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 - Google Patents

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 Download PDF

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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。
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 (4)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
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