JP2012119749A - 無線通信装置、無線通信装置の制御方法およびプログラム - Google Patents

無線通信装置、無線通信装置の制御方法およびプログラム Download PDF

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【課題】複数の基地局が存在する場合に、無線通信帯域を効率的に共有することができ、複数の基地局が存在する場合に発生する伝送速度の低下を抑制する無線通信装置及び制御方法を提供する。
【解決手段】ビーコンを送信する無線通信装置は、周期的なビーコンの処理を、他の無線ネットワークの数に応じて、停止または開始するようにする。また、他の無線通信装置から受信した他の無線ネットワークに関する情報に応じて、送信手段による前記周期的なビーコン送信の処理を停止または開始する。
【選択図】図1

Description

本発明は、無線通信装置、無線通信装置の制御方法およびプログラムに関する。
IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11に代表される無線LAN(Local Area Network)は、基地局によってネットワークが構築及び制御される。基地局は、アクセスポイント(AP)とも呼ばれ、定期的にビーコン(報知信号)をネットワーク内に報知する。無線端末(ステーション、STA)は、ビーコンを受信することで基地局が構築しているネットワークの識別子、セキュリティ情報等を得ることができる。
近年、モバイルルータと呼ばれる携帯型の基地局が急速に普及し、ショー会場や会議室など、同一エリア内で多数の基地局が稼働することがある。基地局が同一エリア内に多数存在する場合、各基地局及び各基地局に接続する無線端末が送信するデータだけでなく、各基地局が送信するビーコンも無線通信帯域を占有し、利用可能な無線通信帯域に大きな影響を与える。
特許文献1は、複数の基地局の夫々が他の基地局との干渉が少なくなるように使用チャネルを選択し、無線通信帯域を効率的に共有している。
特開2006−054849
通信チャネルは有限であり、基地局が数が増えると、干渉が少ないチャネルを選択できなくなってしまう。その結果、基地局の数が増えると、複数の基地局が送信するビーコンによって、無線通信の帯域が逼迫され、無線通信の伝送速度が低下してしまう。さらには、複数の基地局が送信するビーコンによって、無線端末が使用できる残りの無線通信帯域が大幅に減少し、無線端末が基地局に接続できなくなってしまう。したがって、同一エリア内で多数の基地局が稼働する状況が起こることが増えた昨今、無線通信帯域を効率的に共有する必要性が高まっている。
本発明は、複数の基地局が存在する場合に無線通信帯域を効率的に共有することを目的とする。また、本発明の他の目的は、以下の明細書の説明及び図面より明らかとなるであろう。
本発明は、周期的にビーコンを送信する送信手段と、他の無線ネットワークの数に応じて、前記送信手段による前記周期的なビーコン送信の処理を停止または開始する制御手段と、を有することを特徴とする無線通信装置を提供する。
また、周期的にビーコンを送信する送信手段と、他の無線通信装置から受信した他の無線ネットワークに関する情報に応じて、前記送信手段による前記周期的なビーコン送信の処理を停止または開始する制御手段と、を有することを特徴とする無線通信装置を提供する。
本発明によれば、無線通信帯域を効率的に共有することができ、複数の基地局が存在する場合に発生する伝送速度の低下を抑制できる。
システム構成図 基地局として動作するプリンタの機能ブロック図 無線端末として動作するカメラの機能ブロック図 プリンタ101とDSC102の動作シーケンス図 プリンタ101の動作フローチャート図 カメラの動作フローチャート図
以下、添付図面に従って本発明の一実施例を説明する。以下、IEEE802.11規格に準拠した無線LANシステムを用いた例について説明するが、通信形態は必ずしもこれに限らない。また、プリンタとカメラによって構成される無線ネットワークを例に説明するが、他の機器により構成される無線ネットワークであってもよい。例えば、プリンタ、カメラに代えて、パーソナルコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタンス(PDA)、複写機、オーディオプレーヤ、携帯電話機能と無線LAN機能を有するモバイルルータ等、様々な無線機器に本発明は適用できる。
(実施例1)
図1は無線LANシステムの構成例である。図1では、無線通信装置としてのプリンタ101とカメラ(DSC)102がシステムを構成している。プリンタ101はIEEE802.11規格に対応したアクセスポイント機能(基地局機能)に則って動作している。このプリンタ101が構成する無線ネットワークに無線端末としてカメラ(DSC)102が参加している。DSC102は無線でプリンタ101に画像データを送信して画像を印刷することができる。
図2は、プリンタ101の機能ブロック図である。プリンタ機能部201は印刷処理等の処理を行う機能ブロックである。当該機能に関する詳細な説明はここでは省略する。電源部202はプリンタ機能部、無線通信機能部等、プリンタ101が動作するのに必要な各機能部に電力を供給する。印刷画像転送処理203はDSC102から画像データを受信し、印刷処理を実現するための印刷画像転送プロトコルを制御するためのブロックである。無線通信機能部204は、IEEE802.11規格に則って無線通信を行い、他の無線通信機器との間で無線信号の送受信を行う。
表示処理部205は、LCD、LED等の表示部を有し、プリンタ101、無線機能に関する各種情報をユーザーに通知するために表示部に表示するブロックである。プリンタ101、無線機能に関する設定などは操作部206を介して行われる。つまり、表示部205及び操作部206がプリンタ101のユーザインタフェースとなる。CPU207によって制御されるプログラムは、RAM、フラッシュROMなどによって構成される記憶部208に格納される。無線通信のためのネットワーク識別子、暗号方式、暗号鍵、認証方式、認証鍵等の通信パラメータなども記憶部208に格納される。またCPU207によって処理されるデータも記憶部208対して書き込み、読み込みが行われる。後述する各種処理を実行するためのコンピュータプログラムは記憶部208に記憶されている。CPU207は、このコンピュータプログラムを記憶部208から読み出して実行することにより、後述する各種処理を実行する。アクセスポイント機能部210はアクセスポイントとして動作するための機能部であり、無線ネットワークを構築、管理する。アクセスポイント機能部210は、自身が構築した無線ネットワークに参加する無線端末の情報の管理も行う。アクセスポイント制御部209は無線端末から無線切断要求を受信した場合の無線接続に関する処理を実施する。詳細は後述する。
図3はDSC102の機能ブロック図である。DSC102はカメラに特有の撮影等の処理を行うDSC機能部301を有し、表示処理部305、操作部306においてもカメラ特有の表示、設定が可能である。電源部302はDSC機能部、無線通信機能部等、DSC102が動作するのに必要な各機能部に電力を供給する。印刷画像転送処理303はプリンタ101に画像データを送信し、印刷処理を実現するための印刷画像転送プロトコルを制御するためのブロックである。無線通信機能部304は、IEEE802.11規格に則って無線通信を行い、他の無線通信機器との間で無線信号の送受信を行う。表示処理部305は、LCD、LED等の表示部を有し、DSC102、無線機能に関する各種情報をユーザーに通知するために表示部に表示するブロックである。DSC102、無線機能に関する設定などは操作部306を介して行われる。つまり、表示部305及び操作部306がDSC102のユーザインタフェースとなる。CPU307によって制御されるプログラムは、RAM、フラッシュROMなどによって構成される記憶部308に格納される。無線通信のためのネットワーク識別子、暗号方式、暗号鍵、認証方式、認証鍵等の通信パラメータなども記憶部308に格納される。またCPU307によって処理されるデータも記憶部308対して書き込み、読み込みが行われる。後述する各種処理を実行するためのコンピュータプログラムは記憶部308に記憶されている。CPU307は、このコンピュータプログラムを記憶部308から読み出して実行することにより、後述する各種処理を実行する。ネットワーク検出処理部309は近隣の無線ネットワークを検出し、検出結果に応じた処理を実施する。詳細は後述する。
図2、図3に示した機能ブロックはソフトウェアもしくはハードウェアで実現されるが、一部がソフトウェアが実現され、他はハードウェアで実現されてもよい。また、上記機能ブロックは一例であり、複数の機能ブロックが1つの機能ブロックを構成してもよいし、何れかの機能ブロックが更に複数の機能ブロックに分かれてもよい。
図1に示すように、プリンタ101とDSC102で構成される無線ネットワークは、近隣に多数存在し、各無線ネットワークのプリンタ101(基地局)がビーコンを送信することにより無線通信帯域は非常に混み合っている状況である。このような状況下では、各無線ネットワークにてDSC102が印刷処理時を実行してもDSC102からプリンタ101へ無線送信するデータがビーコンによって阻まれてしまい、伝送速度が低下してしまい、スムーズな印刷が実現できない。プリンタ101の数が増えすぎると、各プリンタ101(基地局)がビーコンが無線通信帯域を占有してしまい、DSC102(無線端末)がプリンタ101(基地局)に接続できない場合もある。
本実施例では、このような状況の発生を予防する方法を提供する。
図4のシーケンス図、図5のプリンタ101の動作フローチャート、図6のDSC102の動作フローチャートを用いて説明する。なお、図4のシーケンス図では代表として(103、107)の2つの無線ネットワークに関して説明するが、他の無線ネットワークにおいても同様である。
無線ネットワーク103の動作に関して説明する。プリンタ101のアクセスポイント機能部210は、無線通信機能部204をIEEE802.11規格に則った基地局として起動して無線ネットワークを構築し、ビーコンの送出を開始する(S401)。プリンタ101は基地局としてビーコンを周期的(例えば100msec毎)に送信する。DSC102の無線通信機能部304は無線端末(ステーション)としてプリンタ101に接続を要求し、プリンタ101、DSC102は無線接続を実施する(S402、S501、S601)。
DSC102はプリンタ101が送出するビーコンと同期を取ることで、無線通信を実現する。これらの工程により例えばDSC102が画像データを無線でプリンタ101に転送し、印刷することが可能となる。
DSC102のユーザーは表示処理部305、操作部306を介してDSC102に記憶されている画像データを選択し、その画像をプリンタ101に無線送信して印刷処理する操作を行う。DSC102はこの操作を検出すると、印刷画像転送プロトコルの処理を開始し、印刷処理が開始される(S403、S502、S602)。該処理が開始されると、印刷画像転送プロトコルにより印刷処理が実行される(S404、S503、S603)。
無線ネットワーク104〜107においても、同様の処理がなされるものとする。従って無線ネットワーク103にて印刷処理実行中に、他の無線ネットワークにて印刷処理が開始されることも起こりうる。ここでは、無線ネットワーク103〜106にて印刷処理が実行中であり、無線ネットワーク107にて印刷処理が開始される状況であるとする。
無線ネットワーク107において、無線ネットワーク103の処理と同様の手順で、無線接続、印刷画像転送プロトコルを実行する(S405、S406、S411)。
この時点で無線ネットワーク103においては、印刷処理が終了したとする(S407、S604)。印刷処理を終えた無線ネットワーク103のDSC102は、ネットワーク検出処理部309によって近隣の無線ネットワークの状況を調査するべく、無線ネットワークの検出処理を実行する(S408、S605)。一定の閾値以上の数の無線ネットワークが検出された場合(S606)、DSC102のネットワーク検出処理部309は無線ネットワークが多数存在することを示す情報を含む切断要求をプリンタ101に送信し(S409、S607)、無線接続を切断する。つまり、近隣に所定の数以上の他の無線ネットワークが検出されると、基地局であるプリンタ101との無線接続を切断する。一定の閾値以上の数の無線ネットワークが検出されない場合(S606)、ユーザによる切断操作が検出されるかを判定する(S608)。ユーザによる切断操作が検出されると、基地局であるプリンタ101に切断要求を送信し、プリンタ101との無線接続を切断する。ユーザによる切断操作が検出されなければ、新たな印刷が要求されるまで待機する。
プリンタ101は、DSC102からの切断要求を受信すると(S504)、アクセスポイント制御部209にて切断要求に基づく切断処理を行う。具体的には切断要求の理由が「無線ネットワークが多数存在」であるかを確認し(S505)、「無線ネットワークが多数存在」でない場合は、切断要求を送信したDSC102との無線接続を切断し(S512)、基地局としての動作を継続する。そして、DSC102から無線接続が要求されると、S501においてDSC102と無線接続する。
切断要求の理由が「無線ネットワークが多数存在」の場合は(S505)、基地局として動作するプリンタ101に接続中の他の無線端末の存在の有無を判定する(S506)。接続中の無線端末が存在する場合は、切断要求を送信したDSC102との無線接続を切断し(S512)、基地局としての動作を継続する。そして、DSC102から無線接続が要求されると、S501においてDSC102と無線接続する。また、接続中の無線端末から印刷要求があれば、S502において印刷処理を行う。
切断要求の理由が「無線ネットワークが多数存在」であり、プリンタ101に接続中の他の無線端末が存在しない場合は(S506)、周期的なビーコン送信の処理を停止し、基地局としての動作を一時停止する(S410、S507)。なお、プリンタ101が基地局と無線端末の両機能を有し、基地局として他の無線端末と接続している間に、プリンタ101自身も無線端末として他の基地局に接続し、無線ネットワークのゲートウェイとしても動作している場合を考える。この場合、他の無線端末からの切断要求の理由が「無線ネットワークが多数存在」である場合は、自身も無線端末として、近隣の無線ネットワークの検出処理を実行する。この検出処理の結果、一定の閾値以上の数の無線ネットワークが検出された場合は、自身も切断要求の理由を「無線ネットワークが多数存在」に設定し、接続中の基地局に切断要求を送信して無線接続を切断してもよい。
無線ネットワーク107においては、無線ネットワーク103のビーコンが送信されなくなり、少なくとも無線ネットワーク103のビーコンと無線ネットワーク107の印刷画像のデータパケットとが衝突することがなくなる。その結果、スムーズに画像転送が行え、スムーズに印刷処理を実行することが可能となる(S412)。
無線ネットワーク107においても印刷処理が終了した場合には(S413)、無線ネットワーク103と同様の手順で基地局動作の停止処理もしくは継続処理を行う。図4では無線ネットワーク107のプリンタ101(基地局)は、ネットワーク検出処理の結果、基地局としての動作を停止している(S414、S415)。
ここでは無線ネットワーク103、107に特化した説明してきたが、同様の動作が無線ネットワーク104〜106においても実施される。すなわち、所定の数以上の基地局が検出される場合は、DSC102、プリンタ101による印刷処理して、プリンタ101(基地局)とDSC102(無線端末)間のデータ通信が終了すると、無線ネットワークは一時的に停止状態になる。従って送信されるビーコンの数は減少する。これに伴い各無線ネットワークにおいて印刷処理等のデータ通信を実行しても、ビーコンとの衝突の可能性は減少するので、無線ネットワークはスムーズにデータ通信できる。
以上に説明した方法により、実際に印刷処理等のデータ通信を実行している無線ネットワークが無線帯域を占有することになり、無線通信帯域を効率的に共有することができ、データ通信をスムーズに行える。また印刷処理等のデータ通信を実施していない時に無線ネットワークを一時停止させることで、プリンタ101、DSC102とも無線通信機能部204、304への電源供給を停止することができる。よって省電力効果を得ることができるという利点もある。
なお、上記説明では、DSC102が無線ネットワークの検出処理を実行し、近隣に無線ネットワークが多数存在することをプリンタ101に通知したが、プリンタ101が無線ネットワークの検出処理を実行してもよい。この場合、プリンタ101はDSC102から切断要求を受信すると(S504)、S505において、アクセスポイント制御部209を用いて無線ネットワークの検出処理を実行する。そして、検出された無線ネットワークが所定の数以上の場合にS506に進むようにする。
また、S506の判定を行わないようにしてもよい。つまり、プリンタ101はDSC102から切断要求を受信し(S504)、近隣の無線ネットワークが所定の数以上の場合は、ビーコンの送出を停止し、基地局としての動作を一時停止してもよい(S507)。
次に、一時停止した無線ネットワークの再開方法について説明する。
ビーコンの送信を停止し、無線ネットワーク103を停止したプリンタ101のアクセスポイント制御部209は、無線ネットワーク103を停止してから一定時間が経過したかを判定する(S508)。なお、ここでは、一定時間の経過を判定するが、近隣無線ネットワークの数に応じた時間経過を判定するようにしてもよい。この場合、ネットワーク検出処理により検出された近隣の無線ネットワーク数をDSC102がプリンタ101に通知するようにする。プリンタ101のアクセスポイント制御部209は、DSC102から通知された近隣無線ネットワークの数に応じた時間経過を判定するようにする。たとえば、近隣無線ネットワークの数が10以上であれば、10分の経過を判定し、近隣無線ネットワークの数が10未満であれば、5分の経過を判定するようにしてもよい。これは、近隣無線ネットワークの数が多い場合は、画像転送等のデータ通信の伝送速度への影響が少なくなるまで近隣無線ネットワークの数が減少するには時間がかかると考えられるからである。プリンタ101がネットワーク検出処理を行う場合も、近隣無線ネットワークの数に応じた時間経過を判定するようにしてもよい。
無線ネットワーク103を停止してから一定時間が経過した場合(S508)、近隣の無線ネットワークの状況を調査するべく、アクセスポイント制御部209は無線ネットワークの検出処理を実行する(S416、S509)。この検出処理の結果、無線ネットワーク数が一定の閾値以上の場合は(S510)、再度、一定時間の計測を開始する。一定の閾値以上の無線ネットワーク数が検出されない場合(S510)、プリンタ101は無線ネットワーク103を再度構築する(S417、S511)。すなわち、ビーコンの送信を再開し(S418)、DSC102から再度、接続の要求があれば、DSC102と無線接続する(S419)。ここでは既に無線ネットワーク107が一時停止状態であることから、一定の閾値以上の無線ネットワークが検出されないとし、プリンタ101は無線ネットワーク103を再開する。
以上のように、無線ネットワークの基地局となるプリンタ101は近隣の無線ネットワーク数に応じて無線ネットワークを再開するか否かを決定する。無線ネットワーク103から107のそれぞれの無線ネットワークにおいて同様の処理が行われる。従って近隣で無線ネットワークを介してDSC102の画像印刷処理が多数実施されている場合は、無線ネットワークの再開は自粛される。近隣での無線ネットワークを介したDSC102の画像印刷処理の実施が少なければ、無線ネットワークの再開がなされる。
無線ネットワークの再開処理は、DSC102からプリンタ101に対して送信される切断要求に含まれる理由値によって、実施するかしないかを決定しても良い。例えば検出された無線ネットワーク数が第1の閾値以上第2の閾値以下であったら、再開処理を実施し、第2の閾値以上であれば実施を見合わせる。理由としては、近隣の無線ネットワーク数が多過ぎる場合は、無線ネットワークを再開しても、スムーズなデータ伝送の実現は不可能だからである。この場合は無線ネットワーク数が多過ぎることから、DSC102からプリンタ101への印刷処理を一定時間後に実施することが望ましい旨を表示処理部205、305に表示し、ユーザーにその旨を伝えるのが望ましい。または、ユーザには現状電波が混雑している旨を告知して、バックグランドでネットワーク検出処理を行い、ネットワーク数が一定値未満になったら、自動で無線ネットワークを再開してもよい。さらには、ユーザーの操作によって、無線ネットワークの再開処理の選択を可能にする方法もある。この場合、表示処理部205に無線ネットワークの再開が可能になったことを明示し、ユーザーに実際に開始するかを問う方法が考えられる。
以上に説明した方法により、無線通信帯域が混雑しているために無線ネットワークを一時停止させた場合であっても、一定時間後に無線ネットワークを再開させることができる。よってDSC102にて再度印刷処理が指示された場合でも、そのときに無線ネットワークが再開していれば、スムーズな処理が可能となる。
以上のように、データ通信が発生している無線ネットワークを継続動作させ、データ通信が終了した無線ネットワークを停止状態にすることで、基地局が送信するビーコンがデータ通信の伝送速度を低下させてしまうことを低減できる。また、データ通信が終了した場合であっても、周囲の無線ネットワーク数に応じて、無線ネットワークを停止することで、基地局が送信するビーコンがデータ通信の伝送速度に影響を与える可能が低い場合にも無駄に無線ネットワークを停止することを予防できる。
また、ビーコンの送信を一時停止した基地局は、所定時間毎に近隣の無線ネットワークの検出を行う。無線ネットワークの検出数が一定値未満になった場合に、再度基地局としての動作を再開し、無線ネットワークを構築し、再度、データ通信が可能になる。
101 基地局として動作するプリンタ
102 無線端末として動作するカメラ

Claims (8)

  1. 周期的にビーコンを送信する送信手段と、
    他の無線ネットワークの数に応じて、前記送信手段による前記周期的なビーコン送信の処理を停止または開始する制御手段と、
    を有することを特徴とする無線通信装置。
  2. 他の無線通信装置から受信した情報に基づいて、他の無線ネットワークの数が所定の数以上か否かを判定する判定手段を有し、
    前記制御手段は、前記判定手段による判定に応じて、前記送信手段による前記周期的なビーコン送信の処理を停止または開始することを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。
  3. 他の無線ネットワークを検出する検出手段を有し、
    前記制御手段は、前記検出手段により検出した他の無線ネットワークの数に応じて、前記送信手段による前記周期的なビーコン送信の処理を停止または開始することを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。
  4. 前記制御手段は、他の無線ネットワークの数と、前記無線通信装置と無線により接続中の他の無線通信装置の有無とに応じて、前記送信手段による前記周期的なビーコン送信の処理を停止することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の無線通信装置。
  5. 周期的にビーコンを送信する送信手段と、
    他の無線通信装置から受信した他の無線ネットワークに関する情報に応じて、前記送信手段による前記周期的なビーコン送信の処理を停止または開始する制御手段と、
    を有することを特徴とする無線通信装置。
  6. 周期的にビーコンを送信する送信工程と、
    他の無線ネットワークの数に応じて、周期的なビーコン送信の処理を停止または開始する制御工程と、
    を有することを特徴とする無線通信装置の制御方法。
  7. 周期的にビーコンを送信する送信工程と、
    他の無線通信装置から受信した他の無線ネットワークに関する情報に応じて、周期的なビーコン送信の処理を停止または開始する制御工程と、
    を有することを特徴とする無線通信装置の制御方法。
  8. 請求項6又は請求項7に記載の無線通信装置の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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