡＰには対応できない。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、必要最小限の手順にて極めて高速にハンドオーバーを実現することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、無線ネットワークのアクセスポイントと無線通信端末で無線通信を行う場合において、無線通信を行うアクセスポイントを切り替えるハンドオーバーの必要性が生じた際に、無線通信端末自身が保持する接続履歴情報を参照し、接続履歴情報に基づくアクセスポイント接続処理の可能性を試みて、接続履歴情報に基づくアクセスポイント接続処理に失敗した場合に、アクセスポイントが発する電波の受信に基づいたアクセスポイント探索処理を行うものである。

多くの場合、無線通信端末はその所有者の利用状況に応じ、決まったＡＰを利用することが多い。例えば、あるＡＰを利用していれば、次にハンドオーバーが生じて利用するＡＰはＡＰの配置関係に応じて一意的に決まる。過去にそれらＡＰを利用した実績を履歴情報として保持しておき、同じＡＰを利用している際にハンドオーバーの必要性が生じた場合に、履歴情報を参照してＡＰの探索等を行えば、ＡＰの認証及び接続処理を短時間で済ませることができる。

本発明により、短時間で効率の良いハンドオーバーを実現する無線通信端末を提供できる。

以下、本発明の実施の形態を、図１〜図１３を参照して説明する。
［目次］
本発明の実施の形態については、以下の順に説明を行う。
１．全体構成
２．第１の実施の形態
３．第２の実施の形態
４．第３及び第４の実施の形態
５．接続履歴データベース

［１．全体構成］
図１〜図４にかけて、全実施形態の共通事項を概略的に説明する。
図１は、本実施形態にかかる装置が置かれる環境を概略的に図示するものである。

オフィスビル１０１には世界的企業であるＡＢＣＤ社の本社と日本支社がある。ＡＢＣＤ本社はオフィスビル１０１の１０階フロア１０２を、ＡＢＣＤ日本支社はオフィスビル１０１の９階フロア１０３を、それぞれ占めている。
９階フロア１０３にはＡＢＣＤ日本支社のＬＡＮ１０４が敷設されている。ＬＡＮ１０４には無線ＬＡＮのアクセスポイント（以下「ＡＰ」と略す）第１ＡＰ１０５、第２ＡＰ１０６及び第３ＡＰ１０７が接続され、それぞれのＡＰは電波の到達距離を考慮して所定の間隔にて離れて設置されている。例えば、第１ＡＰ１０５は図示しない第１の会議室に、第２ＡＰ１０６は図示しない廊下に、第３ＡＰ１０７は図示しない所定の部門の部屋にそれぞれ設置されている。
１０階フロア１０２にはＡＢＣＤ本社のＬＡＮ１０８が敷設されている。ＬＡＮ１０８には無線ＬＡＮのアクセスポイント第４ＡＰ１０９及び第５ＡＰ１１０が接続され、それぞれのＡＰは電波の到達距離を考慮して所定の間隔にて離れて設置されている。例えば、第４ＡＰ１０９は図示しない第２の会議室に、第５ＡＰ１１０は図示しない第３の会議室にそれぞれ設置されている。

９階フロア１０３にはノート型パーソナルコンピュータ（以下「ノートパソコン」）１１１の使用者であるＡ氏１１２が、ノートパソコン１１１を所持しながら移動している。ノートパソコン１１１は図示しない無線ＬＡＮインターフェースを内蔵し、近隣のＡＰと自動的にネットワーク接続して、メイル送受信やｗｅｂ閲覧等、Ａ氏１１２の操作に応じて所望のサービス等を利用する。
Ａ氏１１２はＡＢＣＤ日本支社の社員だが、ＡＢＣＤ本社に赴いて会議に参加することもある。そのため、ノートパソコン１１１は９階フロア１０３において無線ＬＡＮ接続ができるだけでなく、１０階フロア１０２においても無線ＬＡＮ接続ができる。
このため、ノートパソコン１１１内にはＡＢＣＤ日本支社の接続プロファイル（所望のＡＰに接続するために必要な情報。ＥＳＳＩＤ、ＣＨ、また必要であればユーザＩＤとパスワード等。）だけでなく、ＡＢＣＤ本社の接続プロファイルも持っている。

Ａ氏１１２がノートパソコン１１１を持ちながら９階フロア１０３を移動する際に、ノートパソコン１１１は近隣のＡＰである第１ＡＰ１０５、第２ＡＰ１０６、第３ＡＰ１０７のいずれかを探知し、直近のＡＰへ接続を切り替える。これがハンドオーバー、すなわち無線局との無線ネットワーク接続の切り替えである。
Ａ氏１１２は９階フロア１０３のみならず１０階フロア１０２へも移動する。その際、ノートパソコン１１１は直近のＡＰである第４ＡＰ１０９或は第５ＡＰ１１０に接続するために、接続プロファイルをＡＢＣＤ日本支社のものからＡＢＣＤ本社のものに切り替える必要がある。

Ａ氏１１２はその職務においてのみノートパソコン１１１を使用する。このため、Ａ氏１１２がノートパソコン１１１を持ちながら移動する範囲は９階フロア１０３と１０階フロア１０２に限られており、また各ＡＰの敷設位置の関係上、ハンドオーバーの順番はほぼ決まっている。
例えば、９階フロア１０３において、第１ＡＰ１０５からいきなり第３ＡＰ１０７へハンドオーバーすることはまずあり得ない。第１ＡＰ１０５が存在する第１の会議室から第３ＡＰ１０７が存在する所定の部門の部屋へ移動する際には、必ず第２ＡＰ１０６が存在する廊下を通らなければならないからである。また、オフィスビル１０１内に設けられている図示しない階段の位置関係によっては、９階フロア１０３にある第１ＡＰ１０５、第２ＡＰ１０６、第３ＡＰ１０７から１０階フロア１０２にある第４ＡＰ１０９、第５ＡＰ１１０のいずれかへハンドオーバーするＡＰは限られることとなる。仮に第１ＡＰ１０５と第４ＡＰ１０９の近隣に階段があり、Ａ氏１１２は９階フロア１０３と１０階フロア１０２の移動にその階段以外の移動手段を利用しないのであれば、フロアを跨いだハンドオーバーは第１ＡＰ１０５と第４ＡＰ１０９との間でしか生じ得ない。

Ａ氏１１２のノートパソコン１１１は本発明の一実施形態を実施する無線通信端末を構成する。本発明が解決する技術課題である、高速ハンドオーバーを実現するものである。

ここで、図１における第１ＡＰ１０５、第２ＡＰ１０６、第４ＡＰ１０９及び第５ＡＰ１１０の諸元を以下に列挙する。
第１ＡＰ１０５
ＢＳＳＩＤ（Basic Service Set Identifier）：FFFFFFFFFF10
ＥＳＳＩＤ（Extended Service Set Identifier）：ABCDJP
ＣＨ（CHannel）：２
第２ＡＰ１０６
ＢＳＳＩＤ：FFFFFFFFFF1A
ＥＳＳＩＤ：ABCDJP
ＣＨ：４
第４ＡＰ１０９
ＢＳＳＩＤ：FFFFFFFFFF00
ＥＳＳＩＤ：ABCDGL
ＣＨ：３
第５ＡＰ１１０
ＢＳＳＩＤ：FFFFFFFFFF0A
ＥＳＳＩＤ：ABCDGL
ＣＨ：５

ＥＳＳＩＤとは、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズの無線ＬＡＮにおけるネットワークの識別子の一つである。混信を避けるため等の目的で付けられ、ＡＰの敷設者の任意に設定できる、最大32文字までの英数字よりなる、ネットワーク名のようなものである。ＥＳＳＩＤは全ての実施の形態において重要な役割を持つ。
ＢＳＳＩＤとは、ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズの無線ＬＡＮにおけるネットワークの識別子の一つで、４８ビットの数値よりなり、通常はＡＰのＭＡＣアドレス（Media Access Control address）と同じものである。ＢＳＳＩＤは第２の実施の形態以降において重要な役割を持つ。
ＣＨは無線ＬＡＮのチャンネルである。無線ＬＡＮが占有する周波数帯域を所定の周波数幅で区切ったものである。
９階フロア１０３に設置されている第１ＡＰ１０５、第２ＡＰ１０６及び第３ＡＰ１０７にはＡＢＣＤ日本支社のＬＡＮ１０４に接続されているので、「ＡＢＣＤＪＰ」というＥＳＳＩＤが付与されている。
１０階フロア１０２に設置されている第４ＡＰ１０９及び第５ＡＰ１１０にはＡＢＣＤ本社のＬＡＮ１０８に接続されているので、「ＡＢＣＤＧＬ」というＥＳＳＩＤが付与されている。

図２は本発明の一実施形態である、図１のノートパソコン１１１の内部ブロック図である。
ノートパソコン１１１は周知の電子計算機を構成する。
ＣＰＵ２０２とＲＯＭ２０３とＲＡＭ２０４は共通のバス２０５に接続され、所定の演算処理を行う。
バス２０５には周知のハードディスクドライブやフラッシュメモリ等よりなる不揮発性ストレージ２０６が接続されている。不揮発性ストレージ２０６にはネットワークＯＳと所定のソフトウェアやデータが格納されている。
ネットワークＯＳは例えば周知のパソコン用ＯＳである。ＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）、Ｍａｃｉｎｔｏｓｈ（登録商標）ＯＳ、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）等、多種多様のものが存在する。これらに共通する事項は、周知のインターネット接続に必要な、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタックを有することである。
ＣＰＵ２０２とＲＯＭ２０３とＲＡＭ２０４と不揮発性ストレージ２０６は第１のマイクロコンピュータ（以下「第１マイクロコンピュータ」）２０７を構成する。
バス２０５には所定の文字や映像等を表示するＬＣＤ２０８を駆動するビデオインターフェース２０９が接続されている。
バス２０５には汎用シリアルバスであるＵＳＢインターフェース２１０が接続され、その先にはキーボード２１１とポインティングデバイス２１２が接続されている。
バス２０５には無線ＬＡＮインターフェース２１３も接続されている。
無線ＬＡＮインターフェース２１３は、高周波信号処理部（以下「ＲＦ部」と略す。ＲＦは"Radio Frequency"の略）２１４と第２のマイクロコンピュータ（以下「第２マイクロコンピュータ」）２１５よりなる。
無線ＬＡＮインターフェース２１３はＲＦ部２１４にてＡＰと高速時分割処理にて電波の送受信を行い、第２マイクロコンピュータ２１５による変復調処理を介してデータの送受信を実現する。

図３は図２の第１マイクロコンピュータ２０７を機能の視点にて見た、等価ブロック図である。
電波強度測定部３０２は、後述するＡＰ接続制御部３０３の制御を受けて、ＡＰ接続制御部３０３が選択した無線ＬＡＮのＣＨにおける、ＡＰが発するビーコンを、無線ＬＡＮインターフェース２１３にて受信して、その信号レベルを見る。つまり、選択したＣＨにおけるＡＰの電波の強さを測る。
ＡＰ接続制御部３０３は無線ＬＡＮインターフェース２１３による無線ＬＡＮの接続を制御する。このために前述の電波強度測定部３０２と、後述するＡＰ探索部３０６、ＡＰ認証部３０７そして履歴テーブル３０８を制御する。
比較部３０４は電波強度測定部３０２の測定結果と閾値３０５とを比較して、電波強度が閾値３０５以上であるか否かを判定する。なお、後述するフローチャートの説明において、閾値３０５は複数存在する。
比較部３０４による比較結果はＡＰ接続制御部３０３に供され、無線ＬＡＮインターフェース２１３を介した無線ネットワーク接続の制御に用いられる。
ＡＰ探索部３０６は無線ＬＡＮインターフェース２１３から接続可能なＡＰを探索する。

ＡＰ探索部３０６におけるＡＰ探索の手法には、所定のＣＨにおいて一定時間内にＡＰが発するビーコンを受信し、そのビーコンからＥＳＳＩＤ及びＢＳＳＩＤを読み取るパッシブスキャンと、ＡＰに対してＢＳＳＩＤ及びＥＳＳＩＤ等の情報を要求するプローブリクエストフレームを発信して、ＡＰからの応答であるプローブレスポンスを得てＡＰの存在を確認するアクティブスキャンの二通りがある。なお、昨今ではセキュリティの関係上、ＥＳＳＩＤステルスという、ＥＳＳＩＤが等しい場合にのみプローブレスポンスを返したり、プローブレスポンスにＥＳＳＩＤを返さないＡＰも存在するので、プローブリクエストフレームの発信にはＥＳＳＩＤを指定することが望ましい。

ＡＰ認証部３０７は、ＡＰ接続制御部３０３の指示に従って、ＡＰ接続制御部３０３が選択した図示しない接続プロファイル情報を用いて、所定のＡＰと認証を行う。
履歴テーブル３０８は、接続したＡＰに関する情報、すなわちＡＰの接続履歴情報を記録し、再生する。履歴テーブル３０８は本実施形態において重要な役割を担うものであり、不揮発性ストレージ２０６に格納されるものである。詳細な構造は後述する。

図４は第１マイクロコンピュータ２０７が実施する動作を概略的に示すフローチャートである。これは、後述する第１、第２、第３、第４の実施形態に共通の動作である。
本フローチャートは不揮発性ストレージ２０６に格納されるネットワークＯＳの一部である、無線ＬＡＮインターフェース２１３のネットワーク接続処理プログラムを構成するものである。
ネットワークＯＳが無線ＬＡＮ接続を選択すると（Ｓ４０１）、所定のＡＰに接続されているか否かを検証する（Ｓ４０２）。ＡＰの付近であれば使用者の選択操作或は自動にてＡＰにネットワーク接続される。
ネットワーク接続されると、履歴テーブル３０８に接続履歴情報が記録される（Ｓ４０３）。
ネットワーク接続中は常に電波強度測定部３０２にてＡＰが発するビーコンの信号強度（レベル）を監視し、ＡＰの電波強度が所定の閾値３０５を上回っているか否かを比較部３０４にて見る（Ｓ４０４）。
ビーコンレベルが閾値３０５を下回ったら、履歴テーブル３０８から現在のＡＰにおける履歴情報を取り出して（Ｓ４０５）、その優先順位から順番に新たなＡＰへの接続を試す（Ｓ４０６）。
接続ができたら、現在のＡＰを切断し、正式な接続等、所定の後処理を行い（Ｓ４０７）、再び接続履歴の記録（Ｓ４０３）から継続する。

接続ができなかったら、履歴情報に基づいたリトライ処理を行う。このため、リトライ回数をチェックして（Ｓ４０８）、接続を試す。
リトライ回数が所定回数に達してもなお接続ができなかった場合は、従来技術と同様のＡＰスキャン等による接続処理を行う（Ｓ４０９）。すなわち、このステップにて行われることは、無線ＬＡＮ接続のための「次善の策」である。接続できれば（Ｓ４１０）、接続履歴情報の記録（Ｓ４０３）から始まる一連の処理に戻る。接続できなければ、もはや万策は尽きたと判断し、ＬＣＤ２０８にエラー表示して（Ｓ４１１）終了する（Ｓ４１２）。

図４のフローチャート中、点線で囲まれる箇所の処理Ｒ４１３は本発明の技術思想を実現する部分である。ＡＰへ接続したら履歴テーブル３０８に記録されている履歴情報を更新し（書き込み）、ハンドオーバーの必要性が生じたら履歴テーブル３０８から履歴情報を参照（読み出し）した接続処理を行う。
履歴テーブル３０８に記録されている履歴情報は、無線通信端末がそれまで利用していたＡＰの情報が記録されているので、あるＡＰから次のＡＰに接続を切り替える（ハンドオーバー）際の情報を参照すれば、ＡＰ探索等にかかる手間と時間と電力が省略される。履歴がヒットすれば、極めて高速なハンドオーバー処理が実現する。これが本発明の基本的な技術思想である。

［２．第１の実施の形態］
図５は本発明の第１の実施の形態にかかる、ノートパソコン１１１の中の第１マイクロコンピュータ２０７の動作を示すフローチャートである。本実施形態は図４のフローチャートに基づくものである。
ネットワークＯＳが無線ＬＡＮ接続を選択すると（Ｓ５０１）、所定のＡＰに接続されているか否かを検証する（Ｓ５０２）。ＡＰの付近であれば使用者の選択操作或は自動にてＡＰにネットワーク接続される。
ネットワーク接続されると、履歴テーブル３０８に現在接続中のＡＰと、直前まで接続していたＡＰの情報を追加或は更新する（Ｓ５０３）。具体的な履歴情報の追加或は更新処理は後述する。
次に、ネットワークＯＳがＲＡＭ２０４内に設けた変数Ｎに’２’を代入する（Ｓ５０４）。これは後述する履歴情報を参照した接続リトライ処理のカウンタを構成する。
ネットワーク接続中は常に電波強度測定部３０２にてＡＰが発するビーコンの信号強度（レベル）を監視し、ＡＰの電波強度が所定の閾値３０５を上回っているか否かを比較部３０４にて見る（Ｓ５０５）。
ビーコンレベルが閾値３０５を下回ったら、接続履歴テーブル３０８から現在のＡＰにおける履歴レコードを取り出して、履歴リストにする（Ｓ５０６）。履歴リストの優先順位から順番にＡＰへの接続を試す。
履歴リスト中の履歴レコードには当該ＡＰのＥＳＳＩＤとＣＨが記録されているので、これを読み込み、当該ＣＨにてプローブリクエストフレームを送信する、アクティブスキャンを行う（Ｓ５０７）。
アクティブスキャンを行ったら所定時間の間だけプローブレスポンス（プローブ応答ともいう）があったか否か見る（Ｓ５０８）。
ＡＰがプローブ応答に応えてくれたら、今度はそのビーコンレベルを見る（Ｓ５０９）。但し、ここで注意しなければならない点は、この時点で見るビーコンレベルは、前述のハンドオーバーのきっかけとなる（Ｓ５０５）ビーコンレベルの閾値以上である点である。折角ハンドオーバーしようとしても、ビーコンレベルが現在のＡＰよりも小さければハンドオーバーする意味はないからである。
ビーコンレベルが閾値以上であれば、現在接続中のＡＰを切断し（Ｓ５１０）、新たなＡＰとの認証（Authentication）及び接続処理（Association：アソシエーション、ＡＰに対して自分との接続を許可して貰う処理）を行う（Ｓ５１１）。接続処理が正常終了すれば、正常にハンドオーバーがなされたこととなる（Ｓ５１２）。ここで再び履歴テーブル３０８の更新処理へ向かう（Ｓ５０３）。
プローブ応答がなかった場合、ビーコンレベルが閾値３０５以下であった場合、接続処理が失敗した場合は、カウンタＮを１減じる（Ｓ５１３）。次に、カウンタＮが０より大きいか否かを見る（Ｓ５１４）。０より大きければ、先に作成した履歴リストの次のレコードによる（Ｓ５１５）リトライ処理を行う（Ｓ５０７）。
カウンタＮが０と等しくなると、もはや履歴リストに基づくリトライ処理の制限回数を超えることとなるので、通常の接続処理を行う（Ｓ５１６、Ｓ５１７、Ｓ５１８及びＳ５１９）。

ＡＰとの認証及び接続の際にＡＰを探索するには、ＥＳＳＩＤステルス等のセキュリティ面の対策を施しているＡＰに対してもプローブ応答を得るために、最低限ＥＳＳＩＤを持っていなければならない。
本実施形態においては、このためにＥＳＳＩＤを接続履歴テーブルに持たせている。
また、ＡＰとの認証及び接続の際には接続プロファイルも必要であり、接続プロファイルを区別するにはＥＳＳＩＤが手がかりとなる。

図６は図５のフローチャート中、点線で囲んだ通常の接続処理Ｒ５２０の詳細を示すフローチャートである。図５のＳ５１４にて変数Ｎが０以下になったとき（Ｓ５１４のＮ）の処理から続くものである。
ネットワークＯＳがＲＡＭ２０４内に設けた、カウンタを構成する変数Ｍには、ノートパソコン１１１中の不揮発性ストレージ２０６に記憶されている接続プロファイルの全数に、現在接続中のＡＰのＥＳＳＩＤにおいて接続履歴のないＣＨの数を足した数を設定する（Ｓ６０１）。
次に、接続プロファイルの優先順位順か、或は現在のＡＰのＥＳＳＩＤにおいて接続履歴のないＣＨのレコードよりなる接続リストを作成する（Ｓ６０２）。この接続リストが本処理の基礎となる。
接続リストに基づき、当該ＣＨにてＥＳＳＩＤを用いてアクティブスキャンを行う（Ｓ６０３）。
プローブ応答があれば（Ｓ６０４）ビーコンレベルを見て（Ｓ６０５）、閾値以上であれば現在のＡＰを切断し（Ｓ６０６）、新たなＡＰへの接続処理を試す（Ｓ６０７）。接続処理（アソシエーション）が完遂すれば（Ｓ６０８）図５のＳ５０３に処理を戻す。
プローブ応答がなかった場合、ビーコンレベルが閾値以下であった場合、接続処理が失敗した場合は、カウンタＭを１減じる（Ｓ６０９）。次に、カウンタＭが０より大きいか否かを見る（Ｓ６１０）。０より大きければ、先に作成した接続リストの次のレコードによるリトライ処理を行う（Ｓ６１１、Ｓ６０３）。
カウンタＭが０と等しくなると、もはや接続リストのレコード全てに基づくリトライ処理を試して接続できなかったこととなるので、ＬＣＤ２０８にエラー表示し（Ｓ６１２）、使用者のマニュアル操作による接続処理に移行するか、接続そのものを諦めることとなる（Ｓ６１３）。

第１の実施の形態を図１のシチュエーションに当てはめて説明する。
図１において、Ａ氏１１２がノートパソコン１１１を抱えて、第１ＡＰ１０５が存在する第１の会議室に居るとする。Ａ氏が第１の会議室を出て廊下に赴くと、第１ＡＰ１０５との距離が離れ、第１ＡＰ１０５からの電波は弱くなる一方、第２ＡＰ１０６との距離が短くなり、第２ＡＰ１０６からの電波が強くなる。従来であればここで各ＣＨ毎にアクティブスキャンを行い、第２ＡＰ１０６を探索していた。本実施形態によれば、履歴テーブル３０８に第１ＡＰ１０５から隣接するＡＰは第２ＡＰ１０６及び第４ＡＰ１０９であることが過去のＡＰ接続実績に基づいて記録されている。この履歴テーブル３０８に基づいてＡＰ探索を行えば、アクティブスキャンを行う必要性は３ＣＨにおいてＥＳＳＩＤがＡＢＣＤＧＬに対するものと、４ＣＨにおいてＥＳＳＩＤがＡＢＣＤＪＰに対するもののみを行えば良いので、従来と比して極めて短時間にＡＰを探索し、見つけることが可能となる。

［３．第２の実施の形態］
図７は本発明の第２の実施の形態にかかる、ノートパソコン１１１の中の第１マイクロコンピュータ２０７の動作を示すフローチャートである。本実施形態も第１の実施の形態と同様に図４のフローチャートに基づくものである。
図７のうち、履歴リストの作成処理までは図５と等しいので説明は省略する。すなわち、Ｓ７０１はＳ５０１と等しく、Ｓ７０２はＳ５０２と等しく、Ｓ７０３はＳ５０３と等しく、Ｓ７０４はＳ５０４と等しく、Ｓ７０５はＳ５０５と等しく、Ｓ７０６はＳ５０６と等しい。
第２の実施の形態の、第１の実施の形態との大きな違いは、履歴テーブル３０８にはＥＳＳＩＤとＣＨのみならず、ＡＰのＢＳＳＩＤも記録されていることである。このため、ステップＳ７０６にて履歴テーブル３０８から作成された履歴リストにはＢＳＳＩＤも含まれている。
履歴リストに基づき、履歴リストの最初のレコードのＡＰのビーコンレベルを閾値３０５と比較する（Ｓ７０７）。
比較の結果、ビーコンレベルが閾値以上であれば、当該ＡＰに対してＥＳＳＩＤとＢＳＳＩＤを用いて認証要求（Authentication）を行う（Ｓ７０８）。
認証に成功したら（Ｓ７０９）、現在接続中のＡＰを切断し（Ｓ７１０）、新たなＡＰとの接続処理（Association）を行う（Ｓ７１１）。接続処理が正常終了すれば（Ｓ７１２）、正常にハンドオーバーがなされたこととなる。ここで再び履歴テーブル３０８の更新処理へ向かう（Ｓ７０３）。

ビーコンレベルが閾値以下であった場合、認証処理が失敗した場合、接続処理が失敗した場合は、カウンタＮを１減じる（Ｓ７１３）。次に、カウンタＮが０より大きいか否かを見る（Ｓ７１４）。０より大きければ、先に作成した履歴リストの次のレコードによるリトライ処理を行う（Ｓ７１５、Ｓ７０７）。
カウンタＮが０と等しくなると、もはや履歴リストに基づくリトライ処理の制限回数を超えることとなるので、通常の接続処理を行う（Ｓ７１６、Ｓ７１７、Ｓ７１８及びＳ７１９）。

図８及び図９は図７のフローチャート中、点線で囲んだ通常の接続処理Ｒ７２０の詳細を示すフローチャートである。図７のＳ７１４にて変数Ｎが０以下になったとき（Ｓ７１４のＮ）の処理から続くものである。
ネットワークＯＳがＲＡＭ２０４内に設けた、カウンタを構成する変数Ｍには、ノートパソコン１１１中の不揮発性ストレージ２０６に記憶されている接続プロファイルの全数に、現在接続中のＡＰのＥＳＳＩＤにおいて接続履歴のないＣＨの数を足した数を設定する（Ｓ８０１）。
次に、接続プロファイルの優先順位順か、或は現在のＡＰのＥＳＳＩＤにおいて接続履歴のないＣＨのレコードよりなる接続リストを作成する（Ｓ８０２）。この接続リストが本処理の基礎となる。
接続リストに基づき、当該ＣＨにてＥＳＳＩＤを用いてアクティブスキャンを行う（Ｓ８０３）。
プローブ応答があれば（Ｓ８０４）ビーコンレベルを見て（Ｓ８０５）、閾値以上であれば得られたＢＳＳＩＤとＥＳＳＩＤを用いて、認証要求を行う（Ｓ８０６）。
認証に成功したら（Ｓ８０７）、現在接続中のＡＰを切断し（Ｓ８０８）、新たなＡＰとの接続処理を行う（Ｓ８０９）。接続処理が正常終了すれば（Ｓ８１０）、正常にハンドオーバーがなされたこととなる。ここで再び履歴テーブル３０８の更新処理へ向かう（Ｓ７０３）。

プローブ応答がなかった場合、ビーコンレベルが閾値以下であった場合、認証処理が失敗した場合、接続処理が失敗した場合は、カウンタＭを１減じる（Ｓ８１１）。次に、カウンタＭが０より大きいか否かを見る（Ｓ８１２）。０より大きければ、先に作成した接続リストの次のレコードによるリトライ処理を行う（Ｓ８１３、Ｓ８０３）。
カウンタＭが０と等しくなると、もはや接続リストのレコード全てに基づくリトライ処理を試して接続できなかったこととなるので、ＬＣＤ２０８にエラー表示する（Ｓ８１４）。そして、これより使用者のマニュアル操作による接続処理を行うこととなる。

以下、図９を参照して説明する。
使用者のマニュアル操作による接続処理に先立ち、全ＣＨのパッシブスキャンを行い、得られたＥＳＳＩＤを全て表示する（Ｓ９０１）。
使用者は表示されたＥＳＳＩＤの一覧を見て、接続可能と思われるＡＰへの接続を試みる（Ｓ９０２）。
認証に成功したら（Ｓ９０３）、現在接続中のＡＰを切断し（Ｓ９０４）、新たなＡＰとの接続処理を行う（Ｓ９０５）。接続処理が正常終了すれば（Ｓ９０６）、正常にハンドオーバーがなされたこととなる。ここで再び履歴テーブル３０８の更新処理へ向かう（Ｓ７０３）。
認証処理が失敗した場合、接続処理が失敗した場合は、ハンドオーバー処理そのものを中断するか継続するかを使用者に選択すべく、ダイアログボックスをＬＣＤ２０８に表示する（Ｓ９０７）。使用者はダイアログボックスにある「はい」「いいえ」のいずれかのボタンをポインティングデバイス２１２を用いてクリック操作する（Ｓ９０８）。すなわち、ハンドオーバー処理を継続するか（Ｓ９０２）諦めるかを選択する。諦めればそのまま終了となる（Ｓ９０９）。
図１０はダイアログボックスの一例である。ダイアログボックス１００１には、使用者に選択を促すメッセージ１００２と「はい」ボタン１００３と「いいえ」ボタン１００４が存在する。

第２の実施の形態においては、第１の実施の形態と比べると、アクティブスキャンの手間を省略して、いきなり認証要求を行っている。このため、アクティブスキャンの手間、時間、そしてプローブリクエストフレームを送信する電力を省略できるので、より短時間にＡＰを探索し、見つけることが可能となる。

［４．第３及び第４の実施の形態］
図１１（ａ）及び（ｂ）は、第３及び第４の実施の形態を示す処理のフローチャートである。これらは図７の点線で囲まれた部分の処理Ｒ７２１を置き換えるものである。
第３の実施の形態にかかる図１１（ａ）では、新ＡＰとの認証に成功したら（Ｓ１１０１）、現ＡＰを切断せずにそのまま新ＡＰと接続処理を行う（Ｓ１１０２）。接続に成功したら（Ｓ１１０３）、その後現ＡＰを切断する（Ｓ１１０４）。このように処理の流れを構成することにより、無線通信端末がネットワークから接続が断たれる時間を短くすることができる。

第４の実施の形態にかかる図１１（ｂ）では、新ＡＰとの認証に成功したら（Ｓ１１１１）、現ＡＰを切断せずにそのまま新ＡＰと接続処理を行う（Ｓ１１１２）。更に接続に成功したら（Ｓ１１１３）、ＤＨＣＰクライアントを起動し、新ＡＰの図示しないＤＨＣＰサーバからＴＣＰ／ＩＰネットワーク接続に必要な情報を取得する。これはＩＰアドレス、ネットマスク、デフォルトゲートウェイ、ＤＮＳサーバ等である。得られたこれら情報のうち、ＩＰアドレスとネットマスクのみをネットワークインターフェースに設定する（Ｓ１１１４）。そして、デフォルトゲートウェイとＤＮＳを書き換える（Ｓ１１１５）。こうすると、現ＡＰから新ＡＰへ瞬時にＴＣＰ／ＩＰネットワーク接続を切り替えることができる。このような処理を実現するために、ＤＨＣＰクライアントが同時に複数のＤＨＣＰサーバに応答できる必要がある。なお、既存のネットワークＯＳには単一のネットワークインターフェースに複数のＩＰアドレスを付与する仕組みが設けられているものが公知である。例えばＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）では「ＩＰアドレスの追加」という名称の機能として、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）では「ＩＰエイリアス」という名称の機能として提供されている。
ＴＣＰ／ＩＰネットワークの接続の切り替えを行った後に、現ＡＰとの接続を切断する（Ｓ１１１６）。このように処理の流れを構成することにより、無線通信端末がネットワークから接続が断たれる時間を極力短くすることができる。

これまで第１、第２、第３そして第４の実施の形態を説明してきた。これら実施の形態に共通することは、現在のＡＰとの接続が切れそうになったら履歴情報を使って高速なハンドオーバーを行う、という点である。この、「高速なハンドオーバー」にかかる処理が、それぞれの実施の形態によって異なる。
第１の実施の形態においては、アクティブスキャンを行って、接続可能であれば現ＡＰの切断後、接続する。
第２の実施の形態においては、アクティブスキャンを省略し、いきなり新ＡＰとの認証を行って、接続可能であれば現ＡＰの切断後、接続する。
第３の実施の形態においては、アクティブスキャンを省略し、いきなり新ＡＰとの認証を行って、接続可能であれば接続した後、現ＡＰを切断する。
第４の実施の形態においては、アクティブスキャンを省略し、いきなり新ＡＰとの認証を行って、接続可能であれば接続し、ＴＣＰ／ＩＰネットワークの接続も切り替えた後、現ＡＰを切断する。
すなわち、第１の実施の形態から第４の実施の形態に至るまでには、如何にネットワーク接続が切断された状態を短くするか、という点において処理が工夫されている。

［５．接続履歴データベース］
図１２に、第１、第２、第３そして第４の実施の形態において利用可能な、接続履歴情報を格納する接続履歴テーブル３０８の具体的な形態を表す。これらは広義のデータベースを構成するものであり、いわば接続履歴データベースである。

図１２（ａ）は第１の実施の形態に用いることのできる、基本的な接続履歴テーブル１２０１である。フィールドはＥＳＳＩＤとＣＨのみ有し、現在接続中のＡＰのレコードがテーブルの最上位に位置する（図１２（ｂ））。したがって、次に接続可能と思われるＡＰは２番目以降のレコードである。これは極めて簡素な構成のテーブルである。

図１２（ｃ）は第１の実施の形態に用いることのできる、図１２（ａ）より詳細な接続履歴テーブル１２０２である。各レコードには各レコードをユニークに区別するためのＡＰ番号が振られ、直後に接続したＡＰのＡＰ番号とその利用回数の組よりなる第１履歴フィールド１２０３、第２履歴フィールド１２０４、第３履歴フィールド１２０５…がフィールド毎に列挙格納される構成となっている。
例えば、現在ＡＰ番号１番のＡＰに接続している時にハンドオーバーをする必要性が生じたら、直後のＡＰ番号である２番、４番、３番を、各々のフィールドから読み取り、利用回数で順位付けしてリトライ処理をすることとなる。

接続履歴テーブル１２０２の第１履歴フィールド１２０３、第２履歴フィールド１２０４、第３履歴フィールド１２０５…は、所定の自然数ｎ個設けられる。この数ｎは接続履歴テーブル１２０２のファイル容量と履歴情報の量とのトレードオフにて決められる。ｎを超える履歴が発生したら、最も接続件数の少ない履歴情報を削除して、新たな履歴情報を記入する、という運用が良いだろう。

図１２（ｄ）は第２、第３、第４の実施の形態に用いることのできる、接続履歴テーブル１２０６である。図１２（ｃ）の接続履歴テーブル１２０２にＢＳＳＩＤのフィールドが追加されたものである。つまり、第２の実施の形態以降はアクティブスキャンを省略してすぐにＡＰへ認証要求を行う関係上、ＡＰのＢＳＳＩＤの情報が必要になるので、このフィールドが追加されている。

図１３（ｅ）及び（ｆ）は第２、第３、第４の実施の形態に用いることのできる、接続履歴テーブルを構成するＡＰテーブル１３０１及び履歴テーブル１３０２である。これら二つのテーブルは周知のリレーショナルデータベースを構成する。つまり、図１３（ｆ）の履歴テーブル１３０２は、図１２（ｄ）の接続履歴テーブル１２０６の、直後のＡＰ番号と利用回数のフィールドの組よりなる第１履歴フィールド１２０７、第２履歴フィールド１２０８…を独立させたものである。
例えば、現在接続しているＡＰのＡＰ番号が１番であれば、図１３（ｆ）の現在のＡＰ番号の「１」でフィルタリングし、利用回数でソート（sort：並べ替え）する。得られたリストが履歴リストとなり、高速ハンドオーバー処理に供される。

以上に述べた実施形態に限らず、以下のような応用例が考えられる。
（１）ＡＰによっては、ハンドオーバーが不可能なＡＰが存在する。例えば、自宅や極小規模のフリーＡＰのような場合である。このようなＡＰでは、本発明では接続履歴の回数を記録することができない。何故なら、履歴テーブル３０８の更新はハンドオーバーの際に生じるからである。
そこで、本発明の拡張として、ハンドオーバーされないＡＰについても履歴を取るようにする。
つまり、「次のＡＰ」がＮＵＬＬ値であるＡＰの履歴レコードである。
一例としては、図１３（ｆ）において「直後のＡＰ番号」がＮＵＬＬ（０ｘ００）或はＡＰ番号０又は−１とする。但し、ＡＰ番号０を用いる際には、図１３（ｅ）のＡＰ番号は必ず１から始まるものとする必要がある。ＡＰ番号０は存在しないＡＰであることを示すためである。
このようなＡＰはハンドオーバーが不可能なＡＰであるものと認識し、接続したら次のＡＰの履歴が得られないのですぐに通常のハンドオーバーリトライ処理に移行するか、使用者に対してマニュアルの接続操作の要求に移行する等の処理が考えられる。

（２）第１〜第４の実施の形態においては、ＡＰのＥＳＳＩＤ及びＣＨを基本情報として記録していたが、複数の無線ＬＡＮ規格に対応可能な無線ＬＡＮインターフェースにおいては、接続の規格も記録しておく必要がある。規格はＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、１１ａそして１１ｇが公知である。

（３）ＡＰ接続の際の日時情報を記録しておくこともできる。各履歴レコードの接続日時を見て、古いレコードは順次捨てる、という処理を追加することにより、接続履歴テーブルの記憶容量を節減し、ファイル容量肥大に伴うアクセス速度の低下を防止することができる。

（４）ＡＰ接続中の総接続時間を記録しておくこともできる。接続回数が同じＡＰが複数存在するときには、各履歴レコードの総接続時間を見て、より長いほうを優先する。

（５）第１〜第４の実施の形態ではノートパソコンを例示していたが、無線ＬＡＮに接続可能な無線通信端末はこれに限られるものではない。例えば無線ＬＡＮインターフェースを内蔵し、音声を各種符号化方式で圧縮しパケットに変換した上でＩＰ（Internet Protocol：インターネットプロトコル）ネットワークでリアルタイム伝送する技術である、ＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）通話機能を備える携帯電話であっても良い。

本発明の一実施の形態による無線通信端末が置かれる状況を概略的に示す図である。本発明の一実施の形態によるノート型パーソナルコンピュータの内部ブロック図である。本発明の一実施の形態によるノート型パーソナルコンピュータの一部を抜粋した機能ブロック図である。本発明の実施の形態に共通する動作の流れを示すフローチャートである。本発明の第１の実施の形態による動作の流れを示すフローチャートである。本発明の第１の実施の形態による動作の流れの一部を示すフローチャートである。本発明の第２の実施の形態による動作の流れを示すフローチャートである。本発明の第２の実施の形態による動作の流れの一部を示すフローチャートである。本発明の第２の実施の形態による動作の流れの一部を示すフローチャートである。ダイアログボックスの一例を示す図である。本発明の第３及び第４の実施の形態による動作の流れの一部を示すフローチャートである。各実施の形態に用いられる接続履歴テーブルを示す概略図である。各実施の形態に用いられる接続履歴テーブルを示す概略図である。

符号の説明

１１１…ノートパソコン、２０２…ＣＰＵ、２０３…ＲＯＭ、２０４…ＲＡＭ、２０５…バス、２０６…不揮発性ストレージ、２０７…第１マイクロコンピュータ、２０８…ＬＣＤ、２０９…ビデオインターフェース、２１０…ＵＳＢインターフェース、２１１…キーボード、２１２…ポインティングデバイス、２１３…無線ＬＡＮインターフェース、２１４…ＲＦ部、２１５…第２マイクロコンピュータ

Claims

無線ネットワークインターフェースと、
前記無線ネットワークインターフェースから接続可能な無線ネットワークのアクセスポイントを探索するアクセスポイント探索部と、
前記無線ネットワークインターフェースを通じて無線ネットワークのアクセスポイントと認証を行うアクセスポイント認証部と、
前記無線ネットワークインターフェースを通じて無線ネットワークのアクセスポイントとの接続の制御を行うアクセスポイント接続制御部と、
前記アクセスポイント接続制御部によって接続実績が記録され、また記録された接続実績情報を再生する履歴テーブルと、
前記アクセスポイント接続制御部によって選択された無線ネットワークのチャンネルにおけるアクセスポイントが発する電波の強度を測定する電波強度測定部と、
前記電波強度測定部によって得られる電波強度情報を所定の閾値と比較する比較部と
よりなることを特徴とする、無線通信端末。
前記アクセスポイント接続制御部は、
ハンドオーバーの必要性を前記比較部にて検出した後、前記履歴テーブルに記録されている接続実績情報に基づいて、前記アクセスポイント探索部或は前記アクセスポイント認証部を制御することを特徴とする請求項１記載の無線通信端末。
無線ネットワークのアクセスポイントと無線通信を行う無線通信端末における無線通信方法であって、
無線通信を行う前記アクセスポイントを切り替えるハンドオーバーの必要性が生じた際に、無線通信端末自身が保持する接続履歴情報を参照し、前記接続履歴情報に基づくアクセスポイント接続処理の可能性を試みて、
前記接続履歴情報に基づくアクセスポイント接続処理に失敗した場合に、前記アクセスポイントが発する電波の受信に基づいたアクセスポイント探索処理を行うことを特徴とする無線通信方法。