JP2011211367A - 無線通信システムにおける無線中継装置及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【目的】基地局との接続が遮断された際の中継局切り替え時における接続不良を抑制することが可能な無線通信システムにおける無線中継装置及び無線通信方法を提供することを目的とする。
【構成】複数の通信端末と、基地局との間の無線通信を複数の無線中継装置を介して実行する無線通信システムにおいて、各無線中継装置内に、無線中継装置同士の通信を担う第１の無線送受信部と、通信端末との通信を担う第２の無線送受信部と、基地局との通信を担う第３の無線送受信部とを設ける。無線中継装置及び基地局間の通信状態が良好な場合には、通信端末及び基地局間の通信をこの無線中継装置内の第２及び第３の無線送受信部を介して行う。ここで、無線中継装置及び基地局間の通信が遮断した場合には、通信遮断状態になった無線中継装置に搭載されている第１の無線送受信部によって周辺の無線中継装置各々の内の１の無線中継装置との間で通信を確立させることにより、この１の無線中継装置を中継させて基地局との間の通信接続を行う。
【選択図】図４

Description

本発明は、中継局を介して無線通信を行う無線通信システムに関し、特に、かかる無線通信システムで用いられる無線中継装置及び無線通信方法に関するものである。

現在、各クライアントが所持する無線通信端末（以下、クライアント端末と称する）と、各クライアント端末に対して各種情報の提供を行う基地局との通信を、移動する無線中継局を介して行うようにした移動無線通信システムが提案されている（例えば、特許文献１の図１参照）。

かかる移動無線通信システムでは、無線中継局を複数の移動体（車両等）に搭載して移動させつつ、この移動中の無線中継局によって、基地局から受信した情報データをクライアント端末に無線中継すると共に、クライアント端末側からの情報データを基地局側に無線中継するようにしている。ここで、上記した移動無線通信システムでは、クライアント端末と無線中継局間で通信が確立している際に、この無線中継局が中継範囲外のエリアに移動してしまった場合には、自動的に他の無線中継局に切り替わるようになっている。

しかしながら、中継不能状態となった無線中継局を他の無線中継局に切り替える際に、その接続切り替えに失敗する場合があった。

特開２００４−２９７４４５号公報

本発明は、かかる問題を解決すべく為されたものであり、基地局との通信が遮断された際の中継局切り替え時における接続不良を抑制することが可能な無線通信システムにおける無線中継装置及び無線通信方法を提供することを目的とする。

本発明による無線通信システムにおける無線中継装置は、複数の無線中継装置を介して複数の通信端末と基地局との間の無線通信を行う無線通信システムにおける無線中継装置であって、他の無線中継装置との間の通信を担う第１の無線送受信部と、前記通信端末との間の通信を担う第２の無線送受信部と、前記基地局との間の通信を担う第３の無線送受信部と、前記基地局との間の通信状態が良好な状態にある場合には前記第２及び第３の無線送受信部によって前記通信端末及び前記基地局間の通信を行う一方、前記基地局との間の通信が遮断された状態にある場合には、前記第１の無線送受信部によって周辺の前記無線中継装置各々の内の１の無線中継装置との間で通信を確立させることにより前記１の無線中継装置を介して前記基地局との間の通信を行わせるべく前記第１及び第２の無線送受信部を制御する通信制御部と、を有する。

又、本発明による無線通信方法は、複数の無線中継装置を介して複数の通信端末と基地局との間の無線通信を行う無線通信方法であって、前記無線中継装置各々の内で前記基地局との間の通信が良好な状態にある無線中継装置では、他の無線中継装置との間の通信を担う第１の無線送受信部、前記通信端末との間の通信を担う第２の無線送受信部及び前記基地局との間の通信を担う第３の無線送受信部の内の前記第２及び第３の無線送受信部によって前記通信端末及び前記基地局間の通信を行い、前記無線中継装置各々の内で前記基地局との間の通信が遮断した状態にある無線中継装置では、前記第１の無線送受信部によって周辺の前記無線中継装置各々の内の１の無線中継装置との間で通信を確立させることにより前記１の無線中継装置を介して前記基地局との間の通信を行う。

本発明においては、無線中継装置同士の通信を行う為の第１の無線送受信部、通信端末との通信を行う為の第２の無線送受信部、及び基地局との通信を担う第３の無線送受信部を備えた無線中継装置と基地局との間の通信状態が良好な場合には、通信端末及び基地局間の通信を第２及び第３の無線送受信部を介して行う。ここで、無線中継装置及び基地局間の通信が遮断した場合には、通信が遮断状態になった無線中継装置に搭載されている第１の無線送受信部によって、周辺の無線中継装置各々の内の１の無線中継装置との間で通信を確立させることにより、この１の無線中継装置を中継させて基地局との間の接続を維持させるようにしている。この際、通信遮断時において為される無線中継装置同士の通信を、通信端末との通信を担う第２の無線送受信部とは別に設けた第１の無線送受信部によって行うので、基地局との通信を担う無線中継装置を他の無線中継装置に切り替える際の接続不良を抑制させることが可能となる。

本発明による無線中継装置を含む無線通信システムの概要を示す図である。 図１に示されるＷｉＦｉ端末２に含まれている通信処理部の構成を示す図である。 図１に示されるＷｉＭＡＸ基地局３に含まれている通信処理部の構成を示す図である。 図１に示されるＷｉＦｉ−ＷｉＭＡＸゲートウェイ１の内部構成を示す図である。 データ送信先リストの一例を示す図である。 ［通常通信モード］での通信動作の一例を示す図である。 第１中継転送処理ルーチンを示す図である。 第２中継転送処理ルーチンを示す図である。 ［中継転送モード］での通信動作の一例を示す図である。 アドホックモード及びインフラストラクチャーモードを利用して周辺のゲートウェイ１を検出する場合にデータ送信先制御部１０５で実施する周辺ゲートウェイ検出処理ルーチンを示す図である。

本発明においては、複数の通信端末と、基地局との間の無線通信を複数の無線中継装置を介して実行する無線通信システムにおいて、各無線中継装置内に、無線中継装置同士の通信を担う第１の無線送受信部と、通信端末との通信を担う第２の無線送受信部と、基地局との通信を担う第３の無線送受信部とを設ける。無線中継装置及び基地局間の通信状態が良好な場合には、通信端末及び基地局間の通信をこの無線中継装置内の第２及び第３の無線送受信部を介して行う。ここで、無線中継装置及び基地局間の通信が遮断した場合には、通信遮断状態になった無線中継装置に搭載されている第１の無線送受信部によって周辺の無線中継装置各々の内の１の無線中継装置との間で通信を確立させることにより、この１の無線中継装置を中継させて基地局との間の接続を行う。

図１は、本発明による無線中継装置を含んだ無線通信システムの概要を示す図である。

図１に示すように、かかる移動無線通信システムは、夫々が無線中性装置としてのＷｉＦｉ−ＷｉＭＡＸゲートウェイ１_１〜１ｎ（ｎは２以上の整数）と、クライアント側の通信端末としてのＷｉＦｉ端末２_１〜２ｍ（ｍは２以上の整数）と、基地局としてのＷｉＭＡＸ基地局３と、を含む。

各ユーザが所有するＷｉＦｉ端末２_１〜２ｍの各々は、ＷｉＦｉ−ＷｉＭＡＸゲートウェイ１_１〜１ｎ各々の内の１との間で、ＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.）８０２．１１に準拠した無線ネットワークプロトコル（以下、ＷｉＦｉ規格と称する）に基づく無線通信を行う。尚、ＷｉＦｉは登録商標である。

図２は、かかるＷｉＦｉ端末２_１〜２ｍ各々に共通に含まれている通信処理部の構成を示す図である。

図２において、無線送信部２１は、送信すべき情報データをＷｉＦｉ規格に基づいて変調した無線信号（以下、ＷｉＦｉ信号と称する）をＷｉＦｉ−ＷｉＭＡＸゲートウェイ１（以下、単にゲートウェイ１と称する）に無線送信する。無線受信部２２は、ゲートウェイ１から送信されたＷｉＦｉ信号を受信し、この受信したＷｉＦｉ信号から情報データの復元を行う。無線制御部２３は、無線送信部２１及び無線受信部２２各々に対する各種送受信制御を行う。

ＷｉＭＡＸ基地局３は、ゲートウェイ１_１〜１ｎ各々との間で、ＷｉＦｉよりも広い通信アリアをサポートするＩＥＥＥ８０２．１６ｅに準拠したＷｉＭＡＸ（World interoperability for microwave access）規格に基づく無線通信を行う。尚、ＷｉＭＡＸは登録商標である。

図３は、かかるＷｉＭＡＸ基地局３に含まれている通信処理部の構成を示す図である。

図３において、無線送信部３１は、送信すべき情報データをＷｉＭＡＸ規格に基づいて変調した無線信号（以下、ＷｉＭＡＸ信号と称する）をゲートウェイ１_１〜１ｎの各々の内の１に無線送信する。無線受信部３２は、ゲートウェイ１から送信されてきたＷｉＭＡＸ信号を受信した場合には、この受信したＷｉＭＡＸ信号から情報データを復元する。無線制御部３３は、無線送信部３１及び無線受信部３２各々に対する各種送受信制御を行う。

ゲートウェイ１_１〜１ｎは、夫々が車両等の移動体に搭載されており、ＷｉＦｉ端末２_１〜２ｍ及びＷｉＭＡＸ基地局３間における無線通信の中継を行う。

図４は、ゲートウェイ１_１〜１ｎ各々に共通に含まれている通信処理部の構成を示す図である。

図４に示すように、各ゲートウェイ１には、ＷｉＦｉ受信部１０１及びＷｉＦｉ送信部１０２からなる第１ＷｉＦｉ無線ＬＡＮ（Local Area Network）ユニットＦ１と、ＷｉＦｉ受信部１０３及びＷｉＦｉ送信部１０４からなる第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２とが含まれている。更に、各ゲートウェイ１には、ＷｉＦｉ制御部ＣＮＴ、ＷｉＦｉ−ＷｉＭＡＸ変換部１０７、ＷｉＭＡＸ制御部１０８、ＷｉＭＡＸ無線送受信部ＭＸ、及びデータ送信先リストメモリ１１１が含まれている。尚、ＷｉＦｉ制御部ＣＮＴは、データ送信先制御部１０５及びＷｉＦｉ接続制御部１０６からなる。又、ＷｉＭＡＸ無線送受信部ＭＸは、ＷｉＭＡＸ受信部１０９及びＷｉＭＡＸ送信部１１０からなる。

図４において、第１ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ１のＷｉＦｉ受信部１０１は、ゲートウェイ１又はＷｉＦｉ端末２から無線送信されたＷｉＦｉ信号を受信し、これを受信ＷｉＦｉ信号ＷＦ１_Ｒとして、ＷｉＦｉ制御部ＣＮＴ及びＷｉＦｉ−ＷｉＭＡＸ変換部１０７に供給する。第１ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ１のＷｉＦｉ送信部１０２は、ＷｉＦｉ−ＷｉＭＡＸ変換部１０７から供給された変換ＷｉＦｉ信号ＷＦ_ＴをＷｉＦｉ信号として、ゲートウェイ１又はＷｉＦｉ端末２に向けて無線送信する。

第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２のＷｉＦｉ受信部１０３は、ゲートウェイ１又はＷｉＦｉ端末２から無線送信されてきたＷｉＦｉ信号を受信し、これを受信ＷｉＦｉ信号ＷＦ２_Ｒとして、ＷｉＦｉ制御部ＣＮＴ及びＷｉＦｉ−ＷｉＭＡＸ変換部１０７に供給する。第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２のＷｉＦｉ送信部１０４は、ＷｉＦｉ−ＷｉＭＡＸ変換部１０７から供給された変換ＷｉＦｉ信号ＷＦ_ＴをＷｉＦｉ信号として、ゲートウェイ１又はＷｉＦｉ端末２に向けて無線送信する。

ＷｉＦｉ制御部ＣＮＴのデータ送信先制御部１０５は、本ゲートウェイ１と通信可能な周辺のゲートウェイ１を検出すべく、第１ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ１に対して周辺ゲートウェイ検出制御を施す。かかる周辺ゲートウェイ検出制御により、第１ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ１は、先ず、本ゲートウェイを除く各ゲートウェイ１に対して、通信可能状態にあるか否かを通知させるべき通信可否要求指令を表すＷｉＦｉ信号を無線送信する。この際、通信可否要求指令を表すＷｉＦｉ信号を受信することができたゲートウェイ１は、本ゲートウェイに対して、通信可能であることを表すＷｉＦｉ信号を返信する。本ゲートウェイのデータ送信先制御部１０５は、各ゲートウェイからの返信結果に基づき、通信可能であることを表すＷｉＦｉ信号を返信したゲートウェイ１には「通信可」、返信してこなかったゲートウェイ１には「通信不可」を夫々対応づけして表す通信可否情報を生成する。そして、データ送信先制御部１０５は、かかる通信可否情報を各ゲートウェイ１のＳＳＩＤ（Service Set Identifier）に対応づけしてなる、図５に示す如きデータ送信先リストを、データ送信先リストメモリ１１１に書き込む。

又、データ送信先制御部１０５は、ＷｉＦｉ接続制御部１０６からの指令に応じて、データ送信先リストメモリ１１１に格納されている図５に示す如きデータ送信先リスト中から、中継候補（後述する）となるゲートウェイ１のＳＳＩＤを読み出し、これをＷｉＦｉ接続制御部１０６に供給する。又、データ送信先制御部１０５は、ＷｉＦｉ接続制御部１０６からの指令に応じて、データ送信先リストメモリ１１１に格納されているデータ送信先リストの内容を書き換える。

ＷｉＦｉ制御部ＣＮＴのＷｉＦｉ接続制御部１０６は、第１ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ１及び第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２各々に対する各種通信接続制御（後述する）を行う。

ＷｉＦｉ−ＷｉＭＡＸ変換部１０７は、第１ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ１又は第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２から供給された受信ＷｉＦｉ信号ＷＦ１_Ｒ又はＷＦ２_Ｒを、ＷｉＭＡＸ規格に準拠した信号形態を有する変換ＷｉＭＡＸ信号ＷＭ_Ｔに変換し、これをＷｉＭＡＸ無線送受信部ＭＸに供給する。又、ＷｉＦｉ−ＷｉＭＡＸ変換部１０７は、かかるＷｉＭＡＸ無線送受信部ＭＸから供給された受信ＷｉＭＡＸ信号ＷＭ_Ｒを、ＷｉＦｉ規格に準拠した信号形態を有する変換ＷｉＦｉ信号ＷＦ_Ｔに変換し、これを第１ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ１及び第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２に供給する。

ＷｉＭＡＸ無線送受信部ＭＸは、ＷｉＭＡＸ受信部１０９及びＷｉＭＡＸ送信部１１０からなる。ＷｉＭＡＸ受信部１０９は、図１に示すＷｉＭＡＸ基地局３から無線送信されたＷｉＭＡＸ信号を受信し、これを上記受信ＷｉＭＡＸ信号ＷＭ_ＲとしてＷｉＦｉ−ＷｉＭＡＸ変換部１０７に供給する。ＷｉＭＡＸ送信部１１０は、ＷｉＦｉ−ＷｉＭＡＸ変換部１０７から供給された変換ＷｉＭＡＸ信号ＷＭ_ＴをＷｉＭＡＸ信号として、ＷｉＭＡＸ基地局３に向けて無線送信する。ＷｉＭＡＸ制御部１０８は、ＷｉＭＡＸ無線送受信部ＭＸに対する各種通信接続制御を行う。この際、ＷｉＭＡＸ制御部１０８は、ＷｉＭＡＸ無線送受信部ＭＸ及びＷｉＭＡＸ基地局３間が通信接続状態にあるか、或いは通信遮断状態にあるのかを示す通信状態情報ＴＱをＷｉＦｉ制御部ＣＮＴに供給する。

以下に、上記した如き構成からなる移動無線通信システムにおいて為される［通常通信モード］での動作、つまり通信状態良好時での通信動作について、図６に示す通信フローを参照しつつ説明する。尚、図６においては、ゲートウェイ１_１がＷｉＦｉ端末２_１及びＷｉＭＡＸ基地局３間の通信の中継を行う場合を一例にとってその動作を説明するものである。

先ず、ユーザが、自身が所持するＷｉＦｉ端末２_１を操作することにより所望情報データの取得要求を行うと、ＷｉＦｉ端末２_１は、この情報データの取得要求を表すＷｉＦｉ信号を、ゲートウェイ１_１に向けて無線送信する（Ｓ１）。この際、ゲートウェイ１_１に設けられている２つのＷｉＦｉ無線送受信部（Ｆ１、Ｆ２）の内の第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２が、ＷｉＦｉ端末２_１から無線送信されたＷｉＦｉ信号の受信を行う。これにより、ゲートウェイ１_１は、上記した如き所望情報データの取得要求を表すＷｉＦｉ信号を、ＷｉＭＡＸ信号に変換し、これをＷｉＭＡＸ基地局３に無線送信する（Ｓ２）。ＷｉＭＡＸ基地局３は、受信したＷｉＭＡＸ信号にて取得要求された情報データを、インターネット（図示せぬ）等の通信網を介して取得し、この情報データを表すＷｉＭＡＸ信号を要求元のゲートウェイ１_１に向けて無線送信する（Ｓ３）。ゲートウェイ１_１は、かかるＷｉＭＡＸ信号を受信し、このＷｉＭＡＸ信号をＷｉＦｉ信号に変換する。そして、ゲートウェイ１_１の第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２が、これを要求元のＷｉＦｉ端末２_１に無線送信する（Ｓ４）。ＷｉＦｉ端末２_１は、かかるＷｉＦｉ信号を受信し、このＷｉＦｉ信号に対して復調処理を施すことにより所望の情報データを復元する（Ｓ５）。

このように、図６に示されるステップＳ１〜Ｓ５なる一連の通信動作により、ＷｉＦｉ端末２_１は、ゲートウェイ１_１を介して、ＷｉＭＡＸ基地局３から所望の情報データを取得することが可能となる。この際、ゲートウェイ１_１は、ＷｉＦｉ端末２_１との間でのＷｉＦｉ信号の送受信を、２つのＷｉＦｉ無線送受信部（Ｆ１、Ｆ２）の内の第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２の方で行うようにしている。つまり、ゲートウェイ１は、通信状態良好時においては、第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２を用いてＷｉＦｉ端末２との通信を行うことにより、ＷｉＦｉ端末２及びＷｉＭＡＸ基地局３間の中継を実施するという［通常通信モード］で動作する。

ところで、ゲートウェイ１は車両等の移動体に搭載されている為、ゲートウェイ１自体がＷｉＭＡＸ基地局３の通信圏外に移動してしまった場合には、その通信が遮断されてしまう。よって、例えＷｉＦｉ端末２及びゲートウェイ１間の通信が正常に為されていても、ＷｉＦｉ端末２及びＷｉＭＡＸ基地局３間の通信が成立しなくなる。しかしながら、図１に示される移動無線通信システムのゲートウェイ１によれば、このような通信遮断が生じた場合にも、ＷｉＦｉ端末２及びＷｉＭＡＸ基地局３間の中継を引き続き行うことが可能となる。

図７は、ＷｉＭＡＸ制御部１０８から通信遮断を表す通信状態情報ＴＱが供給された場合、つまりＷｉＭＡＸ無線送受信部ＭＸ及びＷｉＭＡＸ基地局３間の通信が遮断された場合に、ＷｉＦｉ制御部ＣＮＴにおいて実行される第１中継転送処理ルーチンを示す図である。

図７において、先ず、ＷｉＦｉ制御部ＣＮＴは、図５に示す如くデータ送信先リストメモリ１１１に格納されているデータ送信先リスト中からＳＳＩＤの１つを選出し、この選出したＳＳＩＤに対応したゲートウェイ１を中継候補とする。そして、ＷｉＦｉ制御部ＣＮＴは、この中継候補となったゲートウェイ１との通信を確立させるべき接続要求指令を第１ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ１に供給する（ステップＳ２０２）。これにより、第１ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ１は、中継候補となったゲートウェイ１に対して、接続要求を表すＷｉＦｉ信号を無線送信する。

次に、ＷｉＦｉ制御部ＣＮＴは、上記した如き中継候補のゲートウェイ１に対して通信可能状態にあるか否かを通知させるべき通信可否要求指令を第１ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ１に供給する（ステップＳ２０３）。これにより、第１ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ１は、中継候補のゲートウェイ１に対して、通信可否要求を表すＷｉＦｉ信号を無線送信する。

次に、ＷｉＦｉ制御部ＣＮＴは、第１ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ１から供給された受信ＷｉＦｉ信号ＷＦ１_Ｒに基づき、中継候補のゲートウェイ１から返信された応答結果が、通信可能を表す通信可能応答であるか否かの判定を行う（ステップＳ２０４）。ステップＳ２０４において、通信可能応答ではないと判定された場合、つまり通信不可を表す通信不可応答であると判定された場合、ＷｉＦｉ制御部ＣＮＴは、データ送信先リスト上において、この中継候補のゲートウェイ１のＳＳＩＤに対応づけされている通信可否情報を「通信不可」とすべく、データ送信先リストメモリ１１１の内容を更新する（ステップＳ２０５）。かかるステップＳ２０５の実行後、ＷｉＦｉ制御部ＣＮＴは、上記ステップＳ２０２の実行に戻って前述した如き動作を繰り返し実行する。すなわち、データ送信先リスト中において、前回の中継候補とは異なる他のゲートウェイ１を新たな中継候補として、再度、上記ステップＳ２０２〜Ｓ２０４なる一連の処理を実行するのである。

この間、上記ステップＳ２０４において、中継候補のゲートウェイ１から、通信可能であることを表す通信可能応答が為されたと判定された場合、ＷｉＦｉ制御部ＣＮＴは、この中継候補のゲートウェイ１を中継ゲートウェイとする。そして、ＷｉＦｉ制御部ＣＮＴは、データ送信先リスト上において、上記中継ゲートウェイのＳＳＩＤに対応づけされている通信可否情報を「通信可」とすべく、データ送信先リストメモリ１１１の内容を更新すると共に、前述した如き［通常通信モード］を以下の如き［中継転送モード］に切り替えるべき処理を行う（ステップＳ２０６）。すなわち、［中継転送モード］では、ＷｉＦｉ制御部ＣＮＴは、第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２で受信した受信ＷｉＦｉ信号ＷＦ２_Ｒを、第１ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ１によって上記中継ゲートウェイに無線送信させると共に、第１ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ１で受信した受信ＷｉＦｉ信号ＷＦ１_Ｒを第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２によってＷｉＦｉ端末２に無線送信させるべく、第１ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ１及び第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２の設定を行う。よって、［中継転送モード］では、ゲートウェイ１は、ＷｉＦｉ端末２から送信されてきたＷｉＦｉ信号を中継ゲートウェイに転送する一方、中継ゲートウェイから送信されてきたＷｉＦｉ信号をＷｉＦｉ端末２に送信するのである。

次に、ＷｉＦｉ制御部ＣＮＴは、通信状態情報ＴＱが通信接続状態を表すか否かの判定、つまりＷｉＭＡＸ無線送受信部ＭＸ及びＷｉＭＡＸ基地局３間の通信が復旧したか否かの判定を、復旧したと判定されるまで繰り返し実行する（ステップＳ２０７）。ステップＳ２０７において、通信が復旧したと判定された場合、ＷｉＦｉ制御部ＣＮＴは、第１ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ１及び第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２に対して［中継転送モード］を［通常通信モード］に切り替えるべき設定を行うと共に、中継ゲートウェイに対して［中継転送モード］を終了させるべき中継転送終了指令を第１ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ１に供給する（ステップＳ２０８）。これにより、第１ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ１は、中継ゲートウェイに対して、[中継転送モード]を終了させるべき中継転送終了指令を表すＷｉＦｉ信号を無線送信する。

かかるステップＳ２０８の実行後、ＷｉＦｉ制御部ＣＮＴは、この第１中継転送処理ルーチンを抜けてメインルーチン（説明せず）の実行に戻る。

図８は、ゲートウェイ１_１〜１ｎ各々のＷｉＦｉ制御部ＣＮＴにおいて周期的に実行される第２中継転送処理ルーチンを示す図である。

図８において、先ず、ＷｉＦｉ制御部ＣＮＴは、第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２から供給された受信ＷｉＦｉ信号ＷＦ２_Ｒが、他のゲートウェイ１からの接続要求を表すＷｉＦｉ信号であるか否かの判定を行う（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２において、受信ＷｉＦｉ信号ＷＦ２_Ｒが接続要求を表すＷｉＦｉ信号ではないと判定された場合、ＷｉＦｉ制御部ＣＮＴは、この第２中継転送処理ルーチンを抜けてメインルーチン（説明せず）の実行に戻る。一方、かかるステップＳ１０２において、受信ＷｉＦｉ信号ＷＦ２_Ｒが接続要求を表すＷｉＦｉ信号であると判定された場合、ＷｉＦｉ制御部ＣＮＴは、第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２に対して、接続要求の送信元となるゲートウェイ１との接続を確立させるべき通信接続設定を行う（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３の実行により、第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２は、既に通信接続が確立しているＷｉＦｉ端末２に対する送受信と共に、上記した接続要求の送信元のゲートウェイ１に対する送受信を為す状態に設定される。

次に、ＷｉＦｉ制御部ＣＮＴは、第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２から供給された受信ＷｉＦｉ信号ＷＦ２_Ｒに基づき、通信可否要求を表すＷｉＦｉ信号を受信したか否かの判定を、受信したと判定されるまで繰り返し実行する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４において、通信可否要求を表すＷｉＦｉ信号を受信したと判定された場合、ＷｉＦｉ制御部ＣＮＴは、接続要求の送信元のゲートウェイ１との通信を実施することが可能な状態にあるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５において、接続要求の送信元ゲートウェイ１との通信が不可能な状態にあると判定された場合、ＷｉＦｉ制御部ＣＮＴは、この送信元ゲートウェイ１に対して通信不可応答を送信すべき通信不可応答指令を第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２に供給する（ステップＳ１０６）。これにより、第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２は、接続要求の送信元であるゲートウェイ１に対して、通信不可応答を表すＷｉＦｉ信号を無線送信する。かかるステップＳ１０６の実行後、ＷｉＦｉ制御部ＣＮＴは、この第２中継転送処理ルーチンを抜けてメインルーチン（説明せず）の実行に戻る。

一方、上記ステップＳ１０５において、接続要求の送信元ゲートウェイ１との通信を実施することが可能な状態にあると判定された場合、ＷｉＦｉ制御部ＣＮＴは、この送信元ゲートウェイ１に対して、通信可能応答を送信すべき通信可能応答指令を第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２に供給する（ステップＳ１０７）。これにより、第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２は、接続要求の送信元であるゲートウェイ１に対して、通信可能応答を表すＷｉＦｉ信号を無線送信する。

上記ステップＳ１０３〜Ｓ１０７の実行により、本ゲートウェイ１は、[中継転送モード]による動作状態となる。すなわち、[中継転送モード]により、本ゲートウェイ１は、接続要求の送信元であるゲートウェイ１から送信されてきたＷｉＦｉ信号と共に、既に接続状態にあるＷｉＦｉ端末２から送信されてきた情報データを表すＷｉＦｉ信号を第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２にて受信し、夫々をＷｉＭＡＸ信号に変換してＷｉＭＡＸ基地局３に無線送信する。又、本ゲートウェイ１は、ＷｉＭＡＸ基地局３から送信されてきたＷｉＭＡＸ信号を、接続要求の送信元であるゲートウェイ１に転送すべきＷｉＦｉ信号と、ＷｉＦｉ端末２に送信すべきＷｉＦｉ信号とに変換する。そして、この接続要求の送信元であるゲートウェイ１に転送すべきＷｉＦｉ信号を、第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２にて、接続要求の送信元であるゲートウェイ１に無線送信すると共に、ＷｉＦｉ端末２に送信すべきＷｉＦｉ信号を、第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２にて各ＷｉＦｉ端末２に無線送信する。

ステップＳ１０７の実行後、ＷｉＦｉ制御部ＣＮＴは、第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２から供給された受信ＷｉＦｉ信号ＷＦ２_Ｒに基づき、中継転送終了指令を表すＷｉＦｉ信号を受信したか否かの判定を、受信したと判定されるまで繰り返し実行する（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０８において中継転送終了指令を表すＷｉＦｉ信号を受信したと判定された場合、ＷｉＦｉ制御部ＣＮＴは、上記した接続要求の送信元のゲートウェイ１との通信を解除させるべき設定を第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２に対して施す（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０９の実行によりＷｉＦｉ制御部ＣＮＴは、既に通信接続が確立しているＷｉＦｉ端末２に対する送受信のみを実行する状態となる。

ステップＳ１０９の実行後、ＷｉＦｉ制御部ＣＮＴは、この第２中継転送処理ルーチンを抜けてメインルーチン（説明せず）の実行に戻る。

以下に、図７及び図８に示される第１及び第２中継転送処理ルーチンの実行によって為される通信動作、すなわち、ゲートウェイ１がＷｉＦｉ端末２及びＷｉＭＡＸ基地局３間での中継を実行中に、ＷｉＭＡＸ基地局３との通信が遮断された際に為される中継転送動作について、図９の一例を参照しつつ説明する。

尚、図９は、［通常通信モード］にて、図１に示す如くゲートウェイ１_１がＷｉＦｉ端末２_１及び２_２各々とＷｉＭＡＸ基地局３との間の中継を行い、ゲートウェイ１_２がＷｉＦｉ端末２_３とＷｉＭＡＸ基地局３との間の中継を行っている際に、ゲートウェイ１_１及びＷｉＭＡＸ基地局３間の通信が遮断した場合に為される通信動作を示すものである。

図９において、ゲートウェイ１_１及びＷｉＭＡＸ基地局３間の通信が遮断すると、ゲートウェイ１_１は、先ず、図５に示す如きデータ送信先リスト中からゲートウェイ１_２を中継候補のゲートウェイとして選出し、このゲートウェイ１_２に対して、通信を確立させるべき接続要求を表すＷｉＦｉ信号を第１ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ１によって送信させる（Ｓ２０２）。この接続要求を表すＷｉＦｉ信号を第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２によって受信したゲートウェイ１_２は、送信元のゲートウェイ１_１との通信を確立させるべき通信接続設定を行う（Ｓ１０３）。

その後、ゲートウェイ１_１は、ゲートウェイ１_２に対して、通信可能状態にあるか否かを通知させるべき通信可否要求を表すＷｉＦｉ信号を第１ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ１によって送信させる（Ｓ２０３）。

この通信可否要求を表すＷｉＦｉ信号を第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２によって受信したゲートウェイ１_２は、自身が中継を担当するＷｉＦｉ端末２_３に対する通信と共に、ゲートウェイ１_１に対する通信が可能である場合には、通信可能応答を表すＷｉＦｉ信号を第１ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ１によって送信させる（Ｓ１０７）。この通信可能応答を表すＷｉＦｉ信号を第１ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ１によって受信したゲートウェイ１_１は、［通常通信モード］から[中継転送モード]の動作状態に切り変わる（Ｓ２０６）。

すなわち、[中継転送モード]において、ゲートウェイ１_１は、図９に示すように、ＷｉＦｉ端末２_１及び２_２の各々から送信されてきたＷｉＦｉ信号を第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２で受信し、これらを第１ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ１によって中継ゲートウェイとしてのゲートウェイ１_２に転送する。この際、中継ゲートウェイ１_２では、ＷｉＦｉ端末２_３から送信されてきたＷｉＦｉ信号と共に、ゲートウェイ１_１から転送されてきたＷｉＦｉ信号、つまりＷｉＦｉ端末２_１及び２_２各々から送信されてきたＷｉＦｉ信号を、夫々個別にＷｉＭＡＸ信号に変換してＷｉＭＡＸ基地局３に無線送信する。

又、[中継転送モード]において、中継ゲートウェイとしてのゲートウェイ１_２は、図９に示すように、ＷｉＭＡＸ基地局３から送信されてきた、ＷｉＦｉ端末２_１〜２_３各々に向けてのＷｉＭＡＸ信号を第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２で受信し、これらをＷｉＦｉ信号に変換する。そして、ゲートウェイ１_２は、この変換されたＷｉＦｉ信号各々の内のＷｉＦｉ端末２_３に対応したＷｉＦｉ信号を第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２によってＷｉＦｉ端末２_３に無線送信すると共に、ＷｉＦｉ端末２_１及び２_２に対応したＷｉＦｉ信号の各々を第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２によってゲートウェイ１_１に転送する。この際、ゲートウェイ１_１では、ゲートウェイ１_２から転送されてきた、ＷｉＦｉ端末２_１及び２_２に対応したＷｉＦｉ信号の各々を第１ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ１によって受信し、これらを第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２によってＷｉＦｉ端末２_１及び２_２各々に無線送信する。

このように、[中継転送モード]では、ゲートウェイ１_１及びＷｉＭＡＸ基地局３間の通信が遮断した場合には、ＷｉＭＡＸ基地局３との通信が可能な状態にある周辺のゲートウェイ１_２（中継ゲートウェイ）を経由させることにより、ゲートウェイ１_１及びＷｉＭＡＸ基地局３間の通信を実現するようにしている。この際、各ゲートウェイ１には、ＷｉＦｉ端末２との間の通信を行う第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ２の他に、[中継転送モード]においてゲートウェイ１同士による中継転送を行う為の第１ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニットＦ１が搭載されている。よって、［通常通信モード］から[中継転送モード]への切り替え時においても、ＷｉＦｉ端末２との間での通信を中断することなく、ゲートウェイ１各々間での中継転送を行うことが可能となる。従って、ＷｉＦｉ端末２及びＷｉＭＡＸ基地局３間の中継を担う中継局（ゲートウェイ１）が他の中継局に切り替わった際の接続不良を抑制することが可能となる。

尚、上記実施例において、図５に示す如きデータ送信先リストを作成すべく、データ送信先制御部１０５において為される周辺ゲートウェイ検出処理としては、ＩＥＥＥ８０２.１１無線ＬＡＮの動作モードであるアドホックモード及びインフラストラクチャーモードを利用しても良い。

図１０は、これらアドホックモード及びインフラストラクチャーモードを利用して通信可能な周辺のゲートウェイ１を検出する場合にデータ送信先制御部１０５において実施される周辺ゲートウェイ検出処理ルーチンを示す図である。

図１０において、先ず、データ送信先制御部１０５は、相互通信可能な周辺のゲートウェイ１をアドホックモードによって検出する（ステップＳ９１）。次に、データ送信先制御部１０５は、相互通信可能な周辺のゲートウェイ１をインフラストラクチャーモードによって検出する（ステップＳ９２）。次に、データ送信先制御部１０５は、上記したアドホックモードによって検出された周辺ゲートウェイ１の数Ｎ１が、インフラストラクチャーモードによって検出された周辺ゲートウェイ１の数Ｎ２よりも大であるか否かを判定する（ステップＳ９３）。ステップＳ９３において、アドホックモードによって検出された周辺ゲートウェイ１の数Ｎ１の方が多いと判定された場合、データ送信先制御部１０５は、アドホックモードによって検出された周辺ゲートウェイ１の各々に「通信可」を表す通信可否情報を対応づけしてなるデータ送信先リストを生成する（ステップＳ９４）。一方、上記ステップＳ９３において、インフラストラクチャーモードによって検出された周辺ゲートウェイ１の数Ｎ２の方が大であると判定された場合、データ送信先制御部１０５は、インフラストラクチャーモードによって検出された周辺ゲートウェイ１の各々に「通信可」を表す通信可否情報を対応づけしてなるデータ送信先リストを生成する（ステップＳ９５）。上記ステップＳ９４又はＳ９５の実行後、データ送信先制御部１０５は、かかるデータ送信先リストをデータ送信先リストメモリ１１１に記憶する（ステップＳ９６）。

このように、アドホックモード及びインフラストラクチャーモードを利用した周辺ゲートウェイ検出処理では、先ず、両モードで相互通信可能な周辺のゲートウェイ１を夫々検出する。そして、アドホックモード及びインフラストラクチャーモードの内で、検出したゲートウェイ１の数が多い方のモードで検出された周辺ゲートウェイ１の各々に、「通信可」を表す通信可否情報を対応づけしたデータ送信先リストを生成するようにしている。これにより、アドホックモードによって検出されたゲートウェイ１の数と、インフラストラクチャーモードによって検出されたゲートウェイ１の数の内で多い方のモードで検出されたゲートウェイ１各々の内から、上記した如き中継候補となるゲートウェイ１が選出される。

１_１〜１_ｎ ＷｉＦｉ−ＷｉＭＡＸゲートウェイ
２_１〜２_ｍ ＷｉＦｉ端末
３ ＷｉＭＡＸ基地局
ＣＮＴ ＷｉＦｉ制御部
Ｆ１ 第１ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニット
Ｆ２ 第２ＷｉＦｉ無線ＬＡＮユニット

Claims (6)

1. 複数の無線中継装置を介して複数の通信端末と基地局との間の無線通信を行う無線通信システムにおける無線中継装置であって、
   他の無線中継装置との間の通信を担う第１の無線送受信部と、
   前記通信端末との間の通信を担う第２の無線送受信部と、
   前記基地局との間の通信を担う第３の無線送受信部と、
   前記基地局との間の通信状態が良好な状態にある場合には前記第２及び第３の無線送受信部によって前記通信端末及び前記基地局間の通信を行う一方、前記基地局との間の通信が遮断された状態にある場合には、前記第１の無線送受信部によって周辺の前記無線中継装置各々の内の１の無線中継装置との間で通信を確立させることにより前記１の無線中継装置を介して前記基地局との間の通信を行わせるべく前記第１及び第２の無線送受信部を制御する通信制御部と、を有することを特徴とする無線通信システムにおける無線中継装置。
2. 前記通信制御部は、前記周辺の前記無線中継装置各々の内から通信可能な状態にある無線中継装置の各々を検出し、当該検出した前記無線中継装置各々の内から前記１の無線中継装置を選出することを特徴とする請求項１記載の無線通信システムにおける無線中継装置。
3. 前記通信制御部は、ＩＥＥＥ８０２.１１無線ＬＡＮのアドホックモードによって前記周辺の前記無線中継装置各々の内から通信可能な状態にある無線中継装置の各々を検出する第１手段と、
   ＩＥＥＥ８０２.１１無線ＬＡＮのインフラストラクチャーモードによって前記周辺の前記無線中継装置各々の内から通信可能な状態にある無線中継装置の各々を検出する第２手段と、
   前記第１手段によって検出された前記無線中継装置の数が前記第２手段によって検出された前記無線中継装置の数よりも多い場合には前記アドホックモードによって検出された無線中継装置各々の中から前記１の無線中継装置を選出する一方、前記第２手段によって検出された前記無線中継装置の数が前記第１手段によって検出された前記無線中継装置の数よりも多い場合には前記インフラストラクチャーモードによって検出された無線中継装置各々の中から前記１の無線中継装置を選出する第３手段と、を含むことを特徴とする請求項２記載の無線通信システムにおける無線中継装置。
4. 複数の無線中継装置を介して複数の通信端末と基地局との間の無線通信を行う無線通信方法であって、
   前記無線中継装置各々の内で前記基地局との間の通信が良好な状態にある無線中継装置では、他の無線中継装置との間の通信を担う第１の無線送受信部、前記通信端末との間の通信を担う第２の無線送受信部及び前記基地局との間の通信を担う第３の無線送受信部の内の前記第２及び第３の無線送受信部によって前記通信端末及び前記基地局間の通信を行い、
   前記無線中継装置各々の内で前記基地局との間の通信が遮断した状態にある無線中継装置では、前記第１の無線送受信部によって周辺の前記無線中継装置各々の内の１の無線中継装置との間で通信を確立させることにより前記１の無線中継装置を介して前記基地局との間の通信を行うことを特徴とする無線通信方法。
5. 前記周辺の前記無線中継装置各々の内から通信可能な状態にある無線中継装置の各々を検出し、当該検出した前記無線中継装置各々の内から前記１の無線中継装置を選出することを特徴とする請求項４記載の無線通信方法。
6. ＩＥＥＥ８０２.１１無線ＬＡＮのアドホックモードによって前記周辺の前記無線中継装置各々の内から通信可能な状態にある無線中継装置の各々を検出すると共に、ＩＥＥＥ８０２.１１無線ＬＡＮのインフラストラクチャーモードによって前記周辺の前記無線中継装置各々の内から通信可能な状態にある無線中継装置の各々を検出し、
   前記アドホックモードによって検出された前記無線中継装置の数が前記インフラストラクチャーモードによって検出された前記無線中継装置の数よりも多い場合には前記アドホックモードによって検出された無線中継装置各々の中から前記１の無線中継装置を選出する一方、前記インフラストラクチャーモードによって検出された前記無線中継装置の数が前記アドホックモードによって検出された前記無線中継装置の数よりも多い場合には前記インフラストラクチャーモードによって検出された無線中継装置各々の中から前記１の無線中継装置を選出することを特徴とする請求項５記載の無線通信方法。

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