JP2012034072A

JP2012034072A - 無線ｌａｎネットワークのアドホックモードにおけるチャネル変更

Info

Publication number: JP2012034072A
Application number: JP2010170200A
Authority: JP
Inventors: Masanori Morishita; 正則森下; Yoshiyuki Yamada; 喜之山田; Yuji Sasaki; 勇治佐々木
Original assignee: Silex Technology Inc
Current assignee: Silex Technology Inc
Priority date: 2010-07-29
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2012-02-16

Abstract

【課題】アドホックモードを使用する無線ＬＡＮネットワークにおいて，チャネル変更を容易に行うことができ，さらに，インフラモードよりも開発コストを大幅に削減することが可能な無線ＬＡＮ端末を提供する。
【解決手段】アドホックモードで通信を行う無線ＬＡＮ端末に対し，その動作により簡易的な親機子機の区別を設け，子機は，親機からのビーコンが検出されない場合や，親機に対して送出したプローブ要求の応答がない場合に，親機が不在であると検出する。その後，子機は，自身のチャネルを随時変更して親機を検出した後，当該チャネルにて自身を動作させる。また，子機は，どのようなプローブ要求に対しても応答を返さない。これにより，子機は，受信したプローブ応答が親機からのものであると判断できる。
【選択図】図３

Description

本発明は，無線ＬＡＮネットワーク，特にアドホックモードにおけるチャネル変更に関する。

近年普及が進んでいる無線ＬＡＮネットワークは，その動作モードによりアドホックモードとインフラストラクチャモード（以下インフラモード）の２種類に分類される。アドホックモードとは，特定の親機を介することなく無線ＬＡＮ端末同士が直接対等に通信するモードである。アドホックモードで相互通信を行う無縁ＬＡＮネットワークの単位をＩＢＳＳと呼ぶ。一方，インフラモードとは，親機（アクセスポイント）を介して無線ＬＡＮ端末同士が通信するモードである。

通常，それぞれのモードは，ネットワークの規模や運用形態などに応じて適切なものが選択される。例えば，無線ＬＡＮ端末の数が多く，さらに有線のネットワークとの相互運用が必要な場合はインフラモードが適している。逆に，規模が比較的小さく，無線ＬＡＮ端末同士の通信さえできればよい場合は，アドホックモードが適している。

ところで無線ＬＡＮによる通信は，干渉波などの要因により，使用するチャネルを必要に応じて変更する必要がある。これは電波を使用している以上回避することのできないことであるが，使用者にとってチャネル変更の作業は煩わしいものとなる。

無線ＬＡＮにおけるチャネル変更の作業内容は，インフラモードとアドホックモードとで大きく異なる。インフラモードでは，アクセスポイントのチャネルを変更すれば，子機は自動的にそれに追従することができる仕組みとなっている。つまり，アクセスポイントのチャネル設定を変更するだけでよいわけである。一方，アドホックモードにはインフラモードのような親機子機という概念がなく，個々の無線ＬＡＮ端末に対してチャネル変更の設定を施す必要がある。アドホックモードがインフラモードよりも小規模な無線ＬＡＮネットワークであるとはいえ，その台数が多くなると，チャネル変更の必要が生じる度にすべての端末に対して設定を施すことは大変労力の要る作業となる。

とはいえ，インフラモードの必要がなく，アドホックモードで運用している無線ＬＡＮネットワーク環境を，わざわざインフラモードに変更することはよい解決策とはいえない。また，無線ＬＡＮ端末を開発する場合，チャネル変更が煩わしいという理由だけで，インフラモードの実装をすることは開発コストなどの点において非効率である。つまり，アドホックモードの場合，当該モードの実装さえあれば無線ＬＡＮネットワークを構築することが可能であることに対し，インフラモード場合は，子機としてのクライアント機能だけでなく親機としてのアクセスポイント機能の両方の実装が必要となるわけである。

特開２０１０−３４９７４号公報

特許文献１は，通信装置がアドホックモードにおいて自律的にチャネル変更を行うことが可能な発明である。より詳細には，通信装置がアドホックネットワーク用の通信経路（第１の通信帯域）とその他の通信経路（第２の通信帯域）を備えており，第２の通信帯域を通じてチャネル変更の指示を受信し，これに基づいてアドホックモードの通信チャネルを変更するというものである。しかし，この発明では，通信装置が２つの通信経路を備える必要があり，必要以上に構造が複雑となるうえ開発コストもかかり現実的な解決手段とはいえない。

以上の点に鑑み，本発明では，アドホックモードを使用する無線ＬＡＮネットワークにおいて，チャネル変更を容易に行うことができ，さらに，インフラモードよりも開発コストを大幅に削減することが可能な無線ＬＡＮ端末の提供を目的とする。

本発明にかかる第１の形態は，アドホックモードにて相互に通信を行う複数の無線ＬＡＮ端末により構成される無線ＬＡＮネットワークにおける無線ＬＡＮ端末であって，アドホックモードにて通信可能な所定の無線ＬＡＮ端末が不在であることを検出する無線ＬＡＮ端末不在検出手段と，無線ＬＡＮ端末不在検出手段によって所定の無線ＬＡＮ端末の不在が検出された場合，自身の動作チャネルを変更し，不在であった所定の無線ＬＡＮ端末の存在を検出する無線ＬＡＮ端末検出手段と，受信したいかなるプローブ要求に対しても応答を返さないプローブ応答抑制手段とを備え，無線ＬＡＮ端末検出手段によって検出されたチャネルにて自身を動作させることを特徴とする無線ＬＡＮ端末。

本発明にかかる第２の形態は，アドホックモードにて相互に通信を行う複数の無線ＬＡＮ端末により構成される無線ＬＡＮネットワークにおける無線ＬＡＮ端末がチャネルを変更する方法であって，アドホックモードにて通信可能な所定の無線ＬＡＮ端末が不在であることを検出するステップと，無線ＬＡＮ端末不在検出手段によって所定の無線ＬＡＮ端末の不在が検出された場合，自身の動作チャネルを変更し，不在であった所定の無線ＬＡＮ端末の存在を検出するステップと，受信したいかなるプローブ要求に対しても応答を返さないステップと，無線ＬＡＮ端末検出手段によって検出されたチャネルにて自身を動作させるステップとを含む方法。

本発明にかかる第３の形態は，アドホックモードにて相互に通信を行う複数の無線ＬＡＮ端末により構成される無線ＬＡＮネットワークにおける無線ＬＡＮ端末を，アドホックモードにて通信可能な所定の無線ＬＡＮ端末が不在であることを検出する無線ＬＡＮ端末不在検出手段と，無線ＬＡＮ端末不在検出手段によって所定の無線ＬＡＮ端末の不在が検出された場合，自身の動作チャネルを変更し，不在であった所定の無線ＬＡＮ端末の存在を検出する無線ＬＡＮ端末検出手段と，受信したいかなるプローブ要求に対しても応答を返さないプローブ応答抑制手段と，無線ＬＡＮ端末検出手段によって検出されたチャネルにて自身を動作させる手段として機能させるためのプログラム。

本発明にかかる第４の形態は，アドホックモードにて相互に通信を行う第１の無線ＬＡＮ端末と第２の無線ＬＡＮ端末により構成される無線ＬＡＮネットワークシステムであって，（１）第１の無線ＬＡＮ端末は，（Ａ）プローブ要求を受信するプローブ要求受信手段と，（Ｂ）受信したプローブ要求に対して応答するプローブ応答手段と，（Ｃ）ビーコン送出手段とを備え，（２）第２の無線ＬＡＮ端末は，（Ｄ）自身が送出したプローブ要求に対する第１の無線ＬＡＮ端末からの応答が受信できない，または，第１の無線ＬＡＮ端末のビーコンが検出できないことに基づき，第１の無線ＬＡＮ端末が不在であることを検出する無線ＬＡＮ端末不在検出手段と，（Ｅ）無線ＬＡＮ端末不在検出手段によって第１の無線ＬＡＮ端末の不在が検出された場合，自身の動作チャネルを変更し，自身が送出したプローブ要求に対する第１の無線ＬＡＮ端末からの応答の受信，または，第１の無線ＬＡＮ端末のビーコンの検出に基づき，不在であった第１の無線ＬＡＮ端末の存在を検出する無線ＬＡＮ端末検出手段と，（Ｆ）受信したいかなるプローブ要求に対しても応答を返さないプローブ応答抑制手段と，（Ｇ）無線ＬＡＮ端末検出手段によって検出されたチャネルにて自身を動作させる手段とを備える無線ＬＡＮネットワークシステム。

本発明によれば，アドホックモードを使用する無線ＬＡＮネットワークにおいて，各無線ＬＡＮ端末に簡易的に親機と子機の関係を持たせることにより，親機のチャンネルが変更されれば子機のチャンネルも親機に追従し変更することが可能となる。これにより，チャネルの変更の必要が頻繁にあったとしても，親機のチャネル設定だけを変更すればよいので，これに必要な労力を大幅に削減することができる。さらに，本発明は従来のアドホックモードに追加実装するだけで実現可能なため，インフラモードを一から実装する場合と比較して，必要以上に構造が複雑となることを回避しつつ開発コストを低く抑えられる点においても効果がある。

以下では図面を参照し，本発明に係る実施例を説明する。
［システム全体図］

図１に本発明におけるシステム全体図を示す。無線ＬＡＮ端末１０１〜無線ＬＡＮ端末１２１は，アドホックモードにて動作しており，相互に通信が可能である。
［フローチャート１］

図２は，全ての無線ＬＡＮ端末に共通の動作のフローである。本発明の無線ＬＡＮ端末は，アドホックモードにおいて，その動作により，親機と子機の区別を設けている。以下でこの処理について説明する。
ステップＳ２０１において，無線ＬＡＮ端末は動作を開始する。
ステップＳ２０３において，無線ＬＡＮ端末は，自身が親機であるかどうかを判定する。この判定は，例えば，親機または子機の種別を示すソフトウェア上の設定値や，物理的なスイッチにより得られる信号などに基づいてなされる。判定の結果，自身が親機であれば，親機モードで動作を開始（ステップＳ２０５）し，そうでなければ子機モードで動作を開始（ステップＳ２０７）する。
［子機の機能ブロック図］

図３は子機の機能ブロック図である。各無線ＬＡＮ端末が対等な立場であるアドホックモードにおいては，インフラモードのように親機および子機の区別は存在しない。しかし，本発明では，アドホックモードにおいて，その動作により，簡易的に親機・子機の区別を設けている。なお，親機は通常のアドホックモードの動作と同様であるため，説明は割愛する。

図３からわかるとおり，子機は大別して，無線ＬＡＮ端末不在検出手段３０１，無線ＬＡＮ端末検出手段３０３，プローブ応答抑制手段３１５およびビーコン送出手段３１７により構成される。無線ＬＡＮ端末不在検出手段３０１は，親機の不在を検出するものであり，親機がチャネルを変更するなどにより，親機から定期的に送出されるビーコンの受信ができない場合や子機から送出されたプローブ要求に対する応答（プローブ応答）が受信できない場合など，親機と通信ができなくなった場合に親機が不在であるとして検出する。なお，ビーコンが親機からのものであるかどうかの判定は，親機と正常に通信している際に取得可能な親機のＭＡＣアドレスが，受信したビーコンに含まれるＭＡＣアドレスと一致するか否かで判断すればよい。

無線ＬＡＮ端末検出手段３０３は，さらに初期チャネルセット手段３０５，プローブ要求送出手段３０７，プローブ応答確認手段３０９，チャネル走査完了判定手段３１１および次チャネルセット手段３１３により構成されている。

初期チャネルセット手段３０５は，例えば無線ＬＡＮで使用されるチャネルが１〜１３チャネルであれば，任意のチャネル，例えばチャネル１を初期チャネルとして自身に設定する手段である。プローブ要求送出手段３０７は，他の無線ＬＡＮ端末，特に親機を検索する通信であるプローブ要求を送信する。なお，このプローブ要求には，親機にあらかじめ設定されている所定のＥＳＳＩＤが含まれる。ここでＥＳＳＩＤとは，３２文字以下の文字列で各無線ＬＡＮネットワークに固有なＩＤの一つである。プローブ応答確認手段３０９は，送出したプローブ要求に対して，応答があるかどうかを確認する手段である。この応答があれば，稼働中のチャネルに親機が存在することがわかり，なければ当該チャネルに親機が存在しないことがわかる（詳細は後述する）。チャネル走査完了判定手段３１１は，前述したチャネル１〜１３のすべてについて親機の検出処理が終わったかどうかを判定する。次チャネルセット手段３１３は，親機を見つけるまで子機のチャネルを順次変更するための手段であり，通常は親機が検出されなければ順次１チャネルずつインクリメントする。

プローブ応答抑制手段３１５は，他の無線ＬＡＮ端末から送信されたプローブ要求を受信した場合に，どのようなプローブ要求であったとしてもこれに対する応答を返さないようにする手段である。この点，通常のアドホックモードと異なる。つまり，この手段の働きにより，プローブ応答確認手段３０９が確認するプローブ応答は，子機からのものが含まれることがなく常に親機からのものであると断定することができる。すなわち，プローブ応答の有無をもって，親機が存在しているか否かについて判断することができるわけである。
ビーコン送出手段３１７は，親機が検出された場合，すなわち，子機が親機のＩＢＳＳに参加した場合に子機が自らの存在を周囲に知らせるためのビーコンを送出する手段である。
［フローチャート２］

図４は，親機と子機とが通信を行っている（ＩＢＳＳが形成されている）最中に，親機が自身のチャネルを変更し，子機がそのチャネルを追従する際の動作フローである。これは，本発明の効果を導く重要なフローであり，従来のアドホックモードには見られない動作である。

ステップＳ４０１にて，無線ＬＡＮ端末不在検出手段３０１は，通信する親機が存在するか否かを判定し，親機の不在を検出すればステップＳ４０３に進み，そうでなければこの判定をし続ける。
ステップＳ４０３にて，初期チャネルセット手段３０５は，自身の動作チャネルをチャネル１に設定する。
ステップＳ４０５にて，プローブ要求送出手段３０７は，Ｓ４０３にてセットされたチャネルにてプローブ要求を送出する。
ステップＳ４０７にて，プローブ応答確認手段３０９は，Ｓ４０５にて送信されたプローブ要求に対する応答があるかどうかを判定し，応答があればステップＳ４１３に進み，そうでなければステップＳ４０９に進む。
ステップＳ４０９にて，チャネル走査完了判定手段３１１は，すべてのチャネルを走査したかどうかを判定し，走査していればステップＳ４０３に戻り，そうでなければステップＳ４１１に進む。
ステップＳ４１１にて，次チャネルセット手段３１３は，走査するチャネルを次のチャネルにセットする。
ステップＳ４１３にて，ビーコン送出手段３１７は，ビーコンの送出を開始する。
［フローチャート３］

図５は，子機がＩＢＳＳに参加する際における親機のフローである。前述のとおり，親機の動作は通常のアドホックモードと同じであり，本フローの動作も同様である。
ステップＳ５０１にて，親機はプローブ要求を受信したかどうかを判定し，受信していればステップＳ５０３に進み，そうでなければ当該判定動作を繰り返す。
ステップＳ５０３にて，親機は，受信したプローブ要求に含まれるＥＳＳＩＤが自身に設定されているＥＳＳＩＤと一致するかどうかを判定し，一致していればステップＳ５０５に進み，そうでなければステップＳ５０１に戻る。なお，ステップＳ５０３は，親機のＳＳＩＤ秘匿設定（ステルスＳＳＩＤなどと呼ばれる）が有効になっている場合の処理を図示したものであるが，本発明は，秘匿設定を用いない設定（秘匿設定が無効）であっても適用可能である。この場合，ステップ５０３の処理を実行することなく，プローブ応答（ステップＳ５０５）を行う。
ステップＳ５０５にて，親機は，プローブ要求の送信元にプローブ応答をする。
［シーケンス図１］

図６は子機がＩＢＳＳに参加する際のシーケンス例である。図６では，親機が停止中に子機が動作を開始する場合のシーケンス図である。もちろん，他のパターンも存在するが，基本的にはこれまで説明してきたフロー沿って動作する点において同じなのでここでは一例についてのみ説明する。

ステップＳ６０１にて，子機は動作を開始する。
ステップＳ６０３にて，動作を開始した子機はＩＢＳＳに参加するべくプローブ要求を送出する。しかし，この時点において親機は停止中（非稼働中）であるためこのプローブ要求を受信することができず，これに対する応答が子機に対して返されることはない。これ以降，子機は，図４を用いて説明した，親機のチャネルを追従する処理に入る。
ステップＳ６０５において，親機が動作を開始する。この時のチャネルはＡ，ＥＳＳＩＤはＸＹＺとする。
ステップＳ６０７にて，親機はビーコンの送出を開始する。
ステップＳ６０９にて，子機はＳ６０３に引き続きプローブ要求を送出する。この時のチャネルはＡでＥＳＳＩＤはＸＹＺである。
ステップＳ６１１にて，親機は子機からのプローブ要求に対する応答を返す。つまり，子機からのプローブ要求が自身のＥＳＳＩＤと一致していたため，応答を返している。これにより子機がＩＢＳＳに参加することとなる。
ステップＳ６１３にて，子機はＩＢＳＳに参加する。
ステップＳ６１５にて，親機はビーコンを送出する。
ステップＳ６１７にて，ＩＢＳＳに参加することができた子機は，ビーコンの送出を開始する。
なお，親機から送出されるビーコンは，図示されているタイミング（ステップＳ６０７およびＳ６１５）に限定されず，動作開始後，常時送出されている。
［シーケンス図２］

図７は，親機と子機が通信中に，親機がチャネルを変更した場合における，子機のチャネル追従動作のシーケンス図である。図６と同様本シーケンス図は実際に起こりうるパターンのうちの一例である。
ステップＳ７０１にて，親機と子機がすでに通信を行っている。つまり，チャネルおよびＥＳＳＩＤが一致している状態である。
ステップＳ７０３にて，親機がチャネルをＡからＢに変更する。ＥＳＳＩＤはそのままである。
ステップＳ７０５にて，チャネルを変更した親機はチャネルＢにてビーコンを送出する。しかし，このチャネルは子機のチャネルと異なるため，当該ビーコンが子機に受信されることはない。
ステップＳ７０７にて，子機は親機からのビーコンが途絶えたことを検出して，親機が不在となったことを認識する。

これ以降，子機は，図４を用いて説明した，親機のチャネルを追従する処理に入る。
ステップＳ７０９にて，子機は次のチャネル（チャネルＢ）を自身にセットする。
ステップＳ７１１にて，子機はチャネルＢにてプローブ要求を送出する。
ステップＳ７１３にて，親機は子機からのプローブ要求に対する応答を送出する。これは，チャネル変更した子機のチャネルが親機の同一チャネルであるため，親機が子機からのプローブ要求を正常に受信できたためである。
ステップＳ７１５にて，子機は親機からのプローブ応答をもって親機が発見されたことを認識し，ＩＢＳＳに参加する。
ステップＳ７１７にて，子機は現在のチャネルにてビーコンの送出を開始する。
［総括］

本発明のシステム全体図親機・子機の共通動作のフロー子機の機能ブロック図子機が親機のチャネルを追従する際のフロー子機がＩＢＳＳに参加する際のフロー子機がＩＢＳＳに参加する際のシーケンス例親機がチャネル変更した際のシーケンス例

３０１無線ＬＡＮ端末不在検出手段
３０３無線ＬＡＮ端末検出手段
３１５プローブ応答抑制手段

Claims

アドホックモードにて相互に通信を行う複数の無線ＬＡＮ端末により構成される無線ＬＡＮネットワークにおける無線ＬＡＮ端末であって，
アドホックモードにて通信可能な所定の無線ＬＡＮ端末が不在であることを検出する無線ＬＡＮ端末不在検出手段と，
前記無線ＬＡＮ端末不在検出手段によって前記所定の無線ＬＡＮ端末の不在が検出された場合，自身の動作チャネルを変更し，不在であった前記所定の無線ＬＡＮ端末の存在を検出する無線ＬＡＮ端末検出手段と，
受信したいかなるプローブ要求に対しても応答を返さないプローブ応答抑制手段と，
を備え，
前記無線ＬＡＮ端末検出手段によって検出されたチャネルにて自身を動作させることを特徴とする無線ＬＡＮ端末。
アドホックモードにて相互に通信を行う複数の無線ＬＡＮ端末により構成される無線ＬＡＮネットワークにおける無線ＬＡＮ端末がチャネルを変更する方法であって，
アドホックモードにて通信可能な所定の無線ＬＡＮ端末が不在であることを検出するステップと，
前記無線ＬＡＮ端末不在検出手段によって前記所定の無線ＬＡＮ端末の不在が検出された場合，自身の動作チャネルを変更し，不在であった前記所定の無線ＬＡＮ端末の存在を検出するステップと，
受信したいかなるプローブ要求に対しても応答を返さないステップと，
前記無線ＬＡＮ端末検出手段によって検出されたチャネルにて自身を動作させるステップと，
を含む方法。
アドホックモードにて相互に通信を行う複数の無線ＬＡＮ端末により構成される無線ＬＡＮネットワークにおける無線ＬＡＮ端末を，
アドホックモードにて通信可能な所定の無線ＬＡＮ端末が不在であることを検出する無線ＬＡＮ端末不在検出手段と，
前記無線ＬＡＮ端末不在検出手段によって前記所定の無線ＬＡＮ端末の不在が検出された場合，自身の動作チャネルを変更し，不在であった前記所定の無線ＬＡＮ端末の存在を検出する無線ＬＡＮ端末検出手段と，
受信したいかなるプローブ要求に対しても応答を返さないプローブ応答抑制手段と，
前記無線ＬＡＮ端末検出手段によって検出されたチャネルにて自身を動作させる手段と，
して機能させるためのプログラム。
アドホックモードにて相互に通信を行う第１の無線ＬＡＮ端末と第２の無線ＬＡＮ端末により構成される無線ＬＡＮネットワークシステムであって，
（１）第１の無線ＬＡＮ端末は，
（Ａ）プローブ要求を受信するプローブ要求受信手段と，
（Ｂ）受信したプローブ要求に対して応答するプローブ応答手段と，
（Ｃ）ビーコン送出手段と，を備え，
（２）第２の無線ＬＡＮ端末は，
（Ｄ）自身が送出したプローブ要求に対する第１の無線ＬＡＮ端末からの応答が受信できない，または，第１の無線ＬＡＮ端末のビーコンが検出できないことに基づき，第１の無線ＬＡＮ端末が不在であることを検出する無線ＬＡＮ端末不在検出手段と，
（Ｅ）前記無線ＬＡＮ端末不在検出手段によって前記第１の無線ＬＡＮ端末の不在が検出された場合，自身の動作チャネルを変更し，自身が送出したプローブ要求に対する前記第１の無線ＬＡＮ端末からの応答の受信，または，前記第１の無線ＬＡＮ端末のビーコンの検出に基づき，不在であった前記第１の無線ＬＡＮ端末の存在を検出する無線ＬＡＮ端末検出手段と，
（Ｆ）受信したいかなるプローブ要求に対しても応答を返さないプローブ応答抑制手段と，
（Ｇ）前記無線ＬＡＮ端末検出手段によって検出されたチャネルにて自身を動作させる手段と，
を備える無線ＬＡＮネットワークシステム。