JP2010021659A - 無線通信システム及び無線端末装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇの混在の環境においてＩＥＥＥ８０２．１１ｂの端末の接続性は確保しつつ、ある特定のアプリケーション利用する時にだけＩＥＥＥ８０２．１１ｇの高速転送が利用できるようにする。
【解決手段】複数の無線端末群の内の任意の無線端末装置による任意の通信方式による通信を行う場合、前記任意の通信方式による通信を行っている間は、前記任意の通信方式以外の通信方式を有する無線端末群による通信を止める（ステップ８０６）。前記任意の通信方式による通信終了後に、前記任意の通信方式以外の通信方式を有する無線端末群による通信を再開させる（ステップ８１０）。
【選択図】 図６

Description

本発明は、それぞれの装置間で無線方式の最大転送速度が発揮できる無線通信システム及び無線端末装置に関する。

従来、デジタルカメラ等の情報蓄積端末装置は、撮影した画像データをメモリカードといった記憶メディアに書き込み、データを保存しているため瞬時に撮影データをすぐに確認することが可能になっている。

さらに、撮影した画像を遠方にいる第三者と共有したいというユーザのニーズに合わせ、デジタルカメラにＩＥＥＥ８０２．１１で規定された無線ＬＡＮ機能を備え、画像を転送する方式が提案されている（例えば特許文献１）。このような構成の一例を図１７に示す。図１７において、無線アクセスポイント装置１は、パーソナルコンピュータ２とデジタルカメラ３を接続している。

また、近年、ＩＥＥＥ８０２．１１で規定された無線ＬＡＮ方式には、２．４Ｇｈｚ帯を使用するＩＥＥＥ８０２．１１ｂと、同じ２．４Ｇｈｚ帯でＩＥＥＥ８０２．１１ｂ以上の高速転送を可能とするＩＥＥＥ８０２．１１ｇとがある。更に、５Ｇｈｚ帯を使用するＩＥＥＥ８０２．１１ａがある。なお、以下の説明において、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂを単に「１１ｂ」と、ＩＥＥＥ８０２．１１ａを単に「１１ａ」と、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇを単に「１１ｇ」と呼ぶこともある。

特開２００４−３２８２７２号公報

しかしながら、無線ＬＡＮを使用して画像転送をする場合、同じ周波数帯域で変調方式の異なるＩＥＥＥ８０２．１１ｂとＩＥＥＥ８０２．１１ｇを同時に使用すると、「１１ｂ」は「１１ｇ」が送信したＯＦＤＭ信号をキャリアセンスすることができない。そのため、「１１ｂ」端末が不用意にデータを送信してしまい、無線回線上でパケットの衝突を招いていた。また、「１１ｂ」端末が一台でも存在すると、プリアンブルヘッダーの長さを「１１ｂ」で読み取り可能な低速モードで実行しなければならないため、「１１ｇ」本来のスループットを発揮することができない。

そこで本発明は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇの混在の環境においてＩＥＥＥ８０２．１１ｂの端末の接続性は確保しつつ、ある特定のアプリケーション利用する時にだけＩＥＥＥ８０２．１１ｇの高速転送が利用できることを目的とする。

本発明の無線通信システムは、異なる無線通信方式を有する複数の無線端末装置群によって構成されているネットワーク環境における無線通信システムおいて、複数の無線端末群の内の任意の無線端末装置による任意の通信方式による通信を行う場合、前記任意の通信方式による通信を行っている間は、前記任意の通信方式以外の通信方式を有する無線端末群による通信を止める手段と、前記任意の通信方式による通信終了後に、前記任意の通信方式以外の通信方式を有する無線端末群による通信を再開させる手段とを備えることを特徴とする。
また、本発明の無線通信端末装置は、異なる無線通信方式を有する複数の無線端末装置群によって構成されているインフラストラクチャネットワーク環境において、異なる２つ以上の無線通信方式に対応している無線端末装置であって、対応している無線通信方式の内から、選択した無線通信方式で通信を開始させる該無線端末装置は、データ転送を行う無線通信方式に関する情報を含めたデータ転送要求を作成する手段と、無線ネットワーク上の全ての無線端末群が復調できる通信方式で変調したデータ転送要求をアクセスポイント装置に対して送信する手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、異なる無線通信方式が混在する無線ＬＡＮネットワーク環境において、通信方式の異なる端末群の接続性は確保しつつ、特定のアプリケーション利用する時にだけ選択された無線通信方式の高速転送が利用できる。無線通信方式の違いをユーザは意識する必要がなく、通常の異なる無線通信方式が混在している環境よりもスループットを向上することができる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態における無線ネットワーク（単に、ネットワークとも呼ぶ）の構成図を示している。ここで、図１について説明する。

図１に示す無線ネットワーク上には、異なる２つの無線通信方式に対応しているパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣ）１０２と、異なる２つ以上の無線通信方式に対応した無線通信装置（以下、ＳＴＡ１）１０３とが含まれる。また、１つの無線通信方式にしか対応していない無線通信装置（以下、ＳＴＡ２）３０２を管理している無線アクセスポイント装置（以下、ＡＰ）１０１で構成されているインフラストラクチャネットワーク環境３０１を備える。

また、３０３はＳＴＡ２（３０２）とＡＰ１０１とが、無線ＬＡＮ接続している無線ＬＡＮ通信方式を示している。３０４、３０５は、それぞれＰＣ１０２、ＳＴＡ１（１０３）とＡＰ１０１とが無線ＬＡＮで接続している通信方式を示しており、３０３とは異なる無線ＬＡＮ通信方式を示している。

このようなネットワークにおけるシーケンスを図２に、タイムチャートを図７に、ＳＴＡ１（１０３）の動作フローを図４に、ＡＰ（１０１）の動作フローを図６に示す。これら図を用いて、以下、本実施の形態に係る動作を説明する。

図１の構成の場合、ＳＴＡ１（１０３）、ＳＴＡ２（３０２）、ＰＣ１０２の全ての無線通信装置が、送信側及び受信側になりうることがある。ここで、ＳＴＡ１（１０３）からＰＣ１０２に対して、ＳＴＡ２（３０２）が対応していない無線通信方式で高速データ転送を実現する方法について説明する。

ＡＰ１０１は、支配下にある無線通信装置群の管理テーブルを作成している（８０１）。この管理テーブルは、図３に示すように無線通信装置のＩＰアドレスや通信規格を管理する管理テーブル５０１である。

ＳＴＡ１（１０３）は、送信するデータがあるまでは、ドーズ状態にあり（６０１）、送信データができるとアクティブ状態に遷移する（６０２）。このとき、無線ＬＡＮネットワーク上を、通信方式１を用いてＣＳＭＡ／ＣＡによりキャリアセンスし（６０３）、干渉が起こっていなければ、通信方式１よりも高速な通信方式２でデータ転送するため準備を行う。

まず、ＳＴＡ１（１０３）はデータ転送要求（４０１、６０４、９０１）をＡＰ１０１に対して通信方式１で送信する。ＡＰ１０１は、受信した要求（８０２）から、ＳＴＡ１（１０３）がデータ転送を行いたい無線通信方式を読み取り、図３のＡＰ１０１が所持している管理テーブル５０１と比較する。

このとき、管理テーブル５０１内に無線通信方式の異なる端末群が存在すれば、それら端末群に対し、それぞれユニキャストでデータ転送中止命令（４０２、８０３、９０２）を送信する。

ＳＴＡ２（３０２）は、ＡＰ１０１からのデータ転送中止命令（４０２、８０３）に対する確認応答（４０３、８０４、９０３）をＡＰ１０１に対して発信する。ＳＴＡ１（１０３）は、ＡＰ１０１経由で確認応答（４０４、６０５、９０４）を受信することで、変調方式を通信方式１から通信方式２に変更する（６０６）。すなわち、事前に選択しておいた無線ネットワーク上の全ての無線端末群が復調できない可能性のある通信方式で変調したデータ通信を開始する。

このとき、ＡＰ１０１はデータ転送中止命令に対する確認応答（４０４、６０５）をＳＴＡ１（１０３）に送信する。そして、ＳＴＡ１（１０３）から無線上のＡＣＫを受信したタイミングで、通信規格１の図５に示すサポートレート情報７０２が含まれていないＢｅａｃｏｎ７０１を発信する（８０５）。通信規格２でのデータ転送中に通信規格１の無線端末装置からのネットワーク参加を拒否する。

そして、ＳＴＡ１（１０３）は、ＰＣ１０２に対するデータ転送を通信方式２で開始（４０５、４０６、６０７、９０５）し、データ転送が終了すると（通信終了後）、ＡＰ１０１に対してデータ転送終了通知（４０７、６０９、８０６、９０６）を発信する。この発信に対するＡＰ１０１から臨む線上のＡＣＫを受信したとき（６１０）、ＳＴＡ１（１０３）は通信規格１で変調・復調をし始める（６１１）。

ＡＰ１０１は、データ転送終了通知（４０７、６０９、８０８）を受信したタイミングで、通信規格１のＳｕｐｐｏｒｔｅｄ Ｒａｔｅ、即ち、サポートレート情報７０２が含まれているＢｅａｃｏｎを発信する（８０９）。そして、通信規格１の無線端末装置のネットワーク参加を許可する。

そして、ＡＰ１０１は、データ転送を中止させていた通信方式１の無線通信装置群に対して、データ転送再開許可を発信する（４０８、８１０、９０７）。

再開許可を受信した無線通信群は、再開通知をＡＰに対して送信し（４０９、９０８）、再開通知を受信（８１１）下ＡＰ１０１はＳＴＡ１（１０３）に対して通信方式１で再開通知（４１０、６１２、８１２、９０９）を発信する。

以上説明を行ったように、本ネットワークでは、無線通信方式の異なる複数の無線通信装置が無線ＬＡＮネットワーク内に存在する場合に、無線ＬＡＮネットワーク上で任意のデータ通信を行っている無線ＬＡＮ通信方式の状態を認識できる。よって、無線ＬＡＮ通信方式ごとの最大のスループットを発揮する処理を行うことができる。この通信方式の違いを考慮した高速転送方式は、無線方式として無線ＬＡＮ、すなわち通信方式以外の様々な無線方式にも対応することが可能である。さらに、この実施形態では、ＳＴＡ１（１０３）がパワーマネージメント状態からデータ転送の開始・終了の場合について説明を行ったが、ＳＴＡ１（１０３）が常にアクティブ状態のときにおいても使用可能である。

（第２の実施の形態）
図８は、本発明の第２の実施の形態における構成図を示している。ここで、図８について説明する。図８において、図１と同じ役割をするものには同じ符号を付与することにより説明を省略する。

図８ではデータ転送の準備が完了したＡＰ１０１からネットワーク上の無線ＬＡＮ機能を備えたＰＣ１０２、ＳＴＡ１（１０３）、ＳＴＡ２（３０２）に対し前述のデータ転送中止命令をブロードキャスト発信１００１〜１００３で指定していることを示している。

本実施の形態に係るシーケンスを図９に、タイムチャートを図１０に、ＳＴＡ１（１０３）の動作フローを図１１に、ＡＰ１０１の動作フローを図１２に示す。図８の構成においては、ＳＴＡ１（１０３）、ＳＴＡ２（３０２）、ＰＣ１０２の全ての無線通信装置が、送信側及び受信側になりうることがある。ここで、ＳＴＡ１（１０３）からＰＣ１０２に対して、ＳＴＡ２（３０２）が対応していない無線通信方式で高速データ転送を実現する方法について説明する。以下、これらの図を用いて説明をする。

ＳＴＡ１（１０３）は、送信するデータがあるまでは、ドーズ状態にあり（６０１）、送信データができるとアクティブ状態に遷移する（６０２）。このとき、無線ＬＡＮネットワークを通信方式１でＣＳＭＡ/ＣＡによりキャリアセンスし（６０３）、干渉が起こっていなければ、通信方式１よりも高速な通信方式２でデータ転送する。このために、図１３に示すようにＳＴＡ２（３０２）のＩＰアドレス１５０３、データ転送時に使用する通信規格１５０４、転送するデータのサイズ１５０５といった情報を含めたデータ転送要求を作成する。

そして、作成したデータ転送要求をＡＰ１０１に対して通信方式１で送信する（１１０１、１２０１、１３０１）。ＡＰ１０１は、前述の転送要求を受信すると、転送要求に含まれているデータ部からデータ転送を要求している無線端末のＩＰアドレス、データレート、データサイズを解析する（１４０１）。

その後、支配下にある無線端末群に対してブロードキャストで、図１２に示すようにデータ転送中止命令をネットワーク上に発信する（１１０２、１２０２、１４０２）。

データ転送中止命令には、図１４に示すようにデータ転送を許可する無線端末のＩＰアドレス（１６０４）、データ転送時に使用する通信方式（１６０５）が含まれている。データ転送中止命令の無線部のＭＡＣ部内にあるデュレーション（１６０２）には、図１３に示したような要求内にあるデータサイズからデータ転送時に使用する通信方式の最低通信速度でデータ転送した場合の時間が設定してある。

無線端末装置群は、前述のデュレーションに記された時間をＮＡＶ期間（１２０３、１２０４）として、データ転送することが不可能となる（１３０５）。

一方、ＩＰアドレスが一致した無線端末装置ＳＴＡ１（１０３）は、ＮＡＶ期間内、他の無線通信方式の干渉を受けることなく、通信方式２（６０６）でデータ転送（４０５、６０７、１２０５）を行うことが可能となる。

このとき、データ転送中止命令を通信方式１で発信したＡＰは、第１の実施形態と同様にＢｅａｃｏｎ内のＳｕｐｐｏｒｔｅｄ Ｒａｔｅから通信方式１の通信レートを含まないＢｅａｃｏｎを発信する。このことにより、通信方式２でデータ転送中に、通信方式１の無線端末装置からの干渉も防ぐことが可能となる。データ転送が終了したＳＴＡ１（１０３）は、データ転送終了通知（４０７、６０９、１２０６）をＡＰ１０１に対して発信する。

このとき、データ転送終了通知に対するＡＰからのＡＣＫを受信（６１０、１２０７）することで、ＳＴＡ１は、通信方式２から通信方式１の変調モードに変わる（６１１）。
この通知を受信したＡＰ１０１は、Ｂｅａｃｏｎ情報内のＳｕｐｐｏｒｔｅｄ Ｒａｔｅに通信方式１の通信レートを含んだＢｅａｃｏｎを発信し始め、まだネットワークに参加できてない無線端末装置からのアクセスを受け付けることが可能になる。

また、同時にデータ転送再開通知を通信方式１で同一ネットワーク上にブロードキャスト発信する（１１０３、１２０８、１４０３）。

ＳＴＡ１（１０３）は、データ転送再開通知を受信することにより、ＰＣ１０２に対してのデータ転送が問題なく終了したと認識することができる（６１２）。

以上説明を行ったように、無線通信方式の異なる無線通信装置が無線ＬＡＮネットワーク内に存在する場合に、ＡＰ１０１、ＳＴＡ１（１０３）、ＳＴＡ２（３０２）、ＰＣ１０２に特定のアプリケーションを導入しておく。よって、無線ＬＡＮネットワーク上でデータ通信を行っている無線ＬＡＮ通信方式の状態を認識でき、無線ＬＡＮ通信方式ごとの最大のスループットを発揮する処理を行うことができる。この通信方式の違いを考慮した高速転送方式は、図１８のようなアドホックモードの構成にすることや、無線方式として無線ＬＡＮ以外の様々な無線方式にも対応することが可能である。さらに、この実施形態では、ＳＴＡ１（１０３）がパワーマネージメント状態からデータ転送の開始・終了の場合について説明を行ったが、ＳＴＡ１が常にアクティブ状態のときにおいても使用可能である。

また、図１５は、本発明の実施の形態に係るＳＴＡ１（１０３）などの無線端末装置の一構成例のブロック図であり、図１６は、本発明の実施の形態に係るＡＰ１０１などのＡＰの一構成例のブロック図である。

図１５に示す無線端末装置は、アンテナ１７０２、無線送信部１７０３、タイミング制御部１７０４、無線受信部１７０５、Ｂｅａｃｏｎ解析部１７０６、Ｂｅａｃｏｎ生成部１７０７、制御部１７０８、ＣＰＵ１７０９、及び自局情報管理部１７１０を有する。ＡＰは、アンテナ１８０２、無線送信部１８０３、タイミング制御部１８０４、無線受信部１８０５、Ｂｅａｃｏｎ解析部１８０６、Ｂｅａｃｏｎ生成部１８０７、制御部１８０８、ＣＰＵ１８０９、管理テーブル記録部１８１０、ＮＡＶ期間推定部１８１１を有する。

なお、本発明を実現するために、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコード（コンピュータプログラム）を記録した記憶媒体を用いても良い。この場合には記憶媒体をシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによって本発明の目的が達成される。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、プログラムコード自体及びそのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。

また、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（基本システム或いはオペレーティングシステム）等が実際の処理の一部又は全部を行う場合も含まれることは言うまでもない。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれてもよい。この場合には、書き込まれたプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行ってもよい。

本発明の第１の実施の形態に係るネットワークの構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る無線端末装置群のシーケンスを示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係るアクセスポイントの管理テーブルの例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る無線端末装置の動作フローを示した図である。 本発明の第１の実施の形態において用いるＢｅａｃｏｎ情報を示した図である。 本発明の第１の実施の形態に係るアクセスポイント装置の動作フローを示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係るタイムチャートを示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るネットワークの構成を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る無線端末装置群のシーケンスを示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るタイムチャートを示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る無線端末装置の動作フローを示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るアクセスポイント装置の動作フローを示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る無線端末装置から発信されるデータ転送要求を説明する図である。 本発明の第２の実施の形態に係るアクセスポイント装置から発信されるデータ転送中止命令を説明する図である。 本発明の実施の形態に係る無線端末装置のブロック図である。 本発明の実施の形態に係るアクセスポイント装置のブロック図である。 インフラストラクチャネットワークの従来例を説明する図である。 アドホックネットワークの従来例を説明する図である。

符号の説明

１０１ アクセスポイント装置（ＡＰ）
１０２ パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
１０３ デジタルカメラ（ＳＴＡ１）

Claims (3)

1. 異なる無線通信方式を有する複数の無線端末装置群によって構成されているネットワーク環境における無線通信システムおいて、
   複数の無線端末群の内の任意の無線端末装置による任意の通信方式による通信を行う場合、前記任意の通信方式による通信を行っている間は、前記任意の通信方式以外の通信方式を有する無線端末群による通信を止める手段と、
   前記任意の通信方式による通信終了後に、前記任意の通信方式以外の通信方式を有する無線端末群による通信を再開させる手段とを備えることを特徴とする無線通信システム。
2. 異なる無線通信方式を有する複数の無線端末装置群によって構成されているインフラストラクチャネットワーク環境において、異なる２つ以上の無線通信方式に対応している無線端末装置であって、
   対応している無線通信方式の内から、選択した無線通信方式で通信を開始させる該無線端末装置は、データ転送を行う無線通信方式に関する情報を含めたデータ転送要求を作成する手段と、
   無線ネットワーク上の全ての無線端末群が復調できる通信方式で変調したデータ転送要求をアクセスポイント装置に対して送信する手段とを備えることを特徴とする無線端末装置。
3. 前記アクセスポイント装置から発信された確認応答を受信する手段と、
   前記確認応答を受信すると事前に選択しておいた無線ネットワーク上の全ての無線端末群が復調できない可能性のある通信方式で変調したデータ通信を開始する手段とを備えることを特徴とする請求項２に記載の無線端末装置。

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