JP2015080133A - 無線通信システムおよび無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アクセスポイントにおけるプローブ応答の送信回数を削減し、アクティブスキャンに係る帯域占有率を低減し、スループットの低下および遅延の増大を防ぐ。【解決手段】無線ＬＡＮの端末がアクセスポイントにプローブ要求を送信し、該プローブ要求を受信したアクセスポイントが該端末に対してプローブ応答を送信し、該プローブ応答を受信した端末が該アクセスポイントに接続する無線通信システムにおいて、アクセスポイントは、所定の端末から送信されるプローブ要求に付加された指定期間と所定のポリシーに応じて、該所定の端末に対するプローブ応答の送信を抑制する期間を設定する制御手段を備える。【選択図】 図１

Description

本発明の無線通信システムおよび無線通信方法は、無線ＬＡＮシステムの端末が周囲のアクセスポイントに対して行うアクティブスキャンに関する。

IEEE802.11規格の無線ＬＡＮシステムでは、端末が周囲のアクセスポイントの存在を確認するための手法の１つにアクティブスキャンがある（非特許文献１）。アクティブスキャンは、図５に示すように、端末ＳＴＡがアクセスポイントＡＰに要求信号（プローブ要求）を送信し、アクセスポイントがその要求信号に対して送信する応答信号（プローブ応答）を端末ＳＴＡが受信することにより、アクセスポイントの存在を認識する。なお、プローブ応答はユニキャストで送信されるため、プローブ応答を受信した端末はＡＣＫフレームを返信する。アクセスポイントがＡＣＫフレームを確認できない場合は、プローブ応答が一定回数まで再送される。

端末は、定期的にアクティブスキャンを行うことにより、端末が接続可能なアクセスポイントを認識できるとともに、端末移動時においてもアクセスポイントの切り替えを迅速に行うことができる。なお、端末が通信中の場合、アクティブスキャンが例えば数秒間隔で行われることが確認されている（非特許文献２）。

IEEE Standard for Local and metropolitan area networks Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications Amendment 5: Enhancements for Higher Throughput, March 2012 中野 隆介、沼尾 雅之、「無線ＬＡＮアクセスポイントへの検索要求を利用した鉄道車内混雑度推定」、DEIM Forum 2012

アクセスポイントおよび端末が多数存在する環境下において、従来と同様のアクティブスキャンを行えば、管理フレーム（プローブ要求、プローブ応答）の増大を招く。複数のアクセスポイントおよび端末が存在するときのアクティブスキャンの動作例を図６に示す。

図６において、端末ＳＴＡ#1からのプローブ要求を受信したアクセスポイントＡＰ#1，#2，#3は、端末ＳＴＡ#1に対してプローブ応答を返信する。プローブ要求はブロードキャストで送信されるため、１つのプローブ要求に対して複数のアクセスポイントＡＰ#1，#2，#3がそれぞれプローブ応答を送信することになる。端末ＳＴＡ#2からのプローブ要求に対しても同様である。したがって、送信されるプローブ応答の数は、（端末数）×（アクセスポイント数）となり、端末およびアクセスポイント数の増加に伴い、膨大な量のプローブ応答が送信される。また、プローブ応答は低速で送信される場合が多く、プローブ応答のフレーム長が長くなる。そのため、プローブ応答の増加は帯域占有率が高くなる。

また、アクティブスキャンの動作は定期的に行われるため、端末が移動していない場合、端末は特定のアクセスポイントから以前に受信したプローブ応答と同一の情報を含むプローブ応答を何度も受信することになる。

その結果、データ通信に利用できる時間が減り、スループットが低下し、遅延が増大することになる。

本発明は、アクセスポイントにおけるプローブ応答の送信回数を削減し、アクティブスキャンに係る帯域占有率を低減し、スループットの低下および遅延の増大を防ぐことができる無線通信システムおよび無線通信方法を提供することを目的とする。

第１の発明は、無線ＬＡＮの端末がアクセスポイントにプローブ要求を送信し、該プローブ要求を受信したアクセスポイントが該端末に対してプローブ応答を送信し、該プローブ応答を受信した端末が該アクセスポイントに接続する無線通信システムにおいて、アクセスポイントは、所定の端末から送信されるプローブ要求に付加された指定期間と所定のポリシーに応じて、該所定の端末に対するプローブ応答の送信を抑制する期間を設定する制御手段を備える。

第１の発明の無線通信システムにおいて、アクセスポイントの制御手段は、プローブ応答の送信を抑制する期間としてプローブ応答を送信しない無応答期間を設定し、該無応答期間の終了まで所定の端末からのプローブ要求に応答せず、該無応答期間の終了後に所定の端末からのプローブ要求に対してプローブ応答を送信する制御を行う構成である。

第１の発明の無線通信システムにおいて、所定の端末は、アクセスポイントの１つを指定して指定期間を付加したプローブ要求を送信する構成であり、指定されたアクセスポイントの制御手段は、プローブ応答の送信を抑制する期間としてプローブ応答を送信しない無応答期間を設定し、該無応答期間を所定の端末に通知する手段を含み、所定の端末は、無応答期間の終了まで指定したアクセスポイントに対するプローブ要求を送信せず、無応答期間の終了後に指定したアクセスポイントに対するプローブ要求を送信する制御手段を備える。

第１の発明の無線通信システムにおいて、アクセスポイントの制御手段は、プローブ応答の送信を抑制する期間として、プローブ応答よりフレーム長が短い代替応答を送信する代替応答期間を設定し、該代替応答期間の終了まで所定の端末からのプローブ要求に対して該代替応答を送信し、該無応答期間の終了後に所定の端末からのプローブ要求に対してプローブ応答を送信する制御を行う構成である。さらに、アクセスポイントの制御手段は、プローブ応答と代替応答のフレーム長の差に応じたデュレーション値を代替応答のデュレーションフィールドに設定して所定の端末に通知する手段を含み、所定の端末は、代替応答で通知されたデュレーション値を優先送信期間として送信権を獲得する制御手段を備える。

第２の発明は、無線ＬＡＮの端末がアクセスポイントにプローブ要求を送信し、該プローブ要求を受信したアクセスポイントが該端末に対してプローブ応答を送信し、該プローブ応答を受信した端末が該アクセスポイントに接続する無線通信方法において、アクセスポイントの制御手段は、所定の端末から送信されるプローブ要求に付加された指定期間と所定のポリシーに応じて、該所定の端末に対するプローブ応答の送信を抑制する期間を設定する。

第２の発明の無線通信方法において、アクセスポイントの制御手段は、プローブ応答の送信を抑制する期間としてプローブ応答を送信しない無応答期間を設定し、該無応答期間の終了まで所定の端末からのプローブ要求に応答せず、該無応答期間の終了後に所定の端末からのプローブ要求に対してプローブ応答を送信する制御を行う。

第２の発明の無線通信方法において、所定の端末は、アクセスポイントの１つを指定して指定期間を付加したプローブ要求を送信し、指定されたアクセスポイントの制御手段は、プローブ応答の送信を抑制する期間としてプローブ応答を送信しない無応答期間を設定し、該無応答期間を所定の端末に通知し、所定の端末は、無応答期間の終了まで指定したアクセスポイントに対するプローブ要求を送信せず、無応答期間の終了後に指定したアクセスポイントに対するプローブ要求を送信する。

第２の発明の無線通信方法において、アクセスポイントの制御手段は、プローブ応答の送信を抑制する期間として、プローブ応答よりフレーム長が短い代替応答を送信する代替応答期間を設定し、該代替応答期間の終了まで所定の端末からのプローブ要求に対して該代替応答を送信し、該無応答期間の終了後に所定の端末からのプローブ要求に対してプローブ応答を送信する制御を行う。さらに、アクセスポイントの制御手段は、プローブ応答と代替応答のフレーム長の差に応じたデュレーション値を代替応答のデュレーションフィールドに設定して所定の端末に通知し、所定の端末は、代替応答で通知されたデュレーション値を優先送信期間として送信権を獲得する。

本発明は、アクセスポイントが所定の端末から通知される指定期間と所定のポリシーに応じて、所定の端末に対するプローブ応答の送信を抑制する期間を設定することにより、アクセスポイントから所定の端末に対するプローブ応答の送信回数が削減され、無線通信システム全体のアクティブスキャンに係る帯域占有率を低減し、スループットの低下および遅延の増大を防ぐことができる。

本発明の実施例１の処理手順を示す図である。 本発明の実施例２の処理手順を示す図である。 本発明の実施例３の処理手順を示す図である。 代替応答のフレーム構成例を示す図である。 アクティブスキャンの基本動作例を示す図である。 アクティブスキャンの動作例を示す図である。

図１は、本発明の実施例１の処理手順を示す。ここでは、１つの端末ＳＴＡと１つのアクセスポイントＡＰを示すが、ＳＴＡはプローブ要求を複数のＡＰに対してブロードキャストで送信するものとする。また、ここでは１つの無線チャネル（ＣＨｘ）における処理手順を示すが、他の無線チャネルにおいても同様の処理がシーケンシャルに実施される。

図１において、(1) ＳＴＡは、プローブ要求を送信する前に、ＡＰに通知する無応答許可期間を計算する。ここで、無応答許可期間とは、ＳＴＡがプローブ要求に対するＡＰからのプローブ応答がないことを許容できる最大の期間である。ＡＰは、この無応答許可期間に基づいて、後述するようにプローブ要求を無視してプローブ応答の送信を抑制する無応答期間を設定する。

無応答許可期間は、例えば以下に示すＳＴＡの状況 (A)〜(C) のいずれか、または組み合わせに基づいてその長短が決定される。

(A) ＳＴＡがＡＰとの接続前は、接続するためのＡＰの情報が必要なため、所定の基準期間より短い無応答許可期間を計算し、ＡＰとの接続後は所定の基準期間より長い無応答許可期間を計算する。

(B) ＳＴＡが加速度センサを用いて移動中か静止中かを判定できる場合に、移動中の場合は無線環境の変化やハンドオーバの発生が想定されるため、所定の基準期間より短い無応答許可期間を計算する。一方、ＳＴＡが静止中の場合は、所定の基準期間より長い無応答許可期間を計算する。

(C) 使用するアプリケーションが無線ＬＡＮを用いた位置測位を利用し、測位にプローブ応答等の管理フレームを用いる場合に、所定の基準期間より短い無応答許可期間を計算し、そうでない場合に所定の基準期間より長い無応答許可期間を計算する。

なお、以上のＳＴＡの状況 (A)〜(C) の例における無応答許可期間は、時間で算出してもよいし、ＡＰにおいてＳＴＡが送信するプローブ要求を無視してよい回数で算出してもよい。

(2) ＳＴＡは、プローブ要求の送信前に計算した無応答許可期間を付加したプローブ要求を送信する。

(3) ＡＰは、ＳＴＡからのプローブ要求を受信すると、プローブ要求に付加された無応答許可期間を参照し、その値に応じた無応答期間を以下のポリシー (a)〜(h) のいずれかに基づいて決定する。なお、プローブ要求に無応答許可期間の設定がなければ、通常のプローブ要求として通常のプローブ応答の送信処理を行う。

(a) 無応答許可期間をそのまま無応答期間として決定する。
(b) 無応答許可期間を最大値として、ランダムに無応答期間を決定する。なお、無応答期間の最大値を無応答許可期間とするのは、以下のポリシーでも同様である。

(c) ＡＰが受信したプローブ要求のＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator) を参照し、ＲＳＳＩが閾値より大きい値か小さい値かに応じて、無応答期間の長短を決定する。すなわち、ＲＳＳＩが閾値より大きい値を示す場合、ＳＴＡがＡＰの近傍にいると判断でき、ＡＰのカバーエリア外に即座に移動するとは考えにくいため、所定の基準期間より長い無応答期間を決定し、プローブ応答の送信を抑制する。一方、ＲＳＳＩが閾値より小さい値を示す場合、ＳＴＡがＡＰのカバーエリア端にいると判断でき、ＡＰのカバーエリア外に移動しやすいため、所定の基準期間より短い無応答期間を決定するか、無応答期間を設定しない。

(d) ポリシー(c) と逆に、ＲＳＳＩが閾値より小さい値を示す場合に長い無応答期間、ＲＳＳＩが閾値より大きい値を示す場合に短い無応答期間を決定する。すなわち、ＲＳＳＩが閾値より小さい値を示す場合、ＳＴＡがＡＰのカバーエリア端にいると判断できるが、そのようなＳＴＡに対してＡＰの存在を通知して当該ＳＴＡがＡＰに接続されると、当該ＳＴＡの通信速度が低速となってシステム全体のスループット特性を低下させるため、所定の基準期間より長い無応答期間を決定し、プローブ応答の送信を抑制する。また、ＡＰのカバーエリア端にいるＳＴＡに対してプローブ応答を送信しても、通信環境が悪いことに起因してプローブ応答の再送が頻発する可能性が高いため、所定の基準期間より長い無応答期間を決定し、プローブ応答の送信を抑制する。一方、ＲＳＳＩが閾値より大きい値を示す場合、ＳＴＡがＡＰの近傍にいて通信環境がよく高速通信が可能なため、所定の基準期間より短い無応答期間を決定するか、無応答期間を設定しない。

(e) 周囲のＡＰが発する信号から周囲のＡＰ数を判断し、ＡＰ数に応じて無応答期間の長短を決定する。すなわち、周囲のＡＰ数が少ない場合、プローブ応答等の管理フレームによる帯域占有率は小さいため、プローブ応答の送信を控えて帯域占有率を低減するよりも、所定の基準期間より短い無応答期間を決定するか、無応答期間を設定せずに通常通りにプローブ応答を送信してＳＴＡに対するＡＰ情報の提供を優先する。一方、周囲のＡＰ数が多い場合、管理フレームの帯域占有率が高くなるめ、所定の基準期間より長い無応答期間を決定し、プローブ応答の送信を抑制する。

(f) ＡＰがＳＴＡとの接続前は、接続するためのＡＰの情報を提供するため、所定の基準期間より短い無応答期間を決定し、ＳＴＡとの接続後は所定の基準期間より長い無応答期間を決定する。さらに、ＳＴＡとの接続後の経過時間に応じて、経過時間が短い場合は短い無応答期間を決定し、経過時間が長くなるに応じて長い無応答期間を決定してもよい。なお、ＳＴＡが無応答許可期間を計算する際に、上記の状況(A) に示すＡＰとＳＴＡの接続前後に基づいてその長短を決めている場合には、上記のポリシー(a) との組み合わせとしてもよい。

(g) ＡＰが正常受信したプローブ要求の数をカウントし、ＳＴＡごとのプローブ要求数に応じて無応答期間の長短を決定する。すなわち、あるＳＴＡのプローブ要求数が少ない場合、ＡＰのカバーエリアに新規に出現したＳＴＡまたはカバーエリア端に存在するＳＴＡであり、ＡＰの情報を必要としてと考えられるため、所定の基準期間より短い無応答期間を決定するか、無応答期間を設定しない。一方、あるＳＴＡのプローブ要求数が多い場合、ＡＰのカバーエリア内に一定時間以上存在しているＳＴＡであり、すでにＡＰの情報を複数回受信していると考えられるため、所定の基準期間より長い無応答期間を決定してプローブ応答の送信を抑制する。

(h) ＳＴＡからのプローブ要求の受信間隔に応じて無応答期間の長短を決定する。すなわち、ＳＴＡが何らかの事情でプローブ要求の送信間隔が長くなり、ＡＰにおけるプローブ要求の受信間隔が長くなっている場合、所定の基準期間より短い無応答期間を決定するか無応答期間を設定しない。一方、プローブ要求の受信間隔が短くなっている場合、所定の基準期間より長い無応答期間を決定してプローブ応答の送信を抑制する。

図１において、(4) ＡＰは、上記のポリシー (a)〜(h) のいずれかに基づいて決定した無応答期間を付加したプローブ応答を送信する。ＳＴＡでは、無応答期間を通知されることにより、その無応答期間中に送信するプローブ要求に対するプローブ応答がなくてもＡＰが存在していると見なすことができる。

(5) ＡＰは、プローブ応答を送信後に無応答期間を設定する。この無応答期間では、ＡＰはＳＴＡからプローブ要求があった場合でもプローブ応答を返信しない。ただし、無応答期間はＳＴＡごとに設定されるため、複数のＳＴＡが存在する場合、他のＳＴＡからのプローブ要求に対しては、上記のポリシー (a)〜(h) のいずれかに基づく処理を行ってプローブ応答を返信する。

(6),(7) ＳＴＡは、(1),(2) と同様に、所定の周期でプローブ要求を送信する前に、状況 (A)〜(C) に基づいてＡＰに通知する無応答許可期間を計算し、無応答許可期間を付加したプローブ要求を送信する。

(8) ＡＰは、無応答期間中であっても、ＳＴＡからプローブ要求を受信した場合に、プローブ応答を送信しないものの、プローブ要求に付加された無応答許可期間を参照し、その値に応じた無応答期間をポリシー (a)〜(h) のいずれかに基づいて再決定し、以下の処理を行う。

そのとき設定している無応答期間の終了時刻Ｔ１と、新たに受信したプローブ要求に基づいて計算した無応答期間の終了時刻Ｔ２が、
Ｔ１＞Ｔ２
となる場合、ＡＰは無応答期間を更新し、新たな無応答期間を決定する。例えば、ＳＴＡ側の状況が変わり、無応答期間の最大値を規定する無応答許可期間が短くなったような場合、ＡＰは無応答期間が短くなるように制御し、ＳＴＡ側における状況変化に対応することができる。
以下、無応答期間が終了すると、 (1)〜(8) の処理を繰り返す。

ＡＰは、周囲に複数のＳＴＡが存在する場合、ＳＴＡのＭＡＣアドレスごとに無応答期間を管理するテーブルを備える。このテーブルのＭＡＣアドレス欄には、ＳＴＡが送信したプローブ要求から取得したＳＴＡのＭＡＣアドレスを記載する。また、無応答期間欄には、ＡＰが計算した無応答期間とＡＰのタイマ（例えばＴＦＣタイマ）から無応答期間の終了時刻を求めて記載する。また、無応答期間をプローブ要求を無視する回数とした場合には、その回数を記載し、プローブ要求を受信して無視するごとに無応答期間欄の値を１ずつ減算し、書き換える。なお、このテーブルは、すべてのＳＴＡを管理してもよいし、例えばＡＰに接続したＳＴＡのみを対象とし、その他のＳＴＡに対しては一律に同じ制御を行ってもよい。以下に示す実施例２においても同様である。

図２は、本発明の実施例２の処理手順を示す。ここでは、１つの端末ＳＴＡと１つのアクセスポイントＡＰ（ＳＳＩＤ：Ａ）を示すが、実施例２のＳＴＡはプローブ要求の宛先をブロードキャストではなく、ＳＳＩＤリストに記載されたＳＳＩＤを指定して送信し、ＡＰは、受信したプローブ要求が自局宛であれば、必ずプローブ応答を返信するものとする。すなわち、ＳＴＡはプローブ要求を特定のＡＰに対して送信し、当該プローブ要求を受信できる位置に特定のＡＰが存在していればプローブ応答が返信される。また、ここでは１つの無線チャネル（ＣＨｘ）における処理手順を示すが、他の無線チャネルにおいても同様の処理がシーケンシャルに実施される。

実施例２では、実施例１と同様にＳＴＡが計算した無応答許可期間に基づいてＡＰが無応答期間を決定し、ＡＰが無応答期間を設定することによりプローブ応答の送信を抑制する処理が行われる。

図２において、(1) ＳＴＡは、ＳＳＩＤ：Ａ，Ｂを記載したＳＳＩＤリストを保持しており、ＳＳＩＤ：ＡのＡＰに対してプローブ要求を送信する前に、ＳＳＩＤ：ＡのＡＰに通知する無応答許可期間を上記の状況 (A)〜(C) に基づいて計算する。

(2) ＳＴＡは、ＳＳＩＤ：ＡのＡＰに対するプローブ要求の送信前に計算した無応答許可期間を付加したプローブ要求を送信する。

(3) ＳＳＩＤ：ＡのＡＰは、ＳＴＡからのプローブ要求を受信すると、プローブ要求に付加された無応答許可期間を参照し、その値に応じた無応答期間を上記のポリシー (a)〜(h) のいずれかに基づいて決定する。なお、プローブ要求に無応答許可期間の設定がなければ、通常のプローブ要求として通常のプローブ応答の送信処理を行う。

(4) ＳＳＩＤ：ＡのＡＰは、上記のポリシー (a)〜(h) のいずれかに基づいて決定した無応答期間を付加したプローブ応答を送信する。ＳＴＡでは、無応答期間を通知されることにより、その無応答期間中に送信するプローブ要求に対するプローブ応答がなくてもＡＰが存在していると見なすことができる。

(5) ＳＳＩＤ：ＡのＡＰは、プローブ応答を送信後に無応答期間を設定する。
(6) ＳＴＡは、ＳＳＩＤ：ＡのＡＰからのプローブ応答を受信すると、プローブ応答に記載された無応答期間を参照し、その期間のみＳＳＩＤリストからＳＳＩＤ：Ａを削除する書き換えを行う。

(7),(8) ＳＴＡは、ＳＳＩＤ：ＡのＡＰが設定した無応答期間中、ＳＳＩＤ：ＢのＡＰに対してのみプローブ要求を送信する。すなわち、ＳＳＩＤ：ＢのＡＰに対してプローブ要求を送信する前に、ＳＳＩＤ：ＢのＡＰに通知する無応答許可期間を上記の状況 (A)〜(C) に基づいて計算し、無応答許可期間を付加したプローブ要求に付加して送信する。ただし、ここでは、ＳＳＩＤ：ＢのＡＰが存在しないためプローブ応答がないので、ＳＳＩＤ：ＡのＡＰが設定した無応答期間中にＳＳＩＤ：ＢのＡＰに対するプローブ要求のみが繰り返し送信される。

(9) ＳＴＡは、ＳＳＩＤ：ＡのＡＰが設定した無応答期間が終了すると、ＳＳＩＤリストにＳＳＩＤ：Ａを追加する書き換えを行い、(1) からの処理を繰り返す。

実施例１および実施例２では、ＳＴＡが計算した無応答許可期間に基づいてＡＰが無応答期間を決定し、その無応答期間だけプローブ応答の送信を停止した。実施例３では、ＡＰが送信するプローブ応答に代えて、プローブ応答よりオーバーヘッドが小さい代替応答を送信する代替応答期間を決定することにより、プローブ応答の送信を停止せずにアクティブスキャンに係る帯域占有率を低減することを特徴とする。

ここで、実施例３の特徴である代替応答について説明する。
代替応答は、プローブ応答よりもオーバーヘッドが小さいため、周波数帯域の占有を削減できる。ここで、オーバーヘッドとは、メッセージ長とレートに基づくフレームの長さ（単位は時間）で判断する。プローブ応答はＡＰに関する情報が付加されているため、比較的大きいサイズのフレームとなる。また、確実に復調できるように低速レートで送信される場合が多く、１Ｍbps で送信された場合にそのフレーム長は約１ｍｓになることがある。一方、代替応答は、ＣＴＳフレームなど非常に小さいサイズのフレームとなり、またＡＰとＳＴＡの間の距離が近い場合には高速レートで送信される。仮に、プローブ応答と同じ１Ｍbps で送信した場合であってもフレーム長は約 0.2ｍｓで済むため、0.8 ｍｓの期間の周波数帯域の占有を削減することができる。

ＳＴＡは、プローブ応答等のＲＳＳＩを参照してハンドオーバー等の制御をする場合があるため、実施例１および実施例２のように無応答期間の設定により全く何も応答しない期間があれば、ＳＴＡがハンドオーバのトリガとなる通信品質の劣化を迅速に検出することができなくなる。実施例３における代替応答期間は、プローブ応答の代わりに代替応答を送信するので、ＳＴＡは代替応答のＲＳＳＩを用いて通信品質を把握し、ハンドオーバーの迅速な対応が可能となる。

図３は、本発明の実施例３の処理手順を示す。ここでは、１つの端末ＳＴＡと１つのアクセスポイントＡＰを示すが、ＳＴＡはプローブ要求を複数のＡＰに対してブロードキャストで送信するものとする。また、ここでは１つの無線チャネル（ＣＨｘ）における処理手順を示すが、他の無線チャネルにおいても同様の処理がシーケンシャルに実施される。

図３において、(1) ＳＴＡは、プローブ要求を送信する前に、ＡＰに通知する代替応答許可期間を計算する。ここで、代替応答許可期間とは、ＳＴＡがＡＰにプローブ応答の代わりに代替応答を送信することを許可する最大の期間である。ＡＰは、この代替応答許可期間に基づいて、後述するように代替応答を送信する代替応答期間を決定する。

代替応答許可期間は、例えば以下に示すＳＴＡの状況 (D)〜(F) のいずれか、または組み合わせに基づいてその長短が決定される。

(D) ＡＰとの接続前は、接続するためのＡＰの情報が必要なため、所定の基準期間より短い代替応答許可期間を計算し、接続後は所定の基準期間より長い代替応答許可期間を計算する。

(E) ＳＴＡが加速度センサを用いて移動中か静止中かを判定できる場合に、移動中の場合は無線環境の変化やハンドオーバの発生が想定されるため、所定の基準期間より短い代替応答許可期間を計算する。一方、ＳＴＡが静止中の場合は、所定の基準期間より長い代替応答許可期間を計算する。

(F) 使用するアプリケーションが無線ＬＡＮを用いた位置測位を利用し、測位にプローブ応答等の管理フレームを用いる場合に、所定の基準期間より短い代替応答許可期間を短く計算し、そうでない場合に所定の基準期間より長い代替応答許可期間を計算する。

なお、以上のＳＴＡの状況 (D)〜(F) の例における代替応答許可期間は、時間で算出してもよいし、ＡＰにおいてＳＴＡが送信するプローブ要求を無視してよい回数で算出してもよい。

(2) ＳＴＡは、プローブ要求の送信前に計算した代替応答許可期間を付加したプローブ要求を送信する。

(3) ＡＰは、ＳＴＡからのプローブ要求を受信すると、プローブ要求に付加された代替応答許可期間を参照し、その値に応じた代替応答期間を以下のポリシー (i)〜(m) のいずれかに基づいて決定する。なお、プローブ要求に代替応答許可期間の設定がなければ、通常のプローブ要求として通常のプローブ応答の送信処理を行う。

(i) 代替応答許可期間をそのまま代替応答期間として決定する。
(j) 代替応答許可期間を最大値として、ランダムに代替応答期間を決定する。なお、代替応答期間の最大値を代替応答許可期間とするのは、以下のポリシーでも同様である。

(k) ＡＰが受信したプローブ要求のＲＳＳＩを参照し、ＲＳＳＩが閾値より大きい値か小さい値かに応じて、代替応答期間の長短を決定する。すなわち、ＲＳＳＩが閾値より大きい値を示す場合、ＳＴＡがＡＰの近傍にいると判断でき、通信環境がよいので所定の基準期間より長い代替応答期間を決定し、プローブ応答の送信を抑制しながらフレーム長が短い代替応答により生じる優先送信期間（詳しくは後述）を設けて周波数帯域を有効利用する。一方、ＲＳＳＩが閾値より小さい値を示す場合、ＳＴＡがＡＰのカバーエリア端にいると判断でき、通信環境が悪く優先送信期間を設けても効率よく周波数帯域を活用できない可能性が高いので、所定の基準期間より短い代替応答期間を決定するか、代替応答期間を設定しない。

(l) 周囲のＡＰが発する信号から周囲のＡＰ数を判断し、ＡＰ数の大小に応じて代替応答期間の長短を決定する。すなわち、周囲のＡＰ数が少ない場合、プローブ応答等の管理フレームによる帯域占有率は小さいため、プローブ応答の送信を控えて帯域占有率を低減するよりも、所定の基準期間より短い代替応答期間を決定するか、代替応答期間を設定せずに通常通りにプローブ応答を送信してＳＴＡに対するＡＰ情報の提供を優先する。一方、周囲のＡＰ数が多い場合、管理フレームの帯域占有率が高くなるため、所定の基準期間より長い代替応答期間を決定してプローブ応答の送信を抑制する。

(m) ＳＴＡからのプローブ要求の受信間隔に応じて代替応答期間の長短を決定する。すなわち、ＳＴＡが何らかの事情でプローブ要求の送信間隔が長くなり、ＡＰにおけるプローブ要求の受信間隔が長くなっている場合、所定の基準期間より短い代替応答期間を決定するか代替応答期間を設定しない。一方、プローブ要求の受信間隔が短くなっている場合、所定の基準期間より長い代替応答期間を決定してプローブ応答の送信を抑制する。

図３において、(4) ＡＰは、上記のポリシー (i)〜(m) のいずれかに基づいて決定した代替応答期間を付加したプローブ応答を送信する。ＳＴＡでは、代替応答期間を通知されることにより、その代替応答期間中に送信するプローブ要求に対するプローブ応答がなくてもＡＰが存在していると見なすことができる。また、ＳＴＡは、プローブ応答にあって代替応答にないパラメータに変更がないと見なして動作する。

(5) ＡＰは、プローブ応答を送信後に代替応答期間を設定する。この代替応答期間では、ＡＰはＳＴＡからプローブ要求があった場合でもプローブ応答を返信せず、代替応答を返信する。ただし、代替応答期間はＳＴＡごとに設定されるため、複数のＳＴＡが存在する場合、他のＳＴＡからのプローブ要求に対しては、上記のポリシー (i)〜(m) のいずれかに基づく処理を行ってプローブ応答を返信する。

(6),(7) ＳＴＡは、(1),(2) と同様に、所定の周期でプローブ要求を送信する前に、状況 (D)〜(F) に基づいてＡＰに通知する代替応答許可期間を計算し、代替応答許可期間を付加したプローブ要求を送信する。ここで、プローブ要求に代替応答許可期間を付加することにより、実施例１の無応答許可期間を付加する場合と同様に、ＡＰがＳＴＡ側における状況変化に対応することができる。

(8) ＡＰは、代替応答期間中にＳＴＡからプローブ要求を受信した場合、ＳＴＡに対して代替応答を送信する。代替応答のフレーム構成例を図４(a) 〜(c) に示す。このとき、代替応答の宛先（ＲＡ，ＤＡ）はプローブ要求を送信したＳＴＡとし、フレーム内のデュレーションフィールドに優先送信期間を記載する。デュレーション値（優先送信期間の値、単位はマイクロ秒）は、次のように計算する。
デュレーション値＝（プローブ応答のフレーム長）−（代替応答のフレーム長）

なお、ＡＰはポリシーに基づいて、代替応答期間をゼロとし、代替応答ではなくプローブ応答を送信してもよい。例えば、既に認証・アソシエーションを完了したＳＴＡにのみ代替応答を送信し、配下のＳＴＡのみに優先送信期間を設定する。さらに、配下のＳＴＡのうち、代替応答の宛先で設定する特定のＳＴＡのみに優先送信期間を設定してもよい。

(9) デュレーション値は、プローブ応答に代えて代替応答を送信したことによる空き時間である。周辺のＡＰおよびＳＴＡは、代替応答に記載されたデュレーション値の期間だけ送信禁止となるため、代替応答の宛先であるＳＴＡのみが送信可能であり、優先送信期間となる。
以下、代替応答期間が終了すると、 (1)〜(9) の処理を繰り返す。

ＡＰは、周囲に複数のＳＴＡが存在する場合、ＳＴＡのＭＡＣアドレスごとに代替応答期間を管理するテーブルを備える。このテーブルのＭＡＣアドレス欄には、ＳＴＡが送信したプローブ要求から取得したＳＴＡのＭＡＣアドレスを記載する。また、代替応答期間欄には、ＡＰが計算した代替応答期間とＡＰのタイマ（例えばＴＦＣタイマ）から代替応答期間の終了時刻を求めて記載する。また、代替応答期間をプローブ要求を無視する回数とした場合には、その回数を記載し、プローブ要求を受信して無視するごとに代替応答期間欄の値を１ずつ減算し、書き換える。なお、このテーブルは、すべてのＳＴＡを管理してもよいし、例えばＡＰに接続したＳＴＡのみを対象とし、その他のＳＴＡに対しては一律に同じ制御を行ってもよい。

ＳＴＡ 端末
ＡＰ アクセスポイント

Claims (10)

1. 無線ＬＡＮの端末がアクセスポイントにプローブ要求を送信し、該プローブ要求を受信したアクセスポイントが該端末に対してプローブ応答を送信し、該プローブ応答を受信した端末が該アクセスポイントに接続する無線通信システムにおいて、
   前記アクセスポイントは、所定の端末から送信されるプローブ要求に付加された指定期間と所定のポリシーに応じて、該所定の端末に対するプローブ応答の送信を抑制する期間を設定する制御手段を備えた
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
   前記アクセスポイントの制御手段は、前記プローブ応答の送信を抑制する期間として前記プローブ応答を送信しない無応答期間を設定し、該無応答期間の終了まで前記所定の端末からのプローブ要求に応答せず、該無応答期間の終了後に前記所定の端末からのプローブ要求に対してプローブ応答を送信する制御を行う構成である
   ことを特徴とする無線通信システム。
3. 請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
   前記所定の端末は、前記アクセスポイントの１つを指定して前記指定期間を付加したプローブ要求を送信する構成であり、
   前記指定されたアクセスポイントの制御手段は、前記プローブ応答の送信を抑制する期間として前記プローブ応答を送信しない無応答期間を設定し、該無応答期間を前記所定の端末に通知する手段を含み、
   前記所定の端末は、前記無応答期間の終了まで前記指定したアクセスポイントに対する前記プローブ要求を送信せず、前記無応答期間の終了後に前記指定したアクセスポイントに対する前記プローブ要求を送信する制御手段を備えた
   ことを特徴とする無線通信システム。
4. 請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
   前記アクセスポイントの制御手段は、前記プローブ応答の送信を抑制する期間として、前記プローブ応答よりフレーム長が短い代替応答を送信する代替応答期間を設定し、該代替応答期間の終了まで前記所定の端末からのプローブ要求に対して該代替応答を送信し、該無応答期間の終了後に前記所定の端末からのプローブ要求に対してプローブ応答を送信する制御を行う構成である
   ことを特徴とする無線通信システム。
5. 請求項４に記載の無線通信システムにおいて、
   前記アクセスポイントの制御手段は、前記プローブ応答と前記代替応答のフレーム長の差に応じたデュレーション値を前記代替応答のデュレーションフィールドに設定して前記所定の端末に通知する手段を含み、
   前記所定の端末は、前記代替応答で通知されたデュレーション値を優先送信期間として送信権を獲得する制御手段を備えた
   ことを特徴とする無線通信システム。
6. 無線ＬＡＮの端末がアクセスポイントにプローブ要求を送信し、該プローブ要求を受信したアクセスポイントが該端末に対してプローブ応答を送信し、該プローブ応答を受信した端末が該アクセスポイントに接続する無線通信方法において、
   前記アクセスポイントの制御手段は、所定の端末から送信されるプローブ要求に付加された指定期間と所定のポリシーに応じて、該所定の端末に対するプローブ応答の送信を抑制する期間を設定する
   ことを特徴とする無線通信方法。
7. 請求項６に記載の無線通信方法において、
   前記アクセスポイントの制御手段は、前記プローブ応答の送信を抑制する期間として前記プローブ応答を送信しない無応答期間を設定し、該無応答期間の終了まで前記所定の端末からのプローブ要求に応答せず、該無応答期間の終了後に前記所定の端末からのプローブ要求に対してプローブ応答を送信する制御を行う
   ことを特徴とする無線通信方法。
8. 請求項６に記載の無線通信方法において、
   前記所定の端末は、前記アクセスポイントの１つを指定して前記指定期間を付加したプローブ要求を送信し、
   前記指定されたアクセスポイントの制御手段は、前記プローブ応答の送信を抑制する期間として前記プローブ応答を送信しない無応答期間を設定し、該無応答期間を前記所定の端末に通知し、
   前記所定の端末は、前記無応答期間の終了まで前記指定したアクセスポイントに対する前記プローブ要求を送信せず、前記無応答期間の終了後に前記指定したアクセスポイントに対する前記プローブ要求を送信する
   ことを特徴とする無線通信方法。
9. 請求項６に記載の無線通信方法において、
   前記アクセスポイントの制御手段は、前記プローブ応答の送信を抑制する期間として、前記プローブ応答よりフレーム長が短い代替応答を送信する代替応答期間を設定し、該代替応答期間の終了まで前記所定の端末からのプローブ要求に対して該代替応答を送信し、該無応答期間の終了後に前記所定の端末からのプローブ要求に対してプローブ応答を送信する制御を行う
   ことを特徴とする無線通信方法。
10. 請求項９に記載の無線通信方法において、
    前記アクセスポイントの制御手段は、前記プローブ応答と前記代替応答のフレーム長の差に応じたデュレーション値を前記代替応答のデュレーションフィールドに設定して前記所定の端末に通知し、
    前記所定の端末は、前記代替応答で通知されたデュレーション値を優先送信期間として送信権を獲得する
    ことを特徴とする無線通信方法。

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