JP2010233082A - 無線装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ネットワークに接続可能な領域を簡便に拡大することができる。
【解決手段】第１無線基地局と接続する無線装置であって、前記第１無線基地局から、同期信号を受信する受信手段１０と、前記第１無線基地局からの前記同期信号を受信可能な第１領域以外を少なくとも含む第２領域に対して、前記同期信号を送信する送信手段１０とを備え、前記同期信号を送信した後であって、前記第１無線基地局から指定された期間、前記受信手段１０は、前記第１無線基地局との接続を要求する接続要求フレームの受信を待ち受け、他の無線装置から前記接続要求フレームを受信した場合に、前記送信手段１０は、前記接続要求フレームを前記無線基地局へ送信することを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、無線通信に関するものである。

他の論理ネットワークからの干渉を検出した端末が、自身が接続する論理ネットワークと他の論理ネットワークとを統合した論理ネットワークの基地局となり、通信エリアを拡大する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。しかし、特許文献１に開示される技術では、いずれの端末が統合後の論理ネットワークの基地局となるかの設定が煩雑であり、また、各論理ネットワークに接続する端末が各々基地局となりえる機能を有していなければならない。

また、無線基地局の無線通信エリアの圏外に移動した端末が、その無線通信エリアの圏内に存在する他の端末に、基地局からのデータを中継させ、実質的に通信エリアを拡大する技術も提案されている。（例えば、特許文献２）しかしながら、特許文献２に開示される技術では、中継する端末がパワーセーブモードとなっている場合、指向性を基地局へ向けている場合などを考慮しておらず、また、基地局、中継する端末の設定が煩雑となる。

特開２００６−１３５９４３号公報 特開２００８−２７１５２３号公報

本発明は、上記を鑑みてなされたものであって、ネットワークに接続可能な領域を簡便に拡大することができる無線装置および方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の実施形態に係る無線装置は、第１無線基地局と接続する無線装置であって、前記第１無線基地局から、同期信号を受信する受信手段と、前記第１無線基地局からの前記同期信号を受信可能な第１領域以外を少なくとも含む第２領域に対して、前記同期信号を送信する送信手段とを備え、前記同期信号を送信した後であって、前記第１無線基地局から指定された期間、前記受信手段は、前記第１無線基地局との接続を要求する接続要求フレームの受信を待ち受け、他の無線装置から前記接続要求フレームを受信した場合に、前記送信手段は、前記接続要求フレームを前記無線基地局へ送信することを特徴とする。

本発明によれば、ネットワークに接続可能な領域を簡便に拡大することができる。

本発明の第１の実施形態に係る無線システムを示す図。 本発明の第１の実施形態に係る無線装置の構成を示すブロック図。 同期信号の送信タイミングを示す図。 本発明の第１の実施形態に係る無線システムの動作を示すシーケンス図。 本発明の第１の実施形態の変形例５に係る無線システムを示す図。

以下、本発明の実施形態について説明する。無線ＬＡＮ規格ＩＥＥＥ８０２．１１を例に説明するが、ＩＥＥＥ８０２．１１規格の無線通信方式に限定するものではなく、無線通信方式全般に適用できる。ＭＡＣ層のアクセス制御方式は、集中制御方式であるポーリング方式を例に説明するが、分散制御方式として代表的なＣＳＭＡ／ＣＡ方式など、その他、無線通信方式全般に適用できる。なお、無線基地局（アクセスポイント）をＡＰと記載し、無線装置および無線端末をＳＴＡと記載する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る無線システムを示す図である。なお、点線の円は、円の中心に存在する無線装置が送信する電波を受信可能な領域（以下、通信エリア）を示す。図１の例では、各無線装置は、電波の指向性を全方向としているが、特定方向としても良い。

無線システムは、親ＡＰ１と、ＳＴＡ１と、ＳＴＡ２と、ＳＴＡ３と、子ＡＰ１と、ＳＴＡａと、ＳＴＡｂと、ＳＴＡｘとを有する。親ＡＰ１とＳＴＡ１〜３と子ＡＰ１とＳＴＡａ、ｂとは、１つのネットワーク（たとえば、ＢＳＳ：Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ）を構成する。親ＡＰ１は、ＳＴＡ１〜３、子ＡＰ１と直接接続する。ＳＴＡ１〜３は、親ＡＰ１を介して互いに通信する。子ＡＰ１は、ＳＴＡａ、ｂと直接接続する。ＳＴＡａ、ｂは、子ＡＰ１を介して互いに通信する。ＳＴＡａ、ｂは、子ＡＰ１および親ＡＰ１を介して、ＳＴＡ１〜３と通信する。ＳＴＡｘは、いずれのネットワークにも属していない。ＳＴＡｘの送信する電波は、ＳＴＡ１のみ受信可能で、親ＡＰ１は受信不可である。

図２は、第１の実施形態に係る無線装置ＳＴＡ１の構成を示すブロック図である。なお、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３、子ＡＰ１の構成も同様である。

ＳＴＡ１は、送受信部１０と、通信制御部２０と、モード切替部３０と、子AP機能部４０と、同期信号記憶部５０とを備える。

送受信部１０は、無線信号の送信、受信を行う。送受信部１０は、無線信号を送信および受信する際に、指向性を制御する。送受信部１０は、電波を特定方向あるいは全方向へ送信する。送受信部１０は、特定方向あるいは全方向からの電波を受信する。

通信制御部２０は、通信全般、例えば送受信部１０を制御する。

子AP機能部４０は、子ＡＰの機能に関する処理を行う。子APとは、ある端末（たとえば、STAｘ）のAPとして動作するとともに、ある基地局（たとえば、親AP１）のSTAとして動作する無線装置を言う。また、親APとは、上記のような子APをSTAとして収容する機能を有し、STAとして接続している端末と子APの配下のSTAすべてを制御する機能を有している。

同期信号記憶部５０は、親ＡＰ１からの同期信号に記載された情報を記憶する。同期信号は、アクセスポイント（例えば、親ＡＰ１など）が同期をとるために定期的に送信する信号である（例えば、Ｂｅａｃｏｎ信号など）。

モード切替部３０は、アクセスポイント（親ＡＰ１など）に接続する端末のモードで動作するか、ステーション（ＳＴＡｘなど）を収容する子ＡＰのモードで動作するかを切り替える。

なお、親ＡＰ１の構成は、子AP機能部４０の代わりに、親ＡＰ機能部を有する点以外は、ＳＴＡ１の構成と同様である。親ＡＰ機能部は、親ＡＰの機能に関する処理を行う。親ＡＰ機能部は、子APの配下のSTAを含む接続中の多数のＳＴＡの情報と、各ＳＴＡに対するスケジューリング期間の割り当て処理を行い、割り当てた情報を保持、管理し、スケジューリング情報に基づいた送受信の指示などを行う。

図３は、第１の実施形態に係る無線システムの動作の一例を示す図である。図４は、第１の実施形態に係る無線システムの動作を示すシーケンス図である。図４に示す方法で、ＳＴＡｘはＳＴＡ１と接続し、親ＡＰ１のネットワークに収容される。

まず、親ＡＰ１とＳＴＡ１〜３は、同一ネットワークを構成しており、互いに通信可能な状態にある。親ＡＰ１は、直接接続中のＳＴＡ１〜３、子ＡＰ１のうち、親ＡＰ１の通信エリアの端に位置する端末（以下、セルエッジ端末）を選択する。親ＡＰ１は、電波の受信強度が閾値以下の端末をセルエッジ端末として選択する。親ＡＰ１は、セルエッジ端末（ＳＴＡ１）に対して、セルエッジ端末として選択したことを通知し、同期信号の転送処理を行うことを指示するセルエッジ通知信号を送信する。

親ＡＰ１は、定期的に同期信号を送信する。親ＡＰ１は、同期信号に、セルエッジ端末に転送処理が必要である旨のフラグ（以下、転送フラグ）と、同期信号を転送するための期間（以下、転送期間）と、親ＡＰ１への接続を要求するための接続要求信号（たとえば、Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔなど）を待ち受ける期間（以下、待ち受け期間）とを記載する。親ＡＰ１は、同期信号をネットワーク内へ送信する（ステップＳ１０１）。親ＡＰ１は、少なくとも“転送期間”と”待ち受け期間”の間、通信を行うことができないため、パワーセーブモード（少なくとも送受信部１０への電力供給を停止するモード）ととなり、消費電力を低減する。”待ち受け期間”の間、親ＡＰ１も接続要求信号の受信待ちを行う場合は、起動しておいてもよい。

ＳＴＡ１〜３は、親ＡＰ１から、同期信号を受信する（ステップＳ１０２）。ＳＴＡ２、３は、セルエッジ端末でないため、同期信号の転送処理は行わない。ＳＴＡ１は、同期信号の転送処理を行う。なお、ＳＴＡ１は、バッテリー残量が閾値以下の場合に同期信号を転送しなくてもよい。このとき、ＳＴＡ１は、同期信号の転送を拒否する旨を親ＡＰ１へ通知しても良い。

ＳＴＡ１の通信制御部２０は、同期信号に転送フラグが記載されている場合に、同期信号に記載された情報を同期信号記憶部５０に記憶し、ＳＴＡ１のMACアドレスを記載した同期信号を作成する。

次に、ＳＴＡ１の通信制御部２０は、”転送期間”に、同期信号を送信する（ステップＳ１０３）。ＳＴＡ１の通信制御部２０は、親ＡＰ１の通信エリア以外を少なくとも含むエリアへ、同期信号を送信する。ＳＴＡ１の通信制御部２０は、同期信号を送信する際に、電波を全方向（オムニ）に向けて送信する。ＳＴＡ１の通信制御部２０は、親ＡＰ１の方向とは異なる方向に電波の指向性を向けてもよい。そして、ＳＴＡ１の通信制御部２０は、同期信号を転送した後、”待ち受け期間”に、接続要求信号の受信の待ち受けを行う。なお、”待ち受け期間”中に接続要求信号を受信しない場合、ＳＴＡ１は、再度、親ＡＰ１へ送受信の指向性を向け、通常の通信状態に戻る。但し、送受信の指向性は必ずしも親AP１へ向ける必要はない。

ＳＴＡｘは、電源が入れられた場合など、ＡＰと接続するために同期信号のスキャンを開始する（ステップＳ１０４）。ＳＴＡｘがスキャンしている期間中に、ＳＴＡ１が同期信号を転送したとき、ＳＴＡｘは、同期信号を受信する（ステップＳ１０５）。ＳＴＡｘは、同期信号に記載された情報から、親ＡＰ１からの同期信号がＳＴＡ１によって転送されたことを把握する。

次に、ＳＴＡｘは、同期信号に記載された情報を元に、親ＡＰ１のネットワークによる収容を要求するか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ＳＴＡｘは、同期信号に親ＡＰ１のネットワークに接続する端末のアドレスのリストが記載されている場合には、接続を希望する端末のアドレスがリストに含まれているか否かで、親ＡＰ１のネットワークによる収容を要求するか否かを判定してもよい。ＳＴＡｘは、同期信号に、インターネット等の外部ネットワークへの接続有無が記載されている場合には、外部ネットワークへの接続の有無に応じて、親ＡＰ１のネットワークによる収容を要求するか否かを判定してもよい。ＳＴＡｘは、同期信号の受信電力が閾値以上か否かで、親ＡＰ１のネットワークによる収容を要求するか否かを判定してもよい。

親ＡＰ１のネットワークに接続すると判定した場合、ＳＴＡｘは、同期信号に記載された”待ち受け期間”中に、ＳＴＡ１へ接続要求信号を送信する（ステップＳ１０７）。接続要求フレームには、ＳＴＡｘが実行するアプリケーション数やアプリケーションが要求する帯域量等の情報を合わせて記載しても良い。

ＳＴＡ１は、ＳＴＡｘから接続要求信号を受信する（ステップＳ１０８）。ＳＴＡ１の通信制御部２０は、”待ち受け期間”中にＳＴＡｘから接続要求信号を受信した場合、ＳＴＡｘの接続を許可するか否かを判定する（ステップＳ１０９）。ＳＴＡ１の通信制御部２０は、親ＡＰ１から割り当てられた帯域量の残りが、ＳＴＡｘ（ＳＴＡｘの実行するアプリケーション）に必要な帯域量以上であれば、接続を許可することとしても良い。ＳＴＡ１の通信制御部２０は、バッテリー残量が閾値以上か否かで、ＳＴＡｘの接続を許可するか否かを判定しても良い。ＳＴＡ１の通信制御部２０は、親ＡＰ１から割り当てられた帯域量をＳＴＡ1が自ら使用し、ＳＴＡｘに必要な帯域量については新たに親ＡＰ１に要求する形をとっても良い。

ＳＴＡｘの接続を許可すると判定した場合、ＳＴＡ１の通信制御部２０は、親ＡＰ１からのポールフレーム等によって送信権を獲得すると、ＳＴＡ１が子ＡＰとなりＳＴＡｘと接続することを通知する切替信号と、ＳＴＡｘを収容することを要求する収容要求信号とを、親ＡＰ１へ送信する（ステップＳ１１０）。なお、親ＡＰ１は、”転送期間”および”待ち受け期間”の間パワーセーブモードであるが、”待ち受け期間”終了後は通常モードとなりＳＴＡ１に収容要求信号を送信させるためＳＴＡ１へ送信権を付与する。

親ＡＰ１は、ＳＴＡ１から、切替信号と収容要求信号とを受信する（ステップＳ１１１）。親ＡＰ１は、ＳＴＡｘを収容するか否か（ＳＴＡ１を子ＡＰへ切り替わらせＳＴＡｘと接続させるか否か）を判定する（ステップＳ１１２）。親ＡＰ１は、現在のネットワークの接続端末数から、接続可能端末の残りに応じて、ＳＴＡｘを収容するか否かを判定しても良い。親ＡＰ１は、接続中の端末に割り当てている帯域量を踏まえ、さらに割り当て可能な帯域量と、ＳＴＡｘが要求する帯域量とを比較して、ＳＴＡｘを収容するか否かを判定しても良い。ＳＴＡｘを収容すると判定した場合には、親ＡＰ１は、ＳＴＡｘの収容するための収容許可信号をＳＴＡ１へ送信する（ステップＳ１１３）。

ＳＴＡ１は、親ＡＰ１から収容許可信号を受信する（ステップＳ１１４）。収容許可信号を受信すると、ＳＴＡ１のモード切替部３０は、端末モードから子ＡＰモードへ切り替える（ステップＳ１１５）。ＳＴＡ１のモード切替部３０は、子AP機能部４０を起動し、子ＡＰの機能についての処理を開始する。子ＡＰの機能についての処理を開始した後、ＳＴＡ１の通信制御部２０は、ＳＴＡｘに対して接続許可信号を送信する（ステップＳ１１６）。ＳＴＡｘは、子ＡＰ（ＳＴＡ１）から接続許可信号を受信する（ステップＳ１１７）。ＳＴＡｘは、接続許可信号から、ＳＴＡ１が子ＡＰモードへ変更したことと、ＳＴＡ１と接続したことを把握する。この後、ＳＴＡｘは、子ＡＰ（ＳＴＡ１）および親ＡＰ１を介して、ＳＴＡ１〜３などと通信を行う事が可能となる。

以上の動作によって、親ＡＰ１の通信エリア外に位置する端末を、親ＡＰ１のネットワークに収容でき、親ＡＰ１のネットワークと接続可能な領域を簡便に拡大できる。セルエッジ端末を子ＡＰの候補とすることで、親ＡＰ１のネットワークと接続可能な領域を拡大するのに適したＳＴＡを簡便に選択できる。セルエッジ端末のバッテリー残量が閾値以上か未満かに応じてセルエッジ端末が子ＡＰになるか否かを判定することで、通信を継続することができる期間を踏まえて親ＡＰ１のネットワークと接続可能な領域を拡大することができる。

なお、図４では、親ＡＰ１がセルエッジ端末を同期信号を転送する前に選択して指定しておくものとしたが、同期信号にセルエッジ端末のアドレスを記載するフィールド（以下、セルエッジフィールド）を設け、親ＡＰ１が送信する同期信号（ステップＳ１０１）に、セルエッジ端末のＭＡＣアドレスを記載しても良い。また、親ＡＰ１が、親ＡＰ１に接続する端末のアドレスを順番にセルエッジフィールドに記載して、同期信号を送信しても良い。また、セルエッジフィールドを設けず、全端末が同期信号を転送するものとし、同期信号に転送要求ビットを設け、転送する対象となる同期信号送信時に該当ビットを立てる事で、全端末に同期信号の転送を指示する方法を取っても良い。このようにすることで、セルエッジ端末を選択する処理を省略しつつ、親ＡＰ１のネットワークと接続可能な領域を拡大することができる。

次に、ＳＴＡｘのステップＳ１０４、Ｓ１０５における動作の詳細を説明する。
ＳＴＡｘは、ユーザあるいは機器のタイマー等によって電源が入り起動する。ＳＴＡｘは、起動した後、ユーザによって入力されるか、メモリなどから読み出すことでＳＳＩＤやセキュリティの鍵情報などが設定される。

次に、ＳＴＡｘは、設定されたＳＳＩＤと一致するＳＳＩＤを有するネットワークをスキャン（探索）する（ステップＳ１０４）。設定されたＳＳＩＤと一致するＳＳＩＤが記載された同期信号をＡＰから受信した場合、ＳＴＡｘは、その同期信号の送信元であるＡＰとの接続処理を行う。同期信号をＡＰから受信しなかったが、ＳＴＡ１によって転送された同期信号を受信した場合（ステップＳ１０５）、ＳＴＡｘは、ＳＴＡ１へ接続要求を送信し、親ＡＰ１のネットワークによる収容を要求するか否かを判定する（ステップＳ１０６）。なお、スキャンを所定回数行っても、同期信号をまったく受信できない場合は、ＳＴＡｘは、ＡＰとなってネットワークを開始する。

次に、ＳＴＡ１のステップＳ１０２、Ｓ１０３における動作の詳細を説明する。
まず、ＳＴＡ１の送受信部１０は、親ＡＰ１から、セルエッジ通知信号を受信する。ＳＴＡ１の通信制御部２０は、セルエッジ通知信号を受信すると、セルエッジ端末としての機能（同期信号を転送する機能、同期信号の情報を同期信号記憶部５０に記憶する機能）を有効にする。

次に、ＳＴＡ１の送受信部１０は、親ＡＰ１から同期信号を受信する（ステップＳ１０２）。ＳＴＡ１の通信制御部２０は、同期信号に転送フラグが記載されていることを確認し、同期信号に記載された情報を同期信号記憶部５０に書き込む。ＳＴＡ１の通信制御部２０は、同期信号に記載された“転送期間”と、“待ち受け期間”とを示す情報を取得する。”転送期間”と、”待ち受け期間”は、同期信号の受信が完了した時刻からの相対値、又は、同期信号を用いて親ＡＰ１と同期処理を行う時刻情報の絶対値などで指定される。ＳＴＡ１の通信制御部２０は、同期信号の受信が完了した時刻からタイマーを起動する。

“転送期間”が開始したタイミングで、ＳＴＡ１の通信制御部２０は、同期信号記憶部５０に記憶した情報とＳＴＡ１のアドレスとを記載した同期信号を、ＳＴＡ１が送信可能なすべての方向に対して（例えば、オムニ）で、同期信号の送信を開始する（ステップＳ１０３）。

“待ち受け期間”が開始したタイミングで、ＳＴＡ１の通信制御部２０は、電波を受信する方向（指向性）を、親ＡＰ１の方向から、ＳＴＡ１が受信可能なすべての方向（例えば、オムニ）として、接続要求信号の待ち受けを開始する。

“待ち受け期間”が終了したものの接続要求信号を受信しなかった場合には、ＳＴＡ１の通信制御部２０は、電波を受信する方向（指向性）を、ＳＴＡ１が受信可能なすべての方向から、親ＡＰ１の方向へ変更する。なお、ＳＴＡ１の通信制御部２０は、オムニでの送受信を継続しても良い。

（変形例１）
第１の実施形態では、ＳＴＡｘと通信可能な端末がＳＴＡ１のみであるとした。しかし、ＳＴＡｘが図１に示される位置よりも若干左上方に位置した場合など、ＳＴＡｘと通信可能な端末が複数（ここでは、例として、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２とする）であっても良い。ここで、親ＡＰ１は、ＳＴＡ１およびＳＴＡ２をセルエッジ端末として選択し、ＳＴＡ１およびＳＴＡ２に対して、セルエッジ通知信号を送信したものとする。

親ＡＰ１は、同期信号に、転送フラグを記載する場合には、“待ち受け期間”のほかに、ＳＴＡ１が同期信号を送信する期間である“ＳＴＡ１用の転送期間”と、ＳＴＡ２が同期信号を送信する期間である“ＳＴＡ２用の転送期間”とを記載する。なお、“ＳＴＡ１用の転送期間”と“ＳＴＡ２用の転送期間”とは、重複しない。

このようにすることで、ＳＴＡ１がＳＴＡ１のアドレスを記載した同期信号を“ＳＴＡ１用の転送期間”に送信し、ＳＴＡ２がＳＴＡ２のアドレスを記載した同期信号を“ＳＴＡ２用の転送期間”に送信することになり、互いの衝突を回避することができる。

なお、ＳＴＡ１及びＳＴＡ２からの同期信号の送信が、指向性送信又は端末配置から勘案して空間上で分離できる場合には、“ＳＴＡ１用の転送期間”と“ＳＴＡ２用の転送期間”とは同一であっても良い。

ＳＴＡｘは、ＳＴＡ１およびＳＴＡ２から、それぞれのアドレスが記載された同期信号を受信することになる（ステップＳ１０５）。ＳＴＡｘは、同期信号の受信電力の大きい方に対して、接続要求信号を送信する（ステップＳ１０７）。なお、ＳＴＡｘは、ＳＴＡ１とＳＴＡ２に対し、バッテリー残量を問い合わせ、バッテリーの残量の大きい方と接続しても良い。また、ＳＴＡｘは、複数の端末から送信された同期信号がそれぞれ閾値以上である場合に、複数の端末のバッテリー残量を問い合わせ、バッテリーの残量の大きい方と接続することとしても良い。

このようにすることで、新たに親ＡＰ１のネットワークに接続するＳＴＡｘとの通信品質が一定以上であって、バッテリー残量が大きくこれから通信を継続することができる期間が長い端末を、子ＡＰとなる端末として選択することができる。

（変形例２）
第１の実施形態の変形例１では、ＳＴＡｘと通信可能な端末が複数（ここでは、例として、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２とする）である場合に、ＳＴＡ１およびＳＴＡ２は、同期信号に、それぞれのアドレスを記載して同期信号を送信（転送）するものとした（ステップＳ１０３）。

しかし、第１の実施形態の変形例１において、ＳＴＡ１およびＳＴＡ２は、まったく同一の同期信号（例えば、親ＡＰ１から受信した同期信号そのもの）を送信（転送）することができる（ステップＳ１０３）。

親ＡＰ１は、同期信号に、転送フラグを記載する場合に、“待ち受け期間”のほかに、ＳＴＡ１およびＳＴＡ２が同期信号を送信するタイミングである“転送タイミング”とを記載する。

複数のセルエッジ端末（ＳＴＡ１、ＳＴＡ２）は、転送フラグが記載された同期信号を受信した場合は、親ＡＰ１から受信した同期信号そのものを“転送タイミング”に同時に送信する（ステップＳ１０３）。

ＳＴＡｘは、複数のセルエッジ端末（ＳＴＡ１、ＳＴＡ２）から同期信号を同時に受信した場合には、ＳＴＡ１から送信される同期信号と、ＳＴＡ２から送信される同期信号とがまったく同一であるため、双方の同期信号が互いに強め合うダイバーシティ効果によって、その受信特性を向上することができる。

ＳＴＡｘは、親ＡＰ１のネットワークに接続を要求する場合には、親ＡＰ１を宛先として接続要求信号を送信する（ステップＳ１０７）。ＳＴＡ１およびＳＴＡ２は、宛先アドレスは自分自身のアドレスではないが、ＳＴＡｘから親ＡＰ１へ送信された接続要求信号を受信する（ステップＳ１０８）。

そして、ＳＴＡ１およびＳＴＡ２は、それぞれ別個に、ＳＴＡｘを収容するか否かを判定する（ステップＳ１０９）。一方のみが、ＳＴＡｘを収容すると判定した場合は、その後、第１の実施形態と同様の処理が行われる。ＳＴＡ１およびＳＴＡ２が、ＳＴＡｘを収容すると判定した場合は、ＳＴＡ１とＳＴＡ２のうち早く送信権を獲得した一方が、親ＡＰ１へ切替信号と収容要求信号とを送信する（ステップＳ１１０）。ＳＴＡ１とＳＴＡ２のうち早く送信権を獲得した他方は、ＳＴＡ１から親ＡＰ１へ切替信号と収容要求信号との送信がなされた場合に、ＳＴＡｘの収容処理（ステップＳ１１０以降の処理）を中断する。

このようにすることで、親ＡＰ１からの同期信号をダイバーシティ効果を利用して、より広範囲へ送信することができ、また、同期信号のエラーに対する耐性を向上させる事ができる。

（変形例３）
第１の実施形態の変形例２では、親ＡＰ１にセルエッジ端末と指定された端末のみが同期信号の送信（転送）を行うものとした（ステップＳ１０３）。

しかし、第１の実施形態の変形例２において、親ＡＰ１と接続していて、親ＡＰ１からの同期信号を直接受信する端末（ＳＴＡ１〜３、子ＡＰ１）のすべて（以下、全端末）が、まったく同一の同期信号（例えば、親ＡＰ１から受信した同期信号そのもの）を送信（転送）することができる（ステップＳ１０３）。なお、親ＡＰ１に接続する全端末が同期信号を転送するものと予め決めておいてもよく、親ＡＰ１が全端末をセルエッジ端末とするセルエッジ通知信号を送信しても良い。

親ＡＰ１は、同期信号に、転送フラグを記載する場合に、“待ち受け期間”のほかに、全端末が同期信号を送信するタイミングである“転送タイミング”とを記載する。

全端末は、転送フラグが記載された同期信号を受信した場合は、親ＡＰ１から受信した同期信号そのものを“転送タイミング”に同時に送信する（ステップＳ１０３）。なお、ＳＴＡｘは、全端末のうちＳＴＡ１、ＳＴＡ２から送信された同期信号を受信することができる。ＳＴＡｘは、全端末のうちＳＴＡ３、子ＡＰ１から送信された同期信号を受信することはできない。

ＳＴＡｘは、全端末のうちの複数の端末（ＳＴＡ１、ＳＴＡ２）から同期信号を同時に受信した場合には、ＳＴＡ１から送信される同期信号と、ＳＴＡ２から送信される同期信号とがまったく同一であるため、双方の同期信号が互いに強め合うダイバーシティ効果によって、その受信特性を向上することができる。

ＳＴＡｘは、ＳＴＡ１およびＳＴＡ２から、送信元が親ＡＰ１とされた同期信号を受信することになる（ステップＳ１０５）。ＳＴＡｘは、親ＡＰ１のネットワークへの接続を要求する場合には（ステップＳ１０６）、親ＡＰ１へ接続要求信号を送信する。

全端末（ここでは、特にＳＴＡ１、ＳＴＡ２）は、親ＡＰ１を宛先とする接続要求信号、およびその送達確認信号（例えば、Ａｃｋなど）の受信を試みる（観測する）。全端末は、親ＡＰ１を宛先とする接続要求信号、およびその送達確認信号が受信できた場合には、親ＡＰ１が接続要求を受け付けたことを把握できる。一方、全端末は、親ＡＰ１を宛先とする接続要求信号を複数回受信でき、その送達確認信号がまったく受信できない場合であって、かつ、接続要求信号の再送回数が閾値以上となった場合には、親ＡＰ１に変わって、親ＡＰ１を宛先とする接続要求信号に対する送達確認信号を、ＳＴＡｘへ送信する。以降、第１の実施形態の変形例２と同様に、ＳＴＡ１は処理（ステップＳ１０９、Ｓ１１０など）を進める。

このようにすることで、親ＡＰ１は、セルエッジ端末を選択しなくても、親ＡＰ１の通信エリア外に位置する端末を、親ＡＰ１のネットワークに収容でき、親ＡＰ１のネットワークと接続可能な領域を簡便に拡大できる。

（変形例４）
第１の実施形態では、セルエッジ端末（ＳＴＡ１）が同期信号を送信（転送）した場合（ステップＳ１０３）に、ＳＴＡｘがスキャン中（ステップＳ１０４）であるものとした。しかし、ＳＴＡｘにまだ電源が入っておらず、スキャンを開始していない場合もある。

この場合、ＳＴＡ１は、同期信号を送信し（ステップＳ１０３）、その後、“待ち受け期間”、接続要求信号の待ち受けたとしても、ＳＴＡｘから接続要求信号を受信することはない。

しかし、その後所定期間が経過し、ＳＴＡ１が、ＳＴＡｘから接続するＡＰを探索するための探索信号（Ｐｒｏｂｅ Ｒｅｑｕｅｓｔ）を受信したものとする。この場合、ＳＴＡ１の通信制御部２０は、同期信号記憶部５０に記憶された情報を用いて、以前に親ＡＰ１から受信した同期信号を作成し、ＳＴＡ１が送信権を獲得した時にＳＴＡｘへ送信する。以降、第１の実施形態と同様の処理（ステップＳ１０９以降）がなされる。

このようにすることで、たとえ、ＳＴＡｘが“転送期間”にスキャン中でなかったとしても、ＳＴＡｘが探索信号を送信することで、親ＡＰ１のネットワークと接続可能な領域を簡便に拡大できる。

（変形例５）
第１の実施形態では、親ＡＰ１、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡｘが、電波を全方向に対して（オムニ）送信できる例を説明した。しかし、親ＡＰ１、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡｘは、電波を全方向に対して（オムニ）送信することや、全方向から電波を（オムニ）受信することができなくても良い。

図５は、親ＡＰ１、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡｘの配置を示す図である。

親ＡＰ１、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２は、特定方向からの電波を受信し、特定方向へ電波を送信する。親ＡＰ１、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２は、特定方向を４分割した領域（セクタ）の少なくとも１つに対して、送信及び受信の電波の指向性を絞ることができる。親ＡＰ１が１番のセクタに指向性を向けているときに、ＳＴＡ２が４番のセクタに指向性を向けていれば、親ＡＰ１とＳＴＡ２との間で通信することができる。しかし、親ＡＰ１が１番のセクタに指向性を向けているときに、ＳＴＡ２が１〜３番のセクタに指向性を向けていれば、親ＡＰ１とＳＴＡ２との間で通信はできない。親ＡＰ１が４番のセクタに指向性を向けているときに、ＳＴＡ１が１番のセクタに指向性を向けていれば、親ＡＰ１とＳＴＡ２との間で通信することができる。しかし、親ＡＰ１が４番のセクタに指向性を向けているときに、ＳＴＡ１が２〜４番のセクタに指向性を向けていれば、親ＡＰ１とＳＴＡ１との間で通信はできない。親ＡＰ１が、２、３番のセクタに指向性を向けているときは、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２とは通信できない。ＳＴＡ１が少なくとも３番のセクタに指向性を向けて電波を送信すれば、ＳＴＡｘは電波を受信できる。

図５の通り、親ＡＰ１、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡｘが配置され、送受信可能な範囲が制限されたとしても、第１の実施形態および第１の実施形態の変形例１〜３で説明した方法によって、親ＡＰ１のネットワークと接続可能な領域を簡便に拡大できる。

親ＡＰ１は、１〜４番目のセクタのうち、端のセクタ（１、４番目のセクタ）で通信する無線端末（ＳＴＡ１、ＳＴＡ２）をセルエッジ端末として選択する。親ＡＰ１は、１〜４番目のセクタのうち、中央のセクタ（２、３番目のセクタ）で通信する無線端末であっても、信号の受信電力が閾値以下である端末をセルエッジ端末として選択する。なお、親ＡＰ１の通信制御部２０は、各端末とその指向性情報とを管理し、ＳＴＡ１との送受信には４番目のセクタを使用し、ＳＴＡ２との通信には１番目のセクタを使用する事を管理している。

ＳＴＡ１、ＳＴＡ２は、親ＡＰ１からセルエッジ通知信号を受信することなく、自身がセルエッジ端末か否かを判定することができる。ＡＰは、送信可能な１番から４番までのセクタへ電波の指向性を順次向けながら、周期的に同期信号を送信する。この同期信号には、親ＡＰ１が有する無線の指向性のセクタ数と、送信に用いられたセクタ番号とが記載される。そのため、ＳＴＡ１、ＳＴＡ２は、親ＡＰ１から同期信号を受信すれば、接続している親ＡＰ１の無線の指向性のセクタ数と、自身が受信可能なセクタの番号を把握する事ができる。ＳＴＡ１、ＳＴＡ２は、親ＡＰ１のセクタのうち、端のセクタに位置する場合に、自身がセルエッジ端末であると判定する。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

ＳＴＡ１、ＳＴＡ２、ＳＴＡ３、ＳＴＡｘ・・・無線装置
ＡＰ１・・・無線基地局
１０・・・送受信部
２０・・・通信制御部
３０・・・モード切替部
４０・・・子AP機能部
５０・・・同期信号記憶部

Claims (10)

1. 第１無線基地局と接続する無線装置であって、
   前記第１無線基地局から、同期信号を受信する受信手段と、
   前記第１無線基地局からの前記同期信号を受信可能な第１領域以外を少なくとも含む第２領域に対して、前記同期信号を送信する送信手段とを備え、
   前記同期信号を送信した後であって、前記第１無線基地局から指定された期間、前記受信手段は、前記第１無線基地局との接続を要求する接続要求フレームの受信を待ち受け、
   他の無線装置から前記接続要求フレームを受信した場合に、前記送信手段は、前記接続要求フレームを前記無線基地局へ送信することを特徴とする無線装置。
2. 前記第１無線基地局と接続しておらず前記接続要求フレームを送信した前記他の無線装置と接続する接続手段をさらに備え、
   前記他の無線装置と接続していて、前記第１無線基地局から前記他の無線装置宛ての第１フレームを受信した場合、前記第１フレームを前記他の無線装置へ送信し、
   前記他の無線装置と接続していて、前記他の無線装置から前記第１無線基地局宛ての第２フレームを受信した場合に、前記第２フレームを前記第１無線基地局へ送信することを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
3. バッテリーの残量が閾値以下の場合は、前記受信手段が前記接続要求フレームを受信した場合であっても、前記送信手段は、前記接続要求フレームを前記無線基地局へ送信しないことを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
4. 前記第１無線基地局から送信された前記同期信号は、前記無線装置のみならず、第２無線装置にも受信されていて、
   前記第１無線基地局から、前記無線装置が前記同期信号を送信する時刻を第１時刻と指定され、
   前記第１無線基地局から、前記第２無線装置が前記同期信号を送信する時刻を第２時刻と指定され、
   前記第１時刻と前記第２時刻は異なっていて、
   前記送信手段は、前記第１時刻に、前記同期信号を送信することを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
5. 前記第１無線基地局から送信された前記同期信号は、前記無線装置のみならず、第２無線装置にも受信されていて、
   前記第１無線基地局から、前記無線装置が前記同期信号を送信する時刻を第１時刻と指定され、
   前記第１無線基地局から、前記第２無線装置が前記同期信号を送信する時刻を第２時刻と指定され、
   前記第１時刻と前記第２時刻は同時刻であって、
   前記送信手段は、前記第１時刻に、前記同期信号を送信し、
   前記送信手段によって送信される同期信号と、前記第２無線装置によって送信される同期信号との送信元アドレスには、双方ともに、前記第１無線基地局のアドレスが設定されることを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
6. 前記受信手段が前記他の無線装置から前記接続要求フレームを受信した場合に、前記送信手段は、前記第１無線基地局に対して、前記接続要求フレームと、前記無線装置を第２の無線基地局へ切り替える切替要求フレームとを送信し、
   前記接続手段は、前記他の無線装置と接続することを特徴とする請求項３に記載の無線装置。
7. 前記他の無線装置による前記第１無線基地局宛ての接続要求フレームを再送回数が閾値を超えた場合に、前記送信手段は、前記第１無線基地局に対して、前記接続要求フレームと、前記無線装置を第２の無線基地局へ切り替える切替要求フレームとを送信し、
   前記接続手段は、前記他の無線装置と接続することを特徴とする請求項３に記載の無線装置。
8. 前記他の無線装置との接続を行うことを決定した場合であっても、前記送信手段が前記接続要求フレームと前記切替要求フレームとを送信する前に、第２無線装置が前記他の無線装置と接続した場合に、前記送信手段は、前記接続要求フレームと前記切替要求フレームとを送信しないことを特徴とする請求項６に記載の無線装置。
9. 送受信する電波の指向性を制御する制御手段をさらに備え、
   前記受信手段が前記接続要求フレームの受信を待ち受ける場合に、前記制御手段は、電波の指向性を全方向とすることを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
10. 第１無線基地局と接続する無線装置の通信方法であって、
    前記第１無線基地局から、同期信号を受信し、
    前記第１無線基地局からの前記同期信号を受信可能な第１領域以外を少なくとも含む第２領域に対して、前記同期信号を送信し、
    前記同期信号を送信した後であって前記第１無線基地局から指定された期間、前記第１無線基地局との接続を要求する接続要求フレームの受信を待ち受け、
    他の無線装置から前記接続要求フレームを受信した場合に、前記接続要求フレームを前記無線基地局へ送信することを特徴とする無線装置の通信方法。

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