JP2016158039A - 通信装置および無線通信システム - Google Patents

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Abstract

【課題】スキャニングの所要時間を短縮することが可能な通信装置を得ること。
【解決手段】本発明にかかる通信装置は、通信可能な他の通信装置から識別情報を収集する収集手段と、通信装置の探索のためにブロードキャストされたフレームである探索用フレームを受信した場合に、情報収集手段により収集された識別情報を含んだフレームを探索用フレームに対する応答フレームとして生成し、探索用フレームの送信元の通信装置から指定された応答チャネルで送信する応答フレーム送信手段と、を備える。
【選択図】図8

Description

本発明は、通信相手を探索する機能を有する通信装置およびこの通信装置を備えた無線通信システムに関する。
近年、自動車などの移動体に搭載される車載機器には無線LAN(Local Area Network)等の無線通信機能が搭載され始め、他方ではスマートフォン、タブレット等が普及してきており多くの歩行者が無線通信装置を所持するようになっている。このため、無線通信装置間の無線通信、具体的には、歩行者が所持している無線通信装置と無線通信機能を有する車載機器との間の通信である歩車間通信、道路などに設置された無線通信機器と無線通信機能を有する車載機器との間の通信である路車間通信、などを利用して危険予知を行うことが検討されている。このような、無線通信端末を利用した危険通知を行う場合、無線通信装置間の無線通信では、利用可能なチャネルをスキャンすることで通信相手の無線通信装置を発見し、通信可能であれば通信を開始する。
従来、無線LAN、すなわち、IEEE(the Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.)802.11a/b/g/n/ac/ad/ah/afなどの規格に準拠した無線通信システムにおいて通信相手を発見する手段として、アクティブスキャニング(Active Scanning)とパッシブスキャニング(Passive Scanning)が存在する。
アクティブスキャニングでは、無線通信装置は、「ScanType」が「ActiveScan」である「MLME−SCAN.request」プリミティブを受け取り次第、アクティブスキャニングを開始する。
なお、「MLME−SCAN.request」プリミティブとは、無線通信装置がスキャニングにより通信相手を探索する際にSME(Station Management Entity)が生成し、MLME(MAC subLayer Management Entity)に通知されるプリミティブ(命令)である。
アクティブスキャニングでは、無線通信装置は、あるチャネルで一定時間(Probe Delay時間という)が経過するまで、または、アクセスポイントから送信されるビーコンフレームを受信するまで、待機する。ビーコンフレームを受信せずに一定時間が経過した場合には、無線通信装置は、通信相手を発見するためのプローブ要求(Probe Request)フレームのブロードキャストを開始する。無線通信装置は、プローブ要求フレームの送信に合わせてプローブタイマー(Probe Timer)をスタートさせ、スタート後の一定期間(MinChannelTimeという)において「PHY−CCA.indication(busy)」が物理層からMAC(Medium Access Control)層に渡されたか否かを判断する。
なお、「PHY−CCA.indication(busy)」は、物理層からMAC層へ、チャネルが他の無線通信装置により使用されている状態にあることを通知するプリミティブ(命令)である。
「MinChannelTime」において「PHY−CCA.indication(busy)」が物理層からMAC層に通知されなかった場合、無線通信装置は、次のチャネルでのスキャンを開始する。
一方、「MinChannelTime」において「PHY−CCA.indication(busy)」が物理層から通知された場合には、プローブタイマーのスタートから「MaxChannelTime」経過後、受信したすべてのプローブ応答(Probe Response)フレームを処理する。その後、次のチャネルでスキャンを開始する。
なお、「MinChannelTime」はスキャンの際に各チャネルにて費やされる最小時間であり、「MaxChannelTime」はスキャンの際に各チャネルにて費やされる最大時間である。「MaxChannelTime」は「MinChannelTime」以上の値として定義される。アクティブスキャニングでは、以上の動作を「ChannelList」で指定された各チャネルで行う。
「ChannelList」はアクティブスキャニングの対象となるチャネルを示す。
ここで、通信相手を探索する無線通信装置をSTA1とし、通信相手の無線通信装置をAP1とする。通信相手を探索する端末STA1は、スキャンするチャネルの決定後、プローブ要求フレームのブロードキャストを開始する。
プローブ要求フレームを受信した端末AP1は、プローブ応答フレームをDIFS(DCF(Distributed Coordination Function) Interframe Space)時間経過後にSTA1へ送信する。プローブ応答フレームを受信した端末STA1は、SIFS(Short Interframe Space)時間経過後に、ACK(acknowledgment)フレームを送信する。端末STA1は、プローブ要求フレームの送信開始から「MaxChannelTime」経過後に、受信したすべてのプローブ応答フレームを処理する。そして、「ScanType」を設定することで、アクティブスキャニングまたはパッシブスキャニングを開始する。また、「ProbeDelay」により、プローブ要求である「Probe Request」を送信するまでの時間を設定する。また、「MinChannelTime」及び「MaxChannelTime」により、「MinChannelTime」の値と「MaxChannelTime」の値を固定値として設定する。
スキャンするチャネルについては、「ChannelList」によって、端末の利用可能な物理周波数リストが設定される。無線通信装置の物理層は、プローブ応答フレームを受信すると、「PHY−CCA.indication(busy)」をMAC層に通知する。「PHY−CCA.indication(busy)」があるということは、他の無線通信装置からプローブ応答フレームを受信したということであり、そのチャネルを現在使用している他の無線通信装置があり、その無線通信装置と通信できる可能性があるということである。「PHY−CCA.indication(busy)」がないということは、他の無線通信装置がないということである。
上記では、「PHY−CCA.indication(busy)」があれば、そのチャネルに通信相手の候補があるとし、「PHY−CCA.indication(busy)」がなければ、そのチャネルに通信相手の候補がないとする。
一方、パッシブスキャニングでは、無線通信装置は、「ScanType」が「PassiveScan」である「MLME−SCAN.request」プリミティブを受け取り次第、スキャニングを開始する。無線通信装置は、パッシブスキャニングを開始すると、「ChannelList」で指定された各チャネルにてビーコンフレームの待ち受けを行い、「MaxChannelTime」経過後に次のチャネルで待ち受けを行う。
例えば、特許文献1には、アクセスポイントを介さない端末間の直接通信において、相互の端末はチャネルのスキャンの順序をランダムに設定するとともに、チャネルをスキャンする際のスキャニング開始時刻をランダムに決定し、「MaxChannelTime」および「MinChannelTime」を、「MAX_ChannelTime」および「Max_MinChannelTime」を超えない範囲でランダムに決定し、シーケンシャルスキャンを行うことで、相互の端末を早期検出する技術が開示されている。
次に無線LANにおける伝送媒体へのアクセス方式について詳細に説明する。無線LANにおける伝送媒体へのアクセス方式は非特許文献1で規定されている。無線LANではMACプロトコルとして、DCF(Distributed Coordination Function)とPCF(Point Coordination Function)の方式が定められているが、現在普及している多くの無線通信装置は、DCF方式を採用している。DCF方式では、各無線通信装置が伝送媒体(無線)にアクセスする際に競合の発生をさけるために、アクセス制御プロトコルとしてCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)方式を用いる。
CSMA/CA方式における、無線通信装置が媒体にアクセスする際の手順について説明する。まず無線通信装置は伝送媒体に対してキャリアセンスを行い、伝送媒体がビジーからアイドルに移行したことを契機として、DIFS時間待機し、さらにバックオフ(BackOff)時間分キャリアセンスを継続する。このバックオフ時間は、CW(Contetion Window)+aSlotTimeで求められる。CWの値は、CW=(CWmin+1)×2のn乗−1(CWmin=15、nは再送回数)で定義される。初回バックオフ時のCWは0〜15の間のランダム値となり、フレーム送信失敗による再送のたびにCWの値は大きくなり、最大CWmax=255以下のランダム値となる。aSlotTimeの値は伝送規格に依存する。バックオフ時間経過まで伝送媒体がアイドルであれば、無線通信装置はフレームの送信を行う。
バックオフ時間が経過するまでに伝送媒体がビジーとなった場合、残りのバックオフ時間を持ち越し、次に伝送媒体がアイドルになったときに、持ち越したバックオフ時間のキャリアセンスを行う。持ち越したバックオフ時間経過まで伝送媒体がアイドルであれば、無線通信装置はフレームの送信を行う。
ユニキャスト通信の場合であれば、無線通信装置は、宛先無線通信装置からのACKの応答によりフレームの送信が成功したことを判断する。フレーム送信後のEIFS(Extended Interframe Space)時間経過までにACKによる応答がなければ、フレーム送信が失敗したと判断し、BackOff時間待機後、再送を行う。EIFS時間経過までにACKによる応答があれば、無線通信装置はフレーム送信が成功したと判断する。フレームの再送回数は、無線通信装置により上限が定められており、上限を超えた場合、フレーム送信失敗と判断する。ブロードキャスト/グループキャスト通信の場合であれば、ACKによる応答確認は行わない。
特開2009−15587号公報
しかしながら、上記従来技術によれば、無線通信装置が周囲の無線通信装置を探索する場合、周囲に多くの無線通信装置が存在する場合には、プローブ応答フレームの衝突発生およびフレーム再送の増加により、多くの時間伝送媒体がビジーとなる。その結果、他の無線通信装置が媒体を使用出来ない時間が増加するため、通信効率が悪化するとともに、スキャニングの所要時間が増加するという問題がある。
上記の非特許文献1におけるDCFのCSMA/CAによる伝送媒体アクセス制御では、初回バックオフ時のCWは0〜15の間のランダム値となることから、無線通信装置がアクティブスキャニングにより周囲の無線通信装置を探索する際、17台以上の無線通信装置が無線通信範囲内に存在すると、プローブ要求フレームを受信した無線通信装置が送信するプローブ応答フレーム間でフレーム衝突が発生し、最低2台の無線通信装置はフレーム送信に失敗する。フレームが衝突する確率は、無線通信装置の増加に比例する。
探索を行う無線通信装置を1台、周囲の無線通信装置の数をN台、フレーム再送の平均数をRとすると、周囲の無線通信装置が探索を行う無線通信装置に応答を行う際の通信量のオーダは、O(N×(R+1))で求めることができる。(R+1)は、応答フレームフレームが、R回送信され、ACKフレームが1回送信されることを示す。なお再送平均数Rは、Nの数が増加するに従い大きい値となる。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、スキャニングの所要時間を短縮することが可能な通信装置を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる通信装置は、通信可能な他の通信装置から識別情報を収集し、通信装置の探索のためにブロードキャストされたフレームである探索用フレームを受信した場合、収集した識別情報を含んだフレームを探索用フレームに対する応答フレームとして生成し、探索用フレームの送信元の通信装置から指定された応答チャネルで送信する。
本発明によれば、スキャニングの所要時間を短縮し、かつ応答フレームの送受信数を削減することができる、という効果を奏する。
本発明において、探索を行う無線通信装置を1台、周囲の無線通信装置の数をN台、1つの無線通信装置のグループにおける平均無線通信装置の数をG、フレーム再送の平均数をRとすると、周囲の無線通信装置が探索を行う無線通信装置に応答を行う際の通信量のオーダは、O(N×(R+1)÷G)で求めることができる。つまり1つの無線通信装置のグループにおける平均無線通信装置の数Gが大きくなるほど通信量を削減できる。
実施の形態1にかかる無線通信システムの構成例を示す図 実施の形態1にかかる無線通信システムの他の構成例を示す図 実施の形態1にかかる無線通信システムの他の構成例を示す図 実施の形態1にかかる通信装置の構成例を示す図 実施の形態1の通信装置が実施するアクティブスキャニングの動作例を示すフローチャート 実施の形態1のアクティブスキャニングにおける周波数チャネルの変更例を示す図 実施の形態1の「Fast Scan Element」の構成例を示す図 実施の形態1の通信装置がパッシブスキャン端末の親である場合に実施するパッシブスキャニングの動作例を示すフローチャート 代理応答要求フレームのフォーマット例を示す図 代理応答通知フレームのフォーマット例を示す図 プローブ応答フレームの要素として含まれる「Proxy Response Information Element」のフォーマット例を示す図 実施の形態1の通信装置がパッシブスキャン端末の子である場合に実施するパッシブスキャニングの動作例を示すフローチャート 実施の形態1の通信装置がパッシブスキャン端末である場合に実施するパッシブスキャニングの動作例を示すフローチャート パッシブスキャン端末の親として動作する通信装置が管理するグループ情報管理テーブルの一例を示す図 ビーコンフレームに含まれる、Proxy Response Report Elementのフォーマットの例を示す図 実施の形態1のアクティブスキャニングおよびパッシブスキャニング(immediate Unicast notification)の動作例を示すシーケンス図 実施の形態1のアクティブスキャニングおよびパッシブスキャニング(immediate broadcast notification)の動作例を示すシーケンス図 実施の形態1のアクティブスキャニングおよびパッシブスキャニング(delayed notification)の動作例を示すシーケンス図 実施の形態2の通信装置が保持するグループ無線通信情報管理テーブルの一例を示す図 実施の形態2の通信装置がパッシブスキャン端末の子である場合に実施するパッシブスキャニングの動作例を示すフローチャート 実施の形態1および2の通信装置を実現するハードウェア構成の一例を示す図
以下に、本発明の実施の形態にかかる通信装置および無線通信システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかる通信装置を含んだ無線通信システムの構成例を示す図である。通信装置1は、自動車5に設置されるものであり、例えば無線LANの基地局(AP、WI-Fi Direct Group Owner、IEEE802.11pなど)として動作し、通信装置2Aおよび2Bと無線リンク4にて接続して通信を行う。通信装置2Aおよび2Bは、例えば無線LANの端末局(STA、WI-Fi Direct Group Client、IEEE802.11pなど)で動作する。通信装置1を無線LANの基地局、通信装置2Aおよび2Bを無線LANの端末局としたが動作方式を限定するものではない。
無線リンク4は470〜710MHz帯、900MHz帯、2.4GHz帯、5GHz帯、60GHz帯等の無線LAN装置が使用する周波数帯域であれば、何れの周波数帯域の周波数チャネルを使用しても構わないし、複数の周波数チャネルを使用しても構わない。
図2は、実施の形態1にかかる通信装置を含んだ無線通信システムの他の構成例を示す図である。図2に示した無線通信システムは、自動車5に搭載された通信装置1と、自動車5の車内に持ち込まれた通信装置2Aおよび2Bと、車外の通信装置3A、3Bおよび3Cとを含んで構成されている。通信装置1、2Aおよび2Bは図1に示した通信装置1、2Aおよび2Bと同じものである。すなわち、通信装置2Aが無線LANの基地局として動作し、通信装置2Aおよび2Bが無線LANの端末局として動作する。車外の通信装置3A、3Bおよび3Cは、通信装置2Aおよび2Bと無線LAN通信を行う端末局として動作する。例えば、通信装置1は自動車に搭載されるHead Unit、カーナビゲーションシステム、オーディオ、リアシートモニター等が考えられる。また、自動車5に持ち込まれている通信装置2Aおよび2Bは、タブレット端末、スマートフォン、携帯ゲーム機器、音楽プレイヤ、パソコン、ウェアラブルデバイス等が考えられる。同様に、車外の通信装置3A、3Bおよび3Cは、スマートフォン、ゲーム機器、タブレット端末、ウェアラブルデバイス、モバイルルータ、公衆無線LANシステムの機器(ホットスポット、中継局、など)、無線LAN対応の広告システム(ディジタルサイネージ、など)が考えられる。なお、本実施の形態では通信装置1,2A,2B,3A,3B,3Cの構成、動作方式等を限定するものでは無い。
通信装置3A、3Bおよび3Cはグループ化された通信装置群であり、通信装置3Aを親とし、通信装置3Bおよび3Cを子とする帰属関係がある。通信装置3A,3Bおよび3Cのグルーピング方法は、文献「WI-Fi Peer-to-Peer(P2P)Technical Specification Version 1.2」で定義されている方法を使用する。具体的には、親をP2P Group Ownerとし、子をP2P Group ClientとするP2P Groupの帰属関係とする。なお、上記文献に示されているP2P Groupによるグルーピングおよび通信装置のロールは動作方式を限定するものではない。例えば、非特許文献1で定義される帰属関係、すなわち、親をAPとし、子をSTAとする無線LANのインフラストラクチャの帰属関係としてもよいし、非特許文献1で定義さている、親をMAP(Mesh Access Point)とし、子をSTAとするMeshネットワークの帰属関係でもよい。また、文献「IEEE Std 802.11ad-2012 “Part 11: Wireless LAN Medium Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) Specifications” Amendment3: Enhancements for Very High Throughput in the 60 GHz Band」において定義されている、親をAPまたはPCP(PBSS(personal basic service set) Control Point)とし、子をSTAとするPBSSの帰属関係でもよい。文献「WI-Fi NAN(Neighbor Awareness Networking) Technical Specification Version 0.0 (Draft 19)」で定義されている、NAN Masterを親とし、NAN Deviceを子とするNAN Clusterの帰属関係でもよい。また、通信装置のグループは、同一周波数チャネルで動作しているものとし、基本的に親となる通信装置が動作している周波数チャネルで子となる通信装置は動作するものとする。
図3は、実施の形態1にかかる通信装置を含んだ無線通信システムの他の構成例を示す図である。図3に示した無線通信システムは、自動車5Aに搭載された通信装置1Aと、自動車5Bに搭載された通信装置1Bと、車外に存在する通信装置3とを含んで構成されている。通信装置1Aと通信装置1Bはグループ化された通信装置群であり、通信装置1Aを親とし、通信装置1Bを子とする帰属関係がある。
通信装置1Aと1Bのグルーピング方法は図2に示した通信装置3A、3Bおよび3Cのグルーピング方法と同様とする。
図4は、図1および図2に示した実施の形態1にかかる通信装置1の構成例を示す図である。なお、図1〜図3に示した通信装置2A、2B、3、3A、3Bおよび3Cの構成も同様である。
通信装置1は、送信部11、受信部12、MAC層制御部13、パラメータ制御部14およびグループ情報管理部15を備え、アクティブスキャニングまたはパッシブスキャニングを行うことにより他の通信装置を探索することが可能である。通信装置1は、パッシブスキャニングを行う場合、他の通信装置とともにグループを形成し、同じグループの他の通信装置と連携して動作する。
送信部11は、IEEE802.11に準拠した送信処理を行う。送信部11は、MAC層制御部13から通知された無線LANフレームの送信を行う他、CSMA/CAによるキャリアセンスの判断を行う。
受信部12は、IEEE802.11に準拠した受信処理を行う。受信部12は、無線LANフレームの受信を行うとともに、宛先がユニキャストである無線LANフレームに対するACKフレームの送信判断を行う。
MAC層制御部13は、スキャニングを行う際の周波数チャネルの制御、パラメータ制御部14から通知された情報に基づく無線LANフレームの送受信、などを行う。
パラメータ制御部14は、「MLME−SCAN.request」プリミティブに含まれている各種パラメータを決定し、スキャニングを行う際にMAC層制御部13に通知する。
グループ情報管理部15は、本実施の形態にかかるパッシブスキャニングを行う際に使用する情報である、自装置と同じグループに属する他の通信装置の情報を管理する。
送信部11、受信部12、MAC制御部13、パラメータ制御部14及びグループ情報管理部15は、例えば、図示しないCPU(Central Processing Unit)がコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従った処理を実行することによって実現される。
通信装置1、1A、1B、2A、2B、3、3A、3Bおよび3Cは、アクティブスキャニングを実施して周囲の通信装置を探索する端末(以下、アクティブスキャン端末)と、パッシブスキャニングを実施して周囲の通信装置を探索する端末(以下、パッシブスキャン端末)と、に分類するものとする。パッシブスキャン端末は、事前にパッシブスキャン端末同士でグルーピングされているものとし、パッシブスキャン端末はアクティブスキャニングを実施せず、アクティブスキャン端末から送信されるプローブ要求フレームを受信後、プローブ応答フレームにてパッシブスキャン端末のグループにおける一部の端末が応答を行うものとする。図2に示した無線通信システムおいては、通信装置1、2Aおよび2Bがアクティブスキャン端末であり、通信装置3A、3Bおよび3Cがパッシブスキャン端末である。図3に示した無線通信システムにおいては、通信装置3がアクティブスキャン端末であり、通信装置1Aおよび1Bがパッシブスキャン端末である。
なお、アクティブスキャニングおよびパッシブスキャニングで送受信するフレーム、フレーム内に設定するパラメータは、上述した従来のアクティブスキャニングおよびパッシブスキャニングで使用するものと同様とする。ただし、使用するフレーム、パラメータは以下の説明で使用するものに限定されない。
ここで、本実施の形態の通信装置が実行する他の通信装置の探索動作、すなわちスキャニング動作について、簡単に説明する。
スキャニングを行う場合、通信装置は、使用可能な全ての周波数チャネル(以下、単に「チャネル」と記載する)に対して、チャネルを切り替えながらプローブ要求フレームを連続して送信し、使用可能なチャネルのうち、予め決定しておいた応答チャネルでプローブ応答フレームを待ち受ける。このとき、応答チャネルでのプローブ要求フレームの送信は他のチャネルでのプローブ要求フレームの送信が終了した後、最後に行うようにして、チャネル切り替えの実施回数が少なくなるようにする。また、応答チャネルの情報をプローブ要求フレームに含ませる。プローブ要求フレームを受信した通信装置は、自装置が他の通信装置を代表して応答を行う通信装置である親の通信装置に設定されている場合、プローブ要求フレームを受信した他の通信装置の情報と自装置の情報とを含んだプローブ応答フレームを応答チャネルで送信する。プローブ要求フレームを受信した通信装置は、自装置が他の通信装置を代表して応答を行う通信装置に設定されていない場合、すなわち、子の通信装置である場合、自装置に代わってプローブ応答フレームを送信するように依頼するための代理応答要求フレームを親の通信装置に対して送信する。このような手順でスキャニングを行うことにより、通信装置が通信可能な他の通信装置を探索するスキャニングの所要時間を短縮化できるとともに、送信されるプローブ応答フレームの数を削減して通信効率を高めることができる。
以下に、本実施の形態の通信装置によるスキャニング動作について、詳しく説明する。
図5は、実施の形態1の通信装置が実施するアクティブスキャニングの動作例を示すフローチャートである。アクティブスキャン端末の通信装置は、予め決められた開始条件を満足した場合にアクティブスキャニングを開始する。例えば、電源投入による起動を開始条件とする。アクティブスキャニングを最後に実行してから一定時間が経過した場合を開始条件としてもよい。通信装置を所有するユーザがスキャニング開始を指示する操作を行った場合にスキャニングを開始するようにしてもよい。アクティブスキャン端末の通信装置においては、MAC層制御部13および送信部11が探索フレーム送信手段を構成し、MAC層制御部13および受信部12が応答フレーム受信手段を構成する。
アクティブスキャン端末の通信装置は、アクティブスキャニングの開始条件を満足すると、図5に示したように、スキャニング、すなわちアクティブスキャニングを開始し(ステップS101)、「MinChannelTime」≒0とする(ステップS102)。このステップS102では、できるだけ小さな値、例えば、システムで設定可能な最小値が設定される。次に、使用可能な全てのチャネルを対象としてステップS103およびS104を繰り返し実行する。本実施の形態では使用可能なチャネルが11チャネル(Ch1〜Ch11)であるものとする。通信装置は、まず、Ch1が応答チャネル(Response Channel)か否かを判定し(ステップS103)、応答チャネルではない場合(ステップS103:No)、他の通信装置の探索のためのフレームであるプローブ要求フレームを送信する(ステップS104)。プローブ要求フレームを送信した後はCh2に切り替える。一方、通信装置は、Ch1が応答チャネルの場合には(ステップS103:Yes)、プローブ要求フレームを送信せずにCh2に切り替える。これをCh1〜Ch11まで行う。その後、通信装置は、予め決められている応答チャネルに遷移し(ステップS105)、「MinChannelTime」=待ち受け時間とする(ステップS106)。待ち受け時間は、各チャネルで動作する通信装置が送信するプローブ要求フレームに対する応答フレーム(プローブ応答フレーム)を受信するために十分な時間、具体的には、利用可能なチャネル数×(プローブ探索フレームの送信時間+通信装置のチャネル切り替え時間)+プローブ応答フレームの送信時間以上の値とする。なお、待ち受け時間をこれに限定するものではない。そして、通信装置は、プローブ要求フレームを送信し(ステップS107)、プローブタイマー(Probe Timer)をスタートする(ステップS108)。その後、通信装置は、「MinChannelTime」中に「PHY−CCA.indication(busy)」が通知されたか否かを判定し(ステップS109)、通知された場合には(ステップS109:Yes)、「MaxChannelTime」が経過後にプローブ応答フレームを処理し、プローブ応答フレームの送信元の通信装置およびプローブ応答フレームに含まれている情報が示す通信装置が自装置の周囲に存在する通信装置、すなわち、通信が可能な位置に存在している通信装置であると把握する(ステップS110)。通信装置は、プローブ応答フレームの処理が終了するとスキャニングを終了する(ステップS111)。一方、「MinChannelTime」中に「PHY−CCA.indication(busy)」が通知されていない場合(ステップS109:No)、通信装置はスキャニングを終了する(ステップS111)。この場合、通信装置は、他の通信装置が発見できなかった、すなわち、通信可能な他の通信装置が存在しないと判断する。
このように、アクティブスキャニングを行う通信装置は、使用可能な全てのチャネルを切り替えながら、プローブ要求フレームを送信し、予め決められている応答チャネルにおいて、プローブ応答フレームを待ち受ける。すなわち、応答チャネル以外のチャネルではプローブ要求フレームの送信のみを行い、プローブ応答フレームの待ち受けは行わない。各チャネルで送信したプローブ要求フレームに対するプローブ応答フレームを応答チャネルで待ち受ける。図5の例では、ステップS103を実行することにより、応答チャネルでのプローブ要求フレームの送信を最後に行うようにしているが、このステップS103は省略しても構わない。ステップS103を省略した場合でも、チャネルごとにプローブ要求フレームの送信とプローブ応答フレームの待ち受けとを行う従来のスキャニングよりも処理時間を短縮することができる。ステップS103を実行した場合には、チャネル切り替えの実行化指数がより少なくなるため、処理時間のさらなる短縮化を実現できる。
なお、本実施の形態では、スキャニングの開始前に、「MinChannelTime」、「MaxChannelTime」、「ResponseOffSetTime」、「ResponseChannel」、「FastScanType」が決定される。「ScanType」は「ActiveScan」とし、「FastScanType」は「True」とし、「ProbeDelay」は0とする。「MinChannelTime」は、非特許文献1などに記載されている従来の方式と同様に「MinChannelTime+ResponseOffSetTime」とし、「MaxChannelTime」は、従来の方式と同様に「MaxChannelTime+ResponseOffSetTime」とする。なお、「MinChannelTime」および「MaxChannelTime」の決め方はこの限りではない。「ChannelList」には、スキャンを行う周波数リストをスキャンの順番に登録する。そして、これらのパラメータを「MLME−SCAN.request」プリミティブにより、SMEからMLMEへ通知する。
MLMEに通知されるプリミティブ(命令)である「MLME−SCAN.request」について説明する。「MLME−SCAN.request」は、通信装置のSMEで生成される。図4に示した構成の通信装置においては、MAC層制御部13がMLMEに相当し、パラメータ制御部14がSMEに相当する。そのため、「MLME−SCAN.request」は、パラメータ制御部14により生成され、MAC層制御部13に通知される。
「MLME−SCAN.request」は、「BSSType」と、「BSSID」と、「SSID」と、「ScanType」と、「ProbeDelay」と、「ChannelList」と、「MinChannelTime」と、「MaxChannelTime」と、「RequestInformation」と、「SSID List」と、「ChannelUsage」と、「AccessNetworkType」と、「HESSID」と、「MeshID」と、「ResponseOffSetTime」と、「ResponseChannel」と、「FastScanType」と、「GroupNotificationType」と、「VendorSpecificInfo」と、を含む。本実施の形態にかかる発明においては、上記の、(1)「ResponseOffSetTime」、(2)「ResponseChannel」、(3)「FastScanType」、および(4)「GroupNotificationType」を従来の方式に追加する事で、上述したアクティブスキャニングを実現している。これらの追加した情報について、以下に説明する。追加した情報以外については非特許文献1において説明されているため、説明を省略する。
(1)ResponseOffSetTime
「ResponseOffSetTime」は、通信装置がプローブ要求フレームを送信する際に、「VendorSpecificInfo」に応答オフセット時間として設定するパラメータである。プローブ要求フレームを受信した通信装置は、受信したプローブ要求フレームに設定されている「ResponseOffSetTime」が経過した後に、送信元の通信装置にプローブ応答フレームを送信する。
(2)ResponseChannel
「ResponseChannel」は、アクティブスキャン端末の通信装置がプローブ要求フレームを送信する際に、「VendorSpecificInfo」に応答チャネルとして設定するパラメータである。アクティブスキャン端末の通信装置は、「ChannelList」のうち、「ResponseChannel」に指定したチャネルを除いたチャネルすべてにプローブ要求フレーム送信後、最後に「ResponseChannel」に指定したチャネルでプローブ要求フレームの送信を行った後、プローブ応答フレームの待ち受けを行う。プローブ要求フレームを受信したパッシブスキャン端末の通信装置のMAC層制御部13は、送信元のアクティブスキャン端末の通信装置へプローブ応答フレームを送信する際、応答チャネルに指定されたチャネルにてプローブ応答フレームを送信する。
(3)FastScanType
「FastScanType」は、本実施の形態にかかるスキャン方式を適用するか否かを通知するフラグである。通信装置は、「FastScanType」が「True」の場合に「ScanType」が「ActiveScan」であればアクティブスキャン端末として動作する。「FastScanType」が「False」の場合にはパッシブスキャン端末として動作し、パッシブスキャンまたは従来の方式のアクティブスキャンを行う。「FastScanType」が「True」かつ「ScanType」が「ActiveScan」を示す場合、通信装置は、図5に示したアクティブスキャニングを実行する。
(4)GroupNotificationType
「GroupNotificationType」は、パッシブスキャン端末の通信装置に対して、実行するパッシブスキャニングを通知するためのパラメータである。
なお、ここで説明した「MLME−SCAN.request」は一例であり、本発明で使用するフレームの構成、パラメータの内容などをこれに限定するものではない。
アクティブスキャン端末の通信装置においては、MAC層制御部13がパラメータ制御部14から「MLME−SCAN.request」プリミティブを受け取ると、アクティブスキャニングを開始する。アクティブスキャニングを開始すると、MAC層制御部13は、「ChannelList」に指定されたチャネルを順番に送信チャネルとして選択し、選択したチャネルでプローブ要求フレームをブロードキャストする。MAC層制御部13は、プローブ要求フレームを送信後、すぐに使用するチャネルを次のチャネルに変更する。または、「MinChannelTime」≒0としてプローブタイマーをスタートする。
MAC層制御部13は、「ChannelList」に指定された各チャネルでプローブ要求フレームの送信を行う場合に、例えば図6に示すように、「ResponseChannel」で指定されたチャネルである応答チャネルにおけるプローブ要求フレームの送信を後回しにする。図6は、実施の形態1のアクティブスキャニングにおけるチャネルの変更例を示す図である。図6に示した例では、2.4GHz帯のチャネルCh1〜Ch11が「ChannelList」に登録されており、「ResponseChannel」はCh6である。MAC層制御部13は、Ch1〜Ch11の各々について、応答チャネルであるか否かを判定し、応答チャネルの場合にはプローブ要求フレームを送信せず、応答チャネルでない場合にはプローブ要求フレームを送信する。図6の例では、応答チャネル以外のCh1〜Ch5、Ch7〜Ch11で先にプローブ要求フレームを送信し、応答チャネルであるCh6では最後にプローブ要求フレームを送信する。
MAC層制御部13は、「ChannelList」で指定された各チャネルにおけるプローブ要求フレームの送信が完了後、「ResponseChannel」で指定されたチャネルである応答チャネルでプローブ要求フレームを送信する。「ResponseChannel」で指定された応答チャネルにてプローブ要求フレームを送信する際には、「MinChannelTime」を「MLME−SCAN.request」プリミティブにより通知された「MinChannelTime」の値に設定した後、送信を行う。
MAC層制御部13は、プローブタイマーをスタート後、「MinChannelTime」が経過する前に「PHY−CCA.indication(busy)」が物理層からMAC層に通知されたか否かを判定する。
「MinChannelTime」が経過する前に「PHY−CCA.indication(busy)」が物理層に通知されなかった場合には、MAC層制御部13は、応答チャネルでのプローブ応答フレームの待ち受けを終了する。「PHY−CCA.indication(busy)」が物理層に通知されなかったということは、他の通信装置からプローブ応答フレームを受信していないということであり、「ChannelList」に指定された各チャネルを現在使用している他の通信装置が存在しないということである。
一方、「MinChannelTime」が経過する前に「PHY−CCA.indication(busy)」が物理層から通知された場合、プローブ応答フレームを受信しているので、MAC層制御部13は、受信したプローブ応答フレームの処理を、プローブタイマーのスタートから「MaxChannelTime」が経過した後に開始する。「PHY−CCA.indication(busy)」が通知されたということは、他の通信装置からプローブ応答フレームを受信したということであり、「ChannelList」で指定した各チャネルのいずれかを現在使用している他の通信装置があり、その通信装置と通信できる可能性があるということである。
「ResponseOffSetTime」は、パラメータ制御部14が決定する。「ResponseOffSetTime」の値は、「ChannelList」に登録されているチャネルの数に基づいて決定される。具体的には、「ChannelListに登録されているチャネル数×(チャネルの変更回数+Probe Requestの送信処理時間+チャネル変更時間)の値」よりも大きな値となるように決定する。このように、応答の待ち受け時間は、探索フレームを送信するチャネル数に基づいて決定する。なお、応答フレームの受信数に基づいて決定してもよい。すなわち、「ChannelListに登録されているチャネル数」に代えて、前回のアクティブスキャニングで受信したプローブ応答フレームの数(プローブ応答フレームの受信数)を使用して、「プローブ応答フレームの受信数×(チャネルの変更回数+Probe Requestの送信処理時間+チャネル変更時間)の値」よりも大きな値に決定する。
「ChannelList」に登録するチャネルは、パラメータ制御部14が決定する。「ChannelList」に登録可能なチャネルは、通信装置がサポートする無線LANの規格においてサポートされるチャネルであり、また通信装置を使用する国において使用が許可されているチャネルから選択される。MAC層制御部13は、通知された「ChannelList」に登録されているチャネルの順番にシーケンシャルスキャンを行う。「ChannelList」の登録順序は、例えば2.4GHz帯のチャネルCh1〜Ch11が使用可能な場合には、Ch1〜Ch11を順番に指定してもよいし、ランダムに指定してもよい。アクティブスキャン端末の通信装置が送信するプローブ要求フレームには、「Vendor Specific Element」である「Fast Scan Element」が含まれる。
図7は、実施の形態1における「Vendor Specific Element」である「Fast Scan Element」の構成例を示す図である。「Element ID」は、フレームの種別を示し、「Fast Scan Element」を示す値が設定される。「Length」には後続のデータ長を示す値、すなわちOUI〜informationのサイズが設定される。「OUI」は固定値「0x002692」に設定され、「OUI Type」は固定値「0xFF」に設定されるものとする。なお、「OUI」及び「OUI Type」については、この値に限定されるものではなく、従来のフィールドとの識別が可能であり、且つ本発明を適用しない従来の無線LAN装置に対して影響を及ぼさないものであり、同様の効果を奏するものであればよい。例えば、既存のプローブ要求フレームのReservedフィールド等を使用して同様の内容を通知する事も可能である。Response Offset Timeフィールドには、上述した「ResponseOffSetTime」の値が設定される。Response Channelフィールドには、上述した応答チャネルを示す「ResponseChannel」の値が設定される。information numフィールドには、information typeフィールドとinformationフィールドの組合せの数を示すフィールドである。information typeフィールドは、informationの種別を示すフィールドであり、informationフィールドは、information typeフィールドで示された種別ごとの情報が設定される。例えば、infomartion Typeフィールドが0x01であればGPS(Global Positioning System)であることを示し、informationフィールドには、GPS情報が入る。
つづいて、パッシブスキャン端末として動作する通信装置について説明する。
本実施の形態では、パッシブスキャン端末の通信装置同士のグループ内の通信制御方式には、即時ユニキャスト通知(Immediate Unicast notification)、即時ブロードキャスト通知(immediate broadcast notification)、および遅延通知(delayed notification)の3つの方式が存在する。
本実施の形態にかかるパッシブスキャン端末の通信装置においては、パッシブスキャニングを開始する際、ScanTypeパラメータがPassiveScanに設定され、FastScanTypeがTrueに設定され、GroupNotificationTypeが0〜2の間の値に設定された「MLME−SCAN.request」プリミティブがSMEであるパラメータ制御部14からMLMEであるMAC層制御部13に通知される。通信装置は、GroupNotificationTypeが「0」であれば即時ユニキャスト通知、「1」であれば即時ブロードキャスト通知、「2」であれば遅延通知として動作する。
パッシブスキャン端末の通信装置のMAC層制御部13は、「MLME−SCAN.request」プリミティブを受け取ると、任意のチャネルで、アクティブスキャン端末が送信するプローブ要求フレームを待ち受ける。
図8は、実施の形態1の通信装置がパッシブスキャン端末である場合に実施するパッシブスキャニングの動作例を示すフローチャートである。図8は、通信装置がグループ内の帰属関係における親のロール、かつ、GroupNotificationTypeが0または1である場合のパッシブスキャニングを示している。通信装置は起動した場合にパッシブスキャニングを開始するものとする。パッシブスキャン端末の親として動作する通信装置においては、MAC層制御部13および受信部12が情報収集手段を構成し、MAC層制御部13および送信部11が応答フレーム送信手段を構成する。また、MAC層制御部13および送信部11が情報収集結果送信手段を構成する。
GroupNotificationTypeが0または1のパッシブスキャン端末の親として動作する通信装置である親端末は、特定のチャネルで起動するとスキャニングを開始する(ステップS201)。親端末においては、スキャニングを開始すると、MAC層制御部13が、「PHY−CCA.indication(busy)」が通知されたか否かを確認する(ステップS202)。「PHY−CCA.indication(busy)」が通知されない場合(ステップS202:No)、MAC層制御部13は、「PHY−CCA.indication(busy)」が通知されたか否かを確認する動作を繰り返し実行する。
これに対して、「PHY−CCA.indication(busy)」が通知された場合(ステップS202:Yes)、MAC層制御部13は、アクティブスキャン端末からプローブ要求フレームを受信したか否かを確認する(ステップS203)。アクティブスキャン端末からプローブ要求フレームを受信していない場合(ステップS203:No)、ステップS202に戻る。アクティブスキャン端末からプローブ要求フレームを受信した場合(ステップS203:Yes)、受信したプローブ要求フレームを処理する(ステップS204)。
ステップS204において、MAC層制御部13は、プローブ要求フレームに含まれる、端末製造者固有の情報である「Vendor Specific Element」のうち、OUIが0x002692であり、OUI Subtypeが0xFFである「Fast Scan Element」から、応答オフセット時間「Response Offset Time」と、応答チャネル「Response Channel」と、各Information Typeごとのinfomartion情報とを取り出す。そして、応答オフセットタイマー(Response Offset Timer)をスタートさせる。MAC層制御部13は、応答オフセットタイマーをスタートさせた後、代理応答要求待ち受けを開始する(ステップS205)。代理応答要求待ち受けは、後述するステップS206〜S209の処理である。代理応答要求待ち受けは、「Fast Scan Element」の応答オフセット時間(Response Offset Time)フィールドで指定された時間(応答オフセット時間)に基づき、「応答オフセット時間−1フレーム送信時間」の間、すなわち、「応答オフセットタイマー<(応答オフセット時間−1フレーム送信時間)」を満足している間、行う。
「応答オフセットタイマー<(応答オフセット時間−1フレーム送信時間)」を満足している間に実行する代理応答要求待ち受けにおいて、MAC層制御部13は、「PHY−CCA.indication(busy)」が通知されたか否かを確認し(ステップS206)、通知された場合(ステップS206:Yes)、代理応答要求(Action(Proxy Response Request))フレームを受信したか否かを確認する(ステップ207)。ここで、代理応答要求フレームは、パッシブスキャン端末の子として動作する通信装置(以下、子端末)から送信されるフレームである。代理応答要求フレームは、子端末が、アクティブスキャン端末から受信したプローブ要求フレームに対するプローブ応答フレームの送信を代理で送信するように親端末に依頼するためのフレームである。なお、子端末は、ユニキャストまたはブロードキャストで代理応答要求フレームを送信する。
代理応答要求フレームを受信した場合(ステップS207:Yes)、MAC層制御部13は、代理応答要求フレームを処理し(ステップS208)、グループ情報管理部15が管理しているグループ情報管理テーブルを更新する(ステップS209)。ステップS208では、例えば、代理応答要求フレームに含まれている情報の中から必要な情報を取り出す。必要な情報としては、代理応答要求フレームの送信元の子端末がアクティブスキャン端末からプローブ要求フレームを受信した時間、プローブ要求フレームの送信元のアクティブスキャン端末の識別情報であるMACアドレス、代理応答要求フレームの送信元の子端末の識別情報であるMACアドレスなどがある。取り出した情報はメモリなどで保持しておく。
MAC層制御部13は、応答オフセットタイマーがスタートしてから「応答オフセット時間(Response Offset Time)−1フレーム送信時間」が経過した場合、すなわち、「応答オフセットタイマー<(応答オフセット時間−1フレーム送信時間)」を満足しなくなった場合、子のパッシブスキャン端末の通信装置に対して、代理応答通知(Action(Proxy Response Notification))フレームをブロードキャストで送信する(ステップS210)。MAC層制御部13は、次に、応答チャネルにチャネルを変更し(ステップS211)、プローブ応答(Probe Response)フレームをプローブ要求フレームの送信元に送信する(ステップS212)。プローブ応答フレームの送信後、起動した際のチャネルである元のチャネルにチャネルを変更する(ステップS213)。ステップS212では、プローブ要求フレームを受信して応答オフセットタイマーをスタートさせてから「応答オフセット時間−1フレーム送信時間」が経過するまでの間に受信した代理応答要求の送信元のパッシブスキャン端末のMACアドレスを含んだプローブ応答フレームを送信する。プローブ応答フレームを受信したアクティブスキャン端末は、プローブ応答フレームに含まれているMACアドレスの端末、およびプローブ応答フレームの送信元の端末が自装置の周囲に存在していると判断する。なお、ステップS212でプローブ応答フレームの送信が失敗した場合、プローブ応答フレームを再送してもよい。
MAC層制御部13は、スキャニングを開始してから規定時間が経過するとスキャニングを終了する(ステップS214)。MAC層制御部13は、スキャニングを終了した後、規定時間が経過した時点で再度スキャニングを開始してもよい。
図9は、上記の代理応答要求フレームのフォーマット例を示す図である。図示した代理応答要求フレームにおいて、Categoryフィールドは103、Action Codeフィールドは0で固定とするが、その限りではない。Notification Modeフィールドには、パッシブスキャン端末の通信装置がグループ内で動作するタイプを示す情報が設定される。このNotification Modeフィールドには、0〜2の間の値を設定する。設定値が「0」であれば即時ユニキャスト通知を行う端末、「1」であれば即時ブロードキャスト通知を行う端末、「2」であれば遅延通知を行う端末として動作していることを示す。Vehicle MACAddressフィールドには、アクティブスキャン端末から受信したプローブ要求フレームの送信元通信装置、すなわちアクティブスキャン端末のMACアドレスが設定される。Time Stampフィールドは、プローブ要求フレームを受信した時間を示す。Response Offset Timeは、応答オフセット時間を示し、Response Channelフィールドは、応答チャネルを示す。information numフィールドには、information typeフィールドとinformationフィールドの組合せの数を示すフィールドである。information typeフィールドは、informationの種別を示すフィールドであり、informationフィールドは、information typeフィールドで示された種別ごとの情報が設定される。例えば、infomartion Typeフィールドが0x01であればGPSであることを示し、informationフィールドには、GPS情報すなわち位置情報が入る。
図10は、上記の代理応答通知フレームのフォーマット例を示す図である。図示した代理応答通知フレームにおいて、Categoryフィールドは103、Action Codeフィールドは1で固定とするが、その限りではない。Vehicle MACAddressフィールドには、アクティブスキャン端末から受信したプローブ要求フレームの送信元通信装置、すなわちアクティブスキャン端末のMACアドレスが設定される。Time Stampフィールドは、プローブ要求フレームを受信した時間を示す。Response Channelフィールドは、代理応答通知フレームを送信した親端末がアクティブスキャン端末からのプローブ要求フレームに応答する際の応答チャネルを示す。「Proxy Response Request Received Report Element」のElement IDフィールドは175で固定とするが、その限りではない。lengthフィールドは、「Proxy Response Information Element」のサイズを示し、MAC Address Numフィールドは、後続のMAC Address(s)フィールドにおけるMACアドレス数を示し、MAC Address(s)フィールドには、親端末が、受信した代理応答要求フレームの送信元の子端末のMACアドレスが格納される。なお、「Proxy Response Request Received Report Element」のElement IDフィールドは175で固定とするが、非特許文献1で定義されているElementと重複しないものであれば、これに限るものではない。「Notice of Absence Element」のElement IDフィールドは176で固定とするが、その限りではない。lengthフィールドは、「Notice of Absence Element」のサイズを示す。CTWindow and OppPS Parameterフィールドは、親端末がPower Saveになる期間、すなわち省電力動作状態になる期間を示すフィールドである。Notice of Absence Descriptor(s)フィールドは親端末がパッシブスキャン端末のグループが動作するチャネルとは異なるチャネルに移動する期間を示すフィールドである。CTWindow and OppPS Parameterフィールド、および、Notice of Absence Descriptorフィールドは、それぞれ、Durationフィールド、IntervalフィールドおよびStart Timeフィールドを含んでいる。
親端末は、子端末から代理応答通知フレームを受信した場合に、そのフレームに含まれるTime Stampフィールドの時間が、「自身が同じMACAddressのアクティブスキャン端末からプローブ要求フレームを受信した時間+応答オフセット時間」より経過している場合であれば、代理応答通知フレームを破棄してもよい。
図11は、パッシブスキャン端末の親の通信装置である親端末が送信するプローブ応答フレームの要素として含まれる「Vendor Specific Element」である「Proxy Response Information Element」のフォーマット例を示す図である。Element IDフィールドは、221で固定とするが、その限りではない。lengthフィールドは、「Proxy Response Information Element」全体のサイズを示す。「OUI」は固定値「0x002692」に設定され、「OUI Type」は固定値「0x01」に設定されるものとする。なお、「OUI」及び「OUI Type」については、この値に限定されるものではなく、従来のフィールドとの識別が可能であり、且つ本発明を適用しない従来の無線LAN装置に対して影響を及ぼさないものであり、同様の効果を奏するものであればよい。MAC Address Numフィールドは、続くMAC Address(s)フィールドに格納されているMACアドレス数を示し、MAC Address(s)フィールドは、親端末が、パッシブスキャン端末の子の通信装置である子端末から受信した代理応答要求フレームの送信元の子端末のMACアドレスが格納される。information numフィールドには、information typeフィールドとinformationフィールドの組合せの数を示すフィールドである。information typeフィールドは、informationの種別を示すフィールドであり、informationフィールドは、information typeフィールドで示された種別ごとの情報が設定される。例えば、infomartion Typeフィールドが0x01であればGPSであることを示し、informationフィールドには、GPS情報が入る。
図12は、実施の形態1の通信装置がパッシブスキャン端末である場合に実施するパッシブスキャニングの動作例を示すフローチャートである。図12は、通信装置がグループ内の帰属関係における子のロール、かつ、GroupNotificationTypeが0または1である場合のパッシブスキャニングを示している。通信装置は起動した場合にパッシブスキャニングを開始するものとする。パッシブスキャン端末の子として動作する通信装置においては、MAC層制御部13および送信部11が代理応答要求手段を構成する。
GroupNotificationTypeが0または1であるパッシブスキャン端末の子として動作する通信装置である子端末は、特定のチャネルで起動するとスキャニングを開始する(ステップS301)。子端末においては、スキャニングを開始すると、MAC層制御部13が、「PHY−CCA.indication(busy)」が通知されたか否かを確認する(ステップS302)。「PHY−CCA.indication(busy)」が通知されない場合(ステップS302:No)、MAC層制御部13は、「PHY−CCA.indication(busy)」が通知されたか否かを確認する動作を繰り返し実行する。
これに対して、「PHY−CCA.indication(busy)」が通知された場合(ステップS302:Yes)、MAC層制御部13は、アクティブスキャン端末からプローブ要求フレームを受信したか否かを確認する(ステップS303)。アクティブスキャン端末からプローブ要求フレームを受信していない場合(ステップS303:No)、ステップS302に戻る。アクティブスキャン端末からプローブ要求フレームを受信した場合(ステップS303:Yes)、受信したプローブ要求フレームを処理する(ステップS304)。
ステップS304の処理は、図8に示したステップS204と同様、すなわち、通信装置が親端末である場合のプローブ要求フレームの処理と同様である。このステップS304において、MAC層制御部13は、プローブ要求フレームに含まれる、端末製造者固有の情報である「Vendor Specific Element」のうちOUIが0x002692であり、OUI Subtypeが0xFFである「Fast Scan Element」から、応答オフセット時間「Response Offset Time」と、応答チャネル「Response Channel」と、各Information Typeごとのinfomartion情報を取り出す。そして、応答オフセットタイマー(Response Offset Timer)をスタートさせる。
MAC層制御部13は、応答オフセットタイマーをスタートさせた後、親端末に対して代理応答要求フレームを送信し、代理応答通知フレームの待受けを開始する(ステップS305)。このステップS305において、MAC層制御部13は、自装置(子端末)のGroupNotificationTypeが「0」の場合は代理応答要求フレームをユニキャストで送信し、GroupNotificationTypeが「1」の場合は代理応答要求フレームをブロードキャストで送信する。また、MAC層制御部13は、自装置のGroupNotificationTypeが「0」の場合、代理応答要求フレームの送信が成功するまで、または、応答オフセットタイマーが応答オフセット時間を経過するまで、再送上限回数に達していなければ、代理応答要求フレームを再送する。
MAC層制御部13は、応答オフセットタイマーが応答オフセット時間を経過すると、親端末から代理応答通知フレームを受信しているか否かを確認する(ステップS306)。代理応答通知フレームを受信していなければ(ステップS306:No)、応答チャネルにチャネルを変更し(ステップS309)、プローブ要求フレームの送信元にプローブ応答フレームを送信する(ステップS310)。MAC層制御部13は、プローブ応答フレームを送信後、起動した際のチャネルである元のチャネルにチャネルを変更する(ステップS311)。一方、代理応答通知フレームを受信している場合(ステップS306:Yes)、代理応答通知フレームを処理し(ステップS307)、代理応答要求が正常に行われたか否かを確認する(ステップS308)。すなわち、代理応答通知フレームのProxy Response Request Received Report ElementのMACAddress(s)フィールドに自装置のMACアドレスが格納されているか否かを確認する。このフィールドに自装置のMACアドレスが格納されている場合は代理応答要求が正常に行われたことになる。代理応答要求が正常に行われた場合(ステップS308:Yes)、ステップS302に戻る。代理応答要求が正常に行われていない場合(ステップS308:No)、応答チャネルにチャネルを変更し(ステップS309)、プローブ要求フレームの送信元にプローブ応答フレームを送信する(ステップS310)。プローブ応答フレームの送信後、起動した際のチャネルである元のチャネルにチャネルを変更する(ステップS311)。なお、ステップS310でプローブ応答フレームの送信が失敗した場合、プローブ応答フレームを再送してもよい。
MAC層制御部13は、スキャニングを開始してから規定時間が経過するとスキャニングを終了する(ステップS312)。MAC層制御部13は、スキャニングを終了した後、規定時間が経過した時点で再度スキャニングを開始してもよい。
なお、GroupNotificationTypeが「0」の場合、代理応答要求フレームの送信が成功していれば、親端末が送信した代理応答通知フレームの「Proxy Response Request Received Report Element」のMAC Address(s)フィールドに自装置のMACアドレスが格納されていなくても、プローブ応答フレームを送信しなくてもよい。
このように、子端末は、GroupNotificationTypeが0または1である場合、アクティブスキャン端末からプローブ要求フレームを受信すると、自装置と同じグループの親端末に対して代理応答要求フレームを送信し、代理応答通知フレームが送信されてくるのを応答オフセット時間だけ待つ。そして、代理応答通知フレームを受信することなく応答オフセット時間が経過した場合は、プローブ要求フレームの送信元のアクティブスキャン端末に対して、応答チャネルにてプローブ応答フレームを送信する。また、応答オフセット時間が経過する前に代理応答通知フレームを受信したが、代理応答通知フレームに自装置のMACアドレスが格納されていない場合、すなわち、親端末による代理応答が正常に行われなかった場合、プローブ要求フレームの送信元のアクティブスキャン端末に対して、応答チャネルにてプローブ応答フレームを送信する。
通信装置は、親端末として動作し、かつGroupNotificationTypeが0または1である場合において、アクティブスキャン端末からプローブ要求フレームを受信していないにも関わらず、同じグループ内の子端末から代理応答要求フレームを受信した場合、子端末が受信したプローブ要求フレームの送信元のアクティブスキャン端末に対して、プローブ応答フレームの送信を行ってもよい。この場合、応答オフセットタイマーで待つ時間Twaitは、代理応答要求フレームのTime Stampフィールドの値をTstamp、Response Offset Timeフィールドの値をToffset、現在時刻をtとした場合、「Twait=Tstamp+Toffset−t」とする。このTwaitの値が0以下の場合は、すぐにプローブ応答フレームを送信する。
通信装置は、親端末として動作し、かつGroupNotificationTypeが0または1である場合において、アクティブスキャン端末からプローブ要求フレームを受信していないにも関わらず、同じグループ内の子端末から代理応答通知フレームを受信した場合、子端末に対して、自装置の識別情報すなわちMACアドレスをInformationフィールドに設定した代理応答通知フレームをユニキャストし、子端末に自装置の代わりにアクティブスキャン端末に対してプローブ応答フレームを送信してもらうようにしてもよい。複数の子端末から代理応答通知フレームが送信されてきた場合には、代理応答通知フレームを送信してきたすべての子端末に対して同様に、自装置の識別情報をInformationフィールドに設定した代理応答通知フレームをユニキャストする。このとき、代理応答通知フレームのVehicle MAC Addressフィールド、Time Stampフィールド、Response Offset Timeフィールド、Response Channelフィールドは、子端末から受信した代理応答通知フレームの同フィールドと同じ値を設定する。この代理応答通知フレームを受信した子端末の各々は、自装置の情報に加えて、親端末の情報を合わせてアクティブスキャン端末に対してプローブ応答フレームを送信する。
通信装置は、子端末として動作し、かつGroupNotificationTypeが0または1の場合、同じグループの親端末に対して代理応答要求フレームを送信する際、以下の方法で送信してもよい。すなわち、親端末と子端末がグループを作成するための接続において従来の無線LANと同様に割り振られ、親端末により管理されるAssociation IDを用いて、各子端末が代理応答要求フレームを送信する順番を決定し、決定した順番で代理応答要求フレームを送信するようにしてもよい。例えば、Association IDの小さい順に代理応答要求フレームを送信する。この場合、例えば、子端末は、プローブ要求フレームを受信した後、Association IDに一定値を乗算した時間だけ待機してから代理応答要求フレームを送信するようにすればよい。また、Association IDを用いて代理応答通知フレームの送信順を制御する場合と、制御しない場合とを、例えば、子端末の数などに応じて動的に変更してもよい。例えば、子端末が一定数に達している場合に送信順を制御するようにする。制御を行うか否かの通知は例えばビーコンフレームにて親端末から各子端末へ通知する。
通信装置は、親端末として動作し、かつGroupNotificationTypeが0または1である場合、代理応答通知フレームを送信する際に、代理応答通知フレームの構成を示した図10のNotice of Absence Elementに含まれているNotice of Absence Descriptorフィールドを以下のように設定する。Notice of Absence DescriptorフィールドのDurationフィールドには、通信装置が応答チャネルにチャネルを変更し始める時間から、アクティブスキャン端末にプローブ応答フレームを送信し、元のチャネルに変更が終わるまでの時間を設定する。Start Timeフィールドには応答チャネルにチャネルを変更する時刻を設定する。Intervalフィールドには、既に他のアクティブスキャン端末からプローブ要求フレームを受信している場合、応答オフセットタイマーが応答オフセット時間を経過するまでの時間を設定する。他のアクティブスキャン端末からプローブ要求フレームを受信していない場合には「0」を設定する。通信装置は、子端末として動作し、かつGroupNotificationTypeが0または1である場合、代理応答通知フレームを受信すると、Notice of Absence Descriptorフィールドを確認し、Start Timeフィールドで示された時間から、Durationフィールドで示された時間が経過するまで、すなわち、親端末が他のチャネルに移動している間は、親端末へのフレームの送信を待機する。
親端末がPower Saveを行う場合、代理応答通知フレームのNotice of Absence Elementに含まれているCTWindow and OppPS Parameteroyフィールドを以下のように設定し、子端末に通知する。CTWindow and OppPS Parameteroyフィールド内のDurationフィールドには、親端末すなわち代理応答フレームの送信元の通信装置がPower Saveを行う期間を設定する。このDurationフィールドの値は、一定周期で送信されるBeaconフレームの送信間隔であるBeacon間隔よりも短い値とする。Start Timeフィールドには親端末がPower Saveを開始する時間を設定する。Intervalフィールドには、親端末が次にPower Saveを開始するまでの間隔を設定する。
通信装置は、子端末として動作し、かつGroupNotificationTypeが0または1である場合、親端末がPower Saveで動作する期間、すなわち、応答通知フレームのNotice of Absence Elementに含まれているCTWindow and OppPS Parameteroyフィールドで通知された期間は、アクティブスキャン端末からプローブ要求フレームを受信しても、親端末に代理応答要求フレームを送信せずに、アクティブスキャン端末にプローブ応答フレームを送信する。つまり、親端末がPower Saveで動作している間は、パッシブスキャン端末の通信装置はグループ化されていないことと同様である。
GroupNotificationTypeが0または1であるパッシブスキャン端末として動作している通信装置のグループが使用しているチャネルと、アクティブスキャン端末として動作している通信装置が送信したプローブ要求フレームの「ResponseChannel」が示すチャネルである応答チャネルとが同じである場合、グループに属するすべての通信装置の各々は、応答オフセットタイマーをスタートしてから応答オフセット時間が経過した後に、プローブ要求フレームの送信元のアクティブスキャン端末の通信装置に対してプローブ応答フレームを送信する。この時、グループに属する通信装置のうち、子端末として動作している通信装置は、親端末として動作している通信装置に対して代理応答要求フレームの送信を行わない。すなわち、パッシブスキャン端末は、自装置が使用中のチャネルとアクティブスキャン端末が送信したプローブ要求フレームで指定された応答チャネルが同じ場合、代理応答要求フレームの送受信を行わずに、プローブ応答フレームをアクティブスキャン端末へ送信する。仮に、代理応答要求フレームの送受信を行う場合、応答チャネルに設定されているチャネルで送信されるフレームの数がかえって増加してしまうため、これを回避する目的で、各パッシブスキャン端末はプローブ応答フレームを個別に送信する。
図13は、実施の形態1の通信装置がパッシブスキャン端末である場合に実施するパッシブスキャニングの動作例を示すフローチャートである。図13は、通信装置がグループ内の帰属関係における親のロール、かつ、GroupNotificationTypeが2である場合のパッシブスキャニングを示している。通信装置は起動した場合にパッシブスキャニングを開始するものとする。
GroupNotificationTypeが2のパッシブスキャン端末の親として動作する通信装置である親端末は、特定のチャネルで起動するとスキャニングを開始する(ステップS401)。親端末においては、スキャニングを開始すると、MAC層制御部13が、「PHY−CCA.indication(busy)」が通知されたか否かを確認する(ステップS402)。「PHY−CCA.indication(busy)」が通知されない場合(ステップS402:No)、MAC層制御部13は、「PHY−CCA.indication(busy)」が通知されたか否かを確認する動作を繰り返し実行する。
これに対して、「PHY−CCA.indication(busy)」が通知された場合(ステップS402:Yes)、MAC層制御部13は、アクティブスキャン端末からプローブ要求フレームを受信したか否かを確認する(ステップS403)。アクティブスキャン端末からプローブ要求フレームを受信していない場合(ステップS403:No)、パッシブスキャン端末の子として動作している通信装置である子端末から代理応答要求を受信したかどうかを確認する(ステップS409)。代理応答要求フレームを受信していない場合(ステップS409:No)、ステップS402に戻る。代理応答要求フレームを受信した場合(ステップS409)、グループ情報管理部15が管理しているグループ情報管理テーブルを更新し(ステップS410)、ステップS402に戻る。
図14は、親端末のグループ情報管理部15が管理するグループ情報管理テーブルの一例を示す図である。MACAddressカラムには、自装置と同じグループの子端末のMACAddressが設定される。Time Stampカラムには、MACAddressカラムに設定したMACAddressが示す通信装置の情報を更新した時刻が設定される。Informationカラムには、例えば、図示したように、通信装置の位置情報であるGPS情報が設定される。なお、Informationカラムに設定する情報をGPS情報に限定するものではない。他の情報を設定しても構わない。また複数のInformationの種別ごとに複数のInformationカラムを保持してよい。なお、レコードは、親端末に子端末が接続した際に追加される。また、親端末と子端末が切断した場合には、グループ情報管理テーブルから該当のレコードが削除される。よって、グループ情報管理テーブルには親端末に接続中の全ての子端末の情報が登録されていることになる。レコードの追加および削除はMAC層制御部13が行う。
図13の説明に戻り、MAC層制御部13は、アクティブスキャン端末からプローブ要求フレームを受信した場合(ステップS403:Yes)、受信したプローブ要求フレームを処理し(ステップS404)、応答オフセットタイマーをスタートし、応答オフセット時間待機する(ステップS405)。すなわち、MAC層制御部13は、MAC層制御部13は、プローブ要求フレームに含まれる、応答オフセット時間(Response Offset Time)を取り出す。そして、応答オフセットタイマー(Response Offset Timer)をスタートさせ、応答オフセット時間が経過するまで待機する。応答オフセット時間が経過した後、MAC層制御部13は、応答チャネルにチャネルを変更し(ステップS406)、プローブ応答フレームをプローブ要求フレームの送信元に送信する(ステップS407)。プローブ応答フレームの送信後、起動した際のチャネルである元のチャネルにチャネルを変更する(ステップS408)。なお、ステップS407でプローブ応答フレームの送信が失敗した場合、プローブ応答フレームを再送してもよい。
MAC層制御部13は、スキャニングを開始してから規定時間が経過するとスキャニングを終了する(ステップS411)。MAC層制御部13は、スキャニングを終了した後、規定時間が経過した時点で再度スキャニングを開始してもよい。
GroupNotificationTypeが2の親端末は、上記のステップS407において、グループ情報管理部15が管理しているグループ情報管理テーブルのすべての通信装置すなわち子端末の情報を含んだプローブ応答フレームを送信する。これにより、プローブ応答フレームを受信したアクティブスキャン端末は、親端末および親端末に接続中の全ての子端末を認識することができる。
なお、親端末は、GroupNotificationTypeが0または1である場合においても、GroupNotificationTypeが2である場合と同様に、グループ情報管理部15が管理するグループ情報管理テーブルに登録されている情報をプローブ応答フレームで送信してもよい。具体的には、GroupNotificationTypeが0または1の親端末は、アクティブスキャン端末が送信したプローブ要求フレームを受信してから応答オフセット時間が経過するまでの間に子端末から代理応答要求フレームを受信しなかった場合、アクティブスキャン端末に対して、グループ情報管理部15が管理しているグループ情報管理テーブルに登録されているすべての通信装置すなわち子端末の情報を含んだプローブ応答フレームを送信してもよい。
次に、通信装置がグループ内の帰属関係における子のロール、かつ、GroupNotificationTypeが2である場合のパッシブスキャニングを説明する。通信装置は起動した場合にパッシブスキャニングを開始するものとする。
GroupNotificationTypeが2のパッシブスキャン端末の子として動作する通信装置である子端末は、特定のチャネルで起動すると、パッシブスキャン端末の親として動作する通信装置である親端末から送信されたビーコンフレームを受信し、ビーコンフレームが送信される間隔(Beacon間隔)を確認する。また、ビーコンフレームに含まれるProxy Response Report Elementに含まれるStart Notification TimeフィールドおよびNotification Durationフィールドを確認し、自装置の情報を親端末へ通知する期間を確認する。子端末は、前記の期間において、親端末に対して代理応答要求フレームにより自装置の情報を通知する。子端末は、Beacon間隔またはビーコンフレームのTIMフィールドで示されるDTIM間隔のタイミングおよび親端末に自身の情報を通知するタイミング以外ではPower Saveモードになってもよい。なお、前記期間以外で送信し、親端末に自身の最新の情報を通知してもよい。
図15は、親端末が定期的に送信するビーコンフレームに含まれる、Proxy Response Report Elementのフォーマットの例を示す図である。
図15に示したProxy Response Report Elementにおいて、Element IDフィールドには、221を設定する。lengthフィールドは、「Proxy Response Report Element」全体のサイズを示す。OUIフィールドは固定値0x002692に設定され、OUI Typeフィールドは固定値0x02に設定されるものとする。なお、OUI及びOUI Typeについては、この値に限定されるものではない。Group Notification Typeフィールドは、ビーコンフレームを送信する親端末のGroup Notification Typeを示し、Same Group Notification Modeフィールドは、1であれば、グループ内では親端末のGroup Notification Typeと同じGroup Notification Typeで動作することを示し、0であれば、グループ内の親端末と異なるGroup Notification Typeで動作してよいことを示す。Notification Start Timeは、親端末が、子端末から最新の情報を受け取る期間の開始時間を示し、Notification Durationフィールドは、親端末が、子端末から最新の情報を受け取る期間の時間を示す。Vehicle Information Numフィールドは、後続のVehicle MACAddressフィールド、Time Stampフィールド、Information numフィールド、Information typeフィールド、およびinformationフィールドの組がいくつあるかを示す。これらのフィールドは前回のビーコンフレーム送信時から、今回のビーコンフレームを送信するまでの間にアクティブスキャン端末から受信したプローブ要求フレームの情報を渡すフィールドである。Vehicle MACAddressフィールドは、前回のビーコンフレーム送信時から、今回のビーコンフレームを送信するまでの間にアクティブスキャン端末から受信したプローブ要求フレームの送信元アクティブスキャン端末のMACアドレスを示し、Time Stampフィールドは、プローブ要求フレームを受信した時間を示し、Information numは、受信したプローブ要求フレームに含まれるInformationエレメントの数を示し、information typeフィールドは、informationフィールドの種別を示し、informationフィールドには、前記アクティブスキャン端末からプローブ要求フレームで送信されてきたGPS等の情報が設定される。
親端末は、定期的に送信するビーコンフレームに含まれるProxy Response ReportエレメントのGroup Notification Typeフィールドで、自装置のGroupNotificationTypeを子端末に通知する。
また、子端末は、受信したビーコンフレームに含まれるProxy Response ReportエレメントのSame Group Notification Modeフィールドが0の場合、Group Notification Typeフィールドで通知されたGroupNotificationTypeで動作してもよいし、自装置が設定したGroupNotificationTypeで動作してもよい。パッシブスキャン端末のグループには複数のGroupNotificationTypeで動作する通信装置が混在してもよい。一方、Same Group Notification Modeフィールドが1の場合、同じパッシブスキャン端末のグループに属する通信装置は、親端末のGroupNotificationType、すなわち、ビーコンフレームに含まれるGroup Notification Typeフィールドで通知されたGroupNotificationTypeで動作することとする。
図16は、実施の形態1の無線通信システムにおけるアクティブスキャニングおよびパッシブスキャニング(immediate Unicast notification)の動作例を示すシーケンス図である。図16において、パッシブスキャン端末Tp0〜Tp2は事前にグループ化されているものとし、パッシブスキャン端末Tp0が親端末、パッシブスキャン端末Tp1およびTp2が子端末とする。パッシブスキャン端末Tp0〜Tp2はCh1で動作しているものとする。
図16に示したように、アクティブスキャン端末Taは、プローブ要求フレームを利用可能なチャネルCh1〜Ch11に連続で送信し、応答チャネルでパッシブスキャン端末からの応答を待受ける。パッシブスキャン端末のうち、子端末Tp1およびTp2は、アクティブスキャン端末Taからプローブ要求(Probe Request)フレームを受信すると、親端末Tp0に対して、代理応答要求フレームをユニキャストで送信する。なお、図16では、端末Tp1およびTp2の時間軸上に存在する「Action」と記載された四角が代理応答要求フレームを示している。図16の例では、子端末Tp2が代理応答通知フレームの送信を失敗している。親端末Tp0は、代理応答要求フレームを受信するとACKを返送する。また、親端末Tp0は、アクティブスキャン端末Taからプローブ要求フレームを受信してから「応答オフセット時間+DIFS+CW」が経過した後に、子端末Tp1およびTp2に対して、代理応答通知フレームを送信する。なお、応答オフセット時間はプローブ要求フレームによりアクティブスキャン端末Taから通知される。図16では、端末Tp0の時間軸上に存在する「Action」と記載された四角が代理応答通知フレームを示している。親端末Tp0は、さらに、代理応答通知フレームを送信してから「DIFS+CW」が経過した後、アクティブスキャン端末Taに対して、プローブ応答(Probe Response)フレームを送信する。このとき、アクティブスキャン端末Taから受信したプローブ要求フレームで通知された応答チャネルを使用してプローブ応答フレームを送信する。
子端末Tp1およびTp2は、親端末Tp0から図10に示した構成の代理応答通知フレームを受信すると、Proxy Response Request Received Report ElementのMACAddress(s)フィールドに、自身のMACアドレスが含まれているか確認する。図16の例では、代理応答要求フレームの送信に失敗しているパッシブスキャン端末Tp2のMACアドレスは代理応答通知フレームに含まれていない。そのため、パッシブスキャン端末Tp2は、アクティブスキャン端末Taに対してプローブ応答フレームを送信する。なお、パッシブスキャン端末Tp2は、代理応答通知フレームを受信してから「DIFS+CW」が経過した後にプローブ応答フレームを送信する。また、アクティブスキャン端末Taから受信したプローブ要求フレームで通知された応答チャネルを使用してプローブ応答フレームを送信する。一方、パッシブスキャン端末Tp1については、親であるパッシブスキャン端末Tp0に対して代理応答要求フレームの送信が成功している。すなわち、代理応答通知フレームのProxy Response Request Received Report ElementのMACAddress(s)フィールドに、パッシブスキャン端末Tp1のMACアドレスが含まれている。そのため、アクティブスキャン端末Taに対してプローブ応答フレーム送信は行わない。アクティブスキャン端末Taは、パッシブスキャン端末TP0および端末TP2からプローブ応答フレームを受信すると、「SIFS+CW」が経過するのを待ってからACKを返送する。
図17は、実施の形態1の無線通信システムにおけるアクティブスキャニングおよびパッシブスキャニング(immediate broadcast notification)の動作例を示すシーケンス図である。図17において、パッシブスキャン端末Tp0〜Tp2は事前にグループ化されているものとし、パッシブスキャン端末Tp0が親のロール、パッシブスキャン端末Tp1およびTp2が子のロールで動作しているものとする。パッシブスキャン端末Tp0〜Tp2はCh1で動作しているものとする。
図17に示したように、アクティブスキャン端末Taは、プローブ要求フレームを利用可能なチャネルCh1〜Ch11に連続で送信し、応答チャネルでパッシブスキャン端末からの応答を待受ける。パッシブスキャン端末のうち、子端末Tp1およびTp2は、アクティブスキャン端末Taからプローブ要求(Probe Request)フレームを受信すると、親端末Tp0に対して、代理応答要求フレームをブロードキャストで送信する。なお、図17では、端末Tp1およびTp2の時間軸上に存在する「Action」と記載された四角が代理応答要求フレームを示している。図17の例では、パッシブスキャン端末Tp2が代理応答通知フレームの送信を失敗している。親端末Tp0は、アクティブスキャン端末Taからプローブ要求フレームを受信してから「応答オフセット時間+DIFS+CW」が経過した後に、子端末Tp1およびTp2に対して、代理応答通知フレームを送信する。なお、応答オフセット時間はプローブ要求フレームによりアクティブスキャン端末Taから通知される。図17では、端末Tp0の時間軸上に存在する「Action」と記載された四角が代理応答通知フレームを示している。親端末Tp0は、さらに、代理応答通知フレームを送信してから「DIFS+CW」が経過した後、アクティブスキャン端末Taに対して、プローブ応答(Probe Response)フレームを送信する。このとき、アクティブスキャン端末Taから受信したプローブ要求フレームで通知された応答チャネルを使用してプローブ応答フレームを送信する。
子端末Tp1およびTp2は、親端末Tp0から図10に示した構成の代理応答通知フレームを受信すると、Proxy Response Request Received Report ElementのMACAddress(s)フィールドに、自身のMACアドレスが含まれているか確認する。図17の例では、代理応答要求フレームの送信に失敗しているパッシブスキャン端末Tp2のMACアドレスは代理応答通知フレームに含まれていない。そのため、パッシブスキャン端末Tp2は、アクティブスキャン端末Taに対してプローブ応答フレームを送信する。なお、パッシブスキャン端末Tp2は、代理応答通知フレームを受信してから「DIFS+CW」が経過した後にプローブ応答フレームを送信する。また、アクティブスキャン端末Taから受信したプローブ要求フレームで通知された応答チャネルを使用してプローブ応答フレームを送信する。一方、パッシブスキャン端末Tp1については、親端末Tp0に対して代理応答要求フレームの送信が成功している。すなわち、代理応答通知フレームのProxy Response Request Received Report ElementのMACAddress(s)フィールドに、パッシブスキャン端末Tp1のMACアドレスが含まれている。そのため、アクティブスキャン端末Taに対してプローブ応答フレーム送信は行わない。アクティブスキャン端末Taは、パッシブスキャン端末TP0および端末TP2からプローブ応答フレームを受信すると、「SIFS+CW」が経過するのを待ってからACKを返送する。
図18は、実施の形態1の無線通信システムにおけるアクティブスキャニングおよびパッシブスキャニング(delayed notification)の動作例を示すシーケンス図である。図18において、パッシブスキャン端末Tp0〜Tp2は事前にグループ化されているものとし、パッシブスキャン端末Tp0が親のロール、パッシブスキャン端末Tp1およびTp2が子のロールで動作しているものとする。パッシブスキャン端末Tp0〜Tp2はCh1で動作しているものとする。
図18に示したように、親端末Tp0は、自端末と同じグループの子端末Tp1およびTp2に対して、定期的にビーコンフレームをブロードキャストする。非特許文献1にあるようにビーコンフレームを送信する間隔は、パッシブスキャン端末Tp0に設定されているものとし、ビーコンフレームのTIM(Traffic Indication Map)フィールドで送信間隔が示される。子であるパッシブスキャン端末Tp1およびTp2はビーコンフレームのTIMフィールドで示されるDTIM(Delivery Traffic Indication Map)間隔ごとにビーコンフレームを受信する。パッシブスキャン端末Tp1およびTp2はビーコンフレームが送信されるタイミング以外ではPower Saveモードとして動作してよい。一定間隔でビーコンフレームを受信したパッシブスキャン端末Tp1およびTp2は、ビーコンフレームに含まれるアクティブスキャン端末Taの情報を取り出し、処理を行う。
図18に示した例では、子端末Tp1およびTp2は、親端末Tp0からビーコンフレームを受信した後、代理応答要求フレームをパッシブスキャン端末Tp0へ送信する。図18では、端末Tp1およびTp2の時間軸上に存在する「Action」と記載された四角が代理応答要求フレームを示している。親端末Tp0は、代理応答要求フレームを受信すると、「SIFS+CW」が経過した後、ACKを返送する。その後、アクティブスキャン端末Taは、プローブ要求フレームを利用可能なチャネルCh1〜Ch11に連続で送信し、応答チャネルでパッシブスキャン端末からの応答を待受ける。パッシブスキャン端末のうち、親端末Tp0は、アクティブスキャン端末Taからプローブ要求フレームを受信すると、「応答オフセット時間+DIFS+CW」が経過した後に、アクティブスキャン端末Taへプローブ応答フレームを送信する。このとき、アクティブスキャン端末Taから受信したプローブ要求フレームで通知された応答チャネルを使用してプローブ応答フレームを送信する。子端末Tp1およびTp2は、親端末Tp0への代理応答要求フレームの送信が成功している。そのため、アクティブスキャン端末Taからプローブ要求フレームを受信しても、何も行わない。
アクティブスキャン端末の通信装置は、プローブ要求フレームを送信する際に、プローブ要求フレームのBSSID(Basic Service Set ID)フィールドにブロードキャストを示す0xFF:FF:FF:FF:FF:FFではなく、専用のBSSIDを設定してもよい。また、プローブ要求フレームのSSID(Service Set ID)フィールドに専用のSSIDを設定してもよい。これにより、本実施の形態で示したアクティブスキャン端末の通信装置およびパッシブスキャン端末の通信装置は、専用のBSSIDや専用のSSIDが設定されているか否かで、従来の無線LAN端末局が送信したプローブ要求フレームではないことを識別できる。すなわち、アクティブスキャン端末が専用のBSSIDまたはSSIDを設定してプローブ要求フレームを送信することにより、パッシブスキャン端末に対して従来どおりのプローブ応答フレームを送信させるか、グループ内の親にプローブ応答フレームを送信させるかを指示することができる。
パッシブスキャン端末の通信装置のグループ内においてグループのネットワークを識別するSSIDに専用のSSIDを設定してもよい。従来のWi−Fi Directでは、SSIDは「DIRECT−xy」(x、yはランダムの英数字1文字)で指定されているが、本実施の形態を実現する上ではその限りではない。例えば、SSIDを「PROXY−RESPONSE−xy」(x、yはランダムの英数字1文字)に従うものとしてよい。
通信装置は、アクティブスキャン端末またはパッシブスキャン端末として動作する場合に、従来の無線LAN端末局として動作する際に使用するMACアドレスと異なるMACアドレスを使用して動作するようにしてもよい。
パッシブスキャン端末の通信装置のグループに所属する通信装置は、グループに所属する通信装置の数に応じて、グループ内の通信装置のフレーム衝突の確率を低減するために、フレームを送信する際のBackOffに用いるCWminの値を増減させてよい。一般的にCWminは15と設定されているが、例えばグループ内の通信装置の数が10台以上になった場合は、CWminの値を30に変更してもよい。なお、通信装置がCWminを変更するタイミングは各通信装置が独自に判断して行ってもよいし、親端末の通信装置が送信するBeaconフレームにCWminの値を通知し、子端末の通信装置はその値に従うようにして設定してもよい。
親端末として動作する通信装置において、グループ情報管理部15が保持するグループ情報管理テーブルのInformationカラムでGPS情報を持つ場合、GPS情報は絶対値情報ではなく、自装置(親端末)からの相対位置の情報として保持してよい。このとき親端末は、アクティブスキャン端末の通信装置にプローブ応答フレームで応答する場合に、グループ情報管理テーブルで保持している相対座標のGPS情報を自装置のGPS情報から絶対座標に再計算した値を含ませたプローブ応答フレームを送信する。
本実施の形態において、アクティブスキャン端末は、利用可能な全てのチャネルに対してプローブ要求フレームを連続して送信し、プローブ要求フレームに対する応答であるプローブ応答フレームの待受けを予め決めておいた応答チャネルで行う。そのため、従来方式のスキャニングを使用する場合と比較して、通信装置の高速な相互検出を実現できる。またパッシブスキャン端末同士で予めグループを作成しておくことにより、探索を行うアクティブスキャン端末に対して、応答を行う端末を減少させることにより、伝送媒体におけるトラフィックを減少させることができる。さらにパッシブスキャン端末として動作している通信装置のうち所属するグループにおいて子端末として動作している通信装置は、親端末として動作している通信装置に代理で応答するように要求することで、パワーセーブモードで動作し、消費電力を節約することが可能となる。
本実施の形態にて説明した方式では、通信装置の相互検出にプローブ要求およびプローブ応答を用いたが、これらに限定するものではなく、同様の効果が得られるものを使用するようにして構わない。例えば、通信装置が送信するデータフレーム(Data Frame)、アクションフレーム(Action Frame)等に同様の値を挿入し、一定時間後に通信装置から応答を取得する事により、通信中においても相互検出が可能となる。また事前に作成されているパッシブスキャン端末同士の通信装置のグループ間において、アクティブスキャン端末からプローブ要求フレームを受信した際に、グループ内の親端末に代理応答を要求するために、新たに代理応答要求フレームを追加し、代理応答の要求が成功したかを通知するために新たに代理応答通知フレームを追加している。ただし上記のように新規フレームを追加せずに、既存のフレームに新たな「Vendor Specific Element」などのエレメントを追加し、同様の内容を通知してもよい。例えば、代理応答要求フレームの代わりに、プローブ要求フレームを用い、新たに「Vendor Specific Element」を追加し実現し、代理応答通知フレームの代わりに、プローブ応答フレームを用い、新たに「Vendor Specific Element」を追加し実現してもよい。
また、本実施の形態において、アクティブスキャン端末の通信装置が送信するプローブ要求フレームに応答する端末は、プローブ要求フレームを受信できる端末であればよく、パッシブスキャン端末として動作していなくてもよい。例えば、アクティブスキャン端末の通信装置や従来の方式で動作している端末が、他のアクティブスキャン端末の通信装置が送信するプローブ要求フレームを受信した場合に、プローブ応答フレームで応答してもよい。
以上説明した本実施の形態の無線通信システムは、アクティブスキャン端末とパッシブスキャン端末とを含む複数の通信装置を備え、前記アクティブスキャン端末は、1のチャネルにて探索フレームを送信後、他の通信装置からの応答フレームの待ち受けをすることなく連続して他のチャネルにて探索フレームを送信することで全チャネルにて一斉に探索フレームを送信し、最後に応答チャネルにて探索フレームを送信して前記パッシブスキャン端末からの応答の待ち受けを行い、前記探索フレームには、応答までのオフセット時間情報と応答チャネル情報を重畳し、前記パッシブスキャン端末は、あらかじめパッシブスキャン同士でグループ化され親または子のロールで動作しており、前記探索フレームの受信後に、応答までのオフセット時間が経過するまでに子の通信装置が親の通信装置に代理応答要求フレームを送信して自装置の情報を通知し、応答までのオフセット時間を経過した後、前記応答チャネル情報で指定されたチャネルにて、パッシブスキャン端末グループの親の通信装置が子の通信装置の情報を合わせて応答フレームを送信する。
以上のように、本実施の形態の通信装置は、アクティブスキャン端末とパッシブスキャン端末とを含む複数の通信装置が通信する無線通信システムのアクティブスキャン端末の通信装置であって、1のチャネルにてプローブ要求フレームである探索フレームを送信後、他の通信装置からのプローブ応答フレームである応答フレームの待ち受けをすることなく連続して他のチャネルにて探索フレームを送信することで全チャネルにて一斉に探索フレームを送信し、最後に応答チャネルである待ち受けチャネルにて探索フレームを送信してパッシブスキャン端末からの応答フレームの待ち受けを行う。探索フレームには、応答フレームを送信するまでのオフセット時間の情報と応答チャネルの情報を重畳する。
そして、パッシブスキャン端末の通信装置は、あらかじめパッシブスキャン同士でグループ化され親または子のロールで動作しており、アクティブスキャン端末の通信装置から探索フレームを受信した場合、応答までのオフセット時間が経過するまでに、子の通信装置は親の通信装置に代理応答要求フレームを送信して自装置の情報を通知し、親の通信装置は、応答までのオフセット時間を経過した後、探索フレームに重畳された情報が示す応答チャネルにて、子の通信装置の情報を含ませた応答フレームを送信する。
非特許文献1に記載された手順でアクティブスキャニングを行う場合、利用可能な各チャネルをスキャンする最小時間は「MinChannelTime」であり、例えば、2.4GHz帯(Ch1〜Ch11)を利用する際には、1回のスキャンにかかる最小時間は、「MinChannelTime×11+チャネル変更時間×11+Probe Request送信処理時間」となり、1回のスキャンにかかる最大時間は、「MaxChannelTime×11+チャネル変更時間×11+Probe Request送信処理時間+Probe Response受信処理時間」である。一方、本実施の形態のアクティブスキャニングを行う場合、例えば、2.4GHz帯(Ch1〜Ch11)を利用する際には、1回のスキャンにかかる最小時間は、「MinChannelTime+オフセット時間+チャネル変更時間×11+Probe Request送信処理時間」であり、1回のスキャンにかかる最大時間は「MaxChannelTime+オフセット時間+チャネル変更時間×11+Probe Request送信処理時間+Probe Response受信処理時間」となり、他の通信装置の発見を従来よりも高速に行うことができる、という効果を奏する。
また、例えば、非特許文献1に記載されたアクティブスキャニングを適用した場合、探索フレーム(プローブ要求フレーム)を送信した通信装置は、周囲に存在する通信装置の数だけ、応答フレーム(プローブ応答フレーム)を受信する。そのため周囲の端末数が増加すれば応答フレーム同士の衝突が発生する可能性が高くなり、応答フレームの再送の発生により伝送媒体がビジーになる時間が増加する。ここで、本実施形態のアクティブスキャニングを適用した場合、すなわち、探索フレームを各チャネルで送信した後、応答チャネルで応答フレームを待ち受ける場合、応答フレームの受信を1つのチャネルで行うため、探索フレームを受信した各通信装置が応答フレームを送信すると、衝突の可能性が高くなる。しかしながら、本実施の形態では、応答フレームを送信する通信装置は予めグループ化されており、アクティブスキャニングの際には、グループの親である代表の通信装置が、探索フレームに対する応答フレームに、他の通信装置の情報を含ませて送信する。これにより、応答フレームの衝突が発生する可能性が低減し、かつ他の通信装置の発見を従来よりも高速に行うことが可能な通信装置を得ることができる。
実施の形態2.
つづいて、実施の形態2の通信装置について説明する。本実施の形態の通信装置の構成は実施の形態1の通信装置と同様である。すなわち、図4に示した構成となっている。ただし、グループ情報管理部15で管理する情報が実施の形態1とは異なる。本実施の形態の無線通信システムでは、パッシブスキャン端末の通信装置のグループにおいて、親の通信装置および子の通信装置は、相互の端末で接続時に送信電力情報等を交換し、グループ無線通信情報管理テーブルとして保持しておく。パッシブスキャン端末の通信装置は、アクティブスキャン端末にプローブ要求に対する応答を返す場合、グループ無線通信情報管理テーブルに登録されている情報に基づいて、アクティブスキャン端末への応答方法を判断する。以下詳細に説明する。
パッシブスキャン端末の通信装置は、他のパッシブスキャン端末の通信装置との間で送信電力情報を交換する。具体的には、通信装置は、他の通信装置と接続するために接続要求(Association Request)フレームの送信および接続応答(Association Response)フレームの受信を行う際に、接続要求フレームおよび接続応答フレームに、通信装置の送信電力情報を含ませる。例えば、非特許文献1で示されるPower Capability elementを利用して相互の通信装置で交換を行う。他の方法で情報を交換しても構わない。通信装置は、交換した送信電力情報を、フレームを受信した際の受信信号強度(RSSI:Receive Signal Strength Indicator)とともに保持する。具体的には、通信装置のグループ情報管理部15が、他の通信装置から取得した送信電力情報およびRSSIをグループ無線通信情報管理テーブルにて保持する。
図19は、実施の形態2の通信装置のグループ情報管理部15が保持するグループ無線通信情報管理テーブルの一例を示す図である。MACAddressカラムには接続相手であるパッシブスキャン端末のMACAddressが設定される。Time StampカラムにはMACAddressカラムに設定したMACAddressが示す通信装置の情報を更新した時刻が設定される。送信電力カラムには接続相手の通信装置の送信電力の情報が設定される。RSSIカラムには接続相手からフレームを受信した際のRSSIの値が設定される。MAC層制御部13は、接続相手からフレームを受信した際の値を用いて一定周期でRSSI値を更新する。推定距離カラムは、RSSI値および送信電力に基づいて推定した通信装置間の距離、すなわち、グループ無線通信情報管理テーブルを保持している通信装置と、MACAddressカラムに設定したMACAddressが示す通信装置との間の距離の推定値が設定される。なお、レコードは、パッシブスキャン端末の親として動作している通信装置にパッシブスキャン端末の子として動作している通信装置が接続した際に追加される。また、パッシブスキャン端末の親として動作している通信装置とパッシブスキャン端末の子として動作している通信装置が切断した場合には、グループ情報管理テーブルから該当のレコードが削除される。レコードの追加および削除はMAC層制御部13が行う。
次に、実施の形態2の通信装置がグループ内の帰属関係における親のロール、かつ、GroupNotificationTypeが0または1である場合のパッシブスキャニングを説明する。通信装置の処理は実施の形態1で説明したパッシブスキャニング、具体的には、通信装置がグループ内の帰属関係における親のロールのかつ、GroupNotificationTypeが0または1である場合のパッシブスキャニングと同様である。ただし、本実施の形態の通信装置は、アクティブスキャン端末に対してプローブ応答を送信する場合に、代理応答要求フレームを子の通信装置から受信していなくても、過去に取得しているすべての子の通信装置の情報を含ませて送信する。なお、子の通信装置の情報は、実施の形態1で説明した、GroupNotificationTypeが2の場合の動作と同様に、グループ情報管理部15が保持するグループ無線通信情報管理テーブルにて管理を行う。
図20は、実施の形態2の通信装置がパッシブスキャン端末である場合に実施するパッシブスキャニングの動作例を示すフローチャートである。図20は、通信装置がグループ内の帰属関係における子のロール、かつ、GroupNotificationTypeが0または1である場合のパッシブスキャニングを示している。通信装置は起動した場合にパッシブスキャニングを開始するものとする。
GroupNotificationTypeが0または1のパッシブスキャン端末の子として動作する通信装置である子端末は、特定のチャネルで起動するとスキャニングを開始する(ステップS501)。子端末においては、スキャニングを開始すると、MAC層制御部13が、「PHY−CCA.indication(busy)」が通知されたか否かを確認する(ステップS502)。「PHY−CCA.indication(busy)」が通知されない場合(ステップS502:No)、MAC層制御部13は、「PHY−CCA.indication(busy)」が通知されたか否かを確認する動作を繰り返し実行する。
これに対して、「PHY−CCA.indication(busy)」が通知された場合(ステップS502:Yes)、MAC層制御部13は、アクティブスキャン端末からプローブ要求フレームを受信したか否かを確認する(ステップS503)。アクティブスキャン端末からプローブ要求フレームを受信していない場合(ステップS503:No)、ステップS502に戻る。アクティブスキャン端末からプローブ要求フレームを受信した場合(ステップS503:Yes)、受信したプローブ要求フレームを処理する(ステップS504)。
ステップS504の処理は、図8に示したステップS204と同様、すなわち、通信装置がパッシブスキャン端末の親である場合のプローブ要求フレームの処理と同様である。このステップS504において、MAC層制御部13は、プローブ要求フレームに含まれる、端末製造者固有の情報である「Vendor Specific Element」のうちOUIが0x002692であり、OUI Subtypeが0xFFである「Fast Scan Element」から、応答オフセット時間「Response Offset Time」と、応答チャネル「Response Channel」と、各Information Typeごとのinfomartion情報を取り出す。そして、応答オフセットタイマー(Response Offset Timer)をスタートさせる。
MAC層制御部13は、応答オフセットタイマーをスタートさせた後、自装置と同じグループのパッシブスキャン端末のうち、親として動作している通信装置である親端末と一定距離以上離れているか否かを確認する(ステップS505)。一定距離以上離れているか否かの判断は、グループ無線通信情報管理テーブルの推定距離カラムを参照し、親端末との間の推定距離をしきい値と比較することにより行う。なお、このステップS505での判断に用いる推定距離の閾値は、通信装置に固定の値を設定してもよいし、グループ作成時に相互の通信装置でネゴシエーションして決定してもよい。また動的に変更してもよい。親端末と一定距離以上離れている場合(ステップS505:Yes)、MAC層制御部13は、応答オフセットタイマーをスタートさせた後、親端末に対して代理応答要求フレームを送信し、代理応答通知フレームの待受けを開始する(ステップS506)。このステップS506において、MAC層制御部13は、自装置(子端末)のGroupNotificationTypeが「0」の場合は代理応答要求フレームをユニキャストで送信し、GroupNotificationTypeが「1」の場合は代理応答要求フレームをブロードキャストで送信する。また、MAC層制御部13は、自装置のGroupNotificationTypeが「0」の場合、代理応答要求フレームの送信が成功するまで、または、応答オフセットタイマーが応答オフセット時間を経過するまで、再送上限回数に達していなければ、代理応答要求フレームを再送する。親端末と一定距離以上離れていない場合(ステップS505:No)、子端末は何もしない。
MAC層制御部13は、応答オフセットタイマーが応答オフセット時間を経過すると、親端末から代理応答通知フレームを受信しているか否かを判断する(ステップS507)。代理応答通知フレームを受信していなければ(ステップS507:No)、応答チャネルにチャネルを変更し(ステップS510)、プローブ要求フレームの送信元にプローブ応答フレームを送信する(ステップS511)。プローブ応答フレームを送信後、起動した際のチャネルである元のチャネルにチャネルを変更する(ステップS512)。一方、代理応答通知フレームを受信している場合(ステップS507:Yes)、代理応答通知フレームを処理し(ステップS508)、代理応答が正常に行われたか否かを確認する(ステップS509)。すなわち、代理応答通知フレームのProxy Response Request Received Report ElementのMACAddress(s)フィールドに自装置のMACアドレスが格納されているか否かを確認する。このフィールドに自装置のMACアドレスが格納されている場合は代理応答が正常に行われたことになる。代理応答が正常に行われた場合(ステップS509:Yes)、ステップS502に戻る。代理応答が正常に行われていない場合(ステップS509:No)、応答チャネルにチャネルを変更し(ステップS510)、プローブ要求フレームの送信元にプローブ応答フレームを送信する(ステップS511)。プローブ応答フレームの送信後、起動した際のチャネルである元のチャネルにチャネルを変更する(ステップS512)。なお、ステップS511でプローブ応答フレームの送信が失敗した場合、プローブ応答フレームを再送してもよい。
MAC層制御部13は、スキャニングを開始してから規定時間が経過するとスキャニングを終了する(ステップS513)。MAC層制御部13は、スキャニングを終了した後、規定時間が経過した時点で再度スキャニングを開始してもよい。
なお、子端末は、上記のステップS505において、親端末と一定距離以上離れていると判断した場合でも、過去に一度も親端末に対して代理応答要求フレームを送信していない場合は、親端末との距離に関係なく通知する。また、本実施の形態では送信電力およびRSSIに基づいて推定距離を算出して保持しておき、プローブ要求フレームを受信した場合、推定距離としきい値とを比較し、代理応答要求フレームを親端末へ送信するか否かを判定することとしたが、送信電力またはRSSIを使用して判定を行うようにしても構わない。例えば、RSSIの判定用しきい値を設けておき、RSSIがしきい値以下の場合に代理応答要求フレームを送信する構成としても構わない。
このように、本実施の形態の通信装置は、パッシブスキャン端末の子として動作し、かつGroupNotificationTypeが0または1である場合、パッシブスキャン端末の親との間の距離に基づいて、代理応答要求フレームを送信するか否かを判断する。これにより、応答チャネルで送信されるプローブ応答フレームの数が増大して応答チャネルにおいてフレームの衝突、再送などが発生する確率を低減することができる。
実施の形態1および2では、通信装置が実行するスキャニング動作をパッシブスキャンまたはアクティブスキャンのどちらかに固定としていたが、実行するスキャニング動作を定期的に切り替えるなどしてもよい。例えば、図2に示した構成の無線通信システムにおいては、通信装置1、2Aおよび2Bがアクティブスキャン端末であり、通信装置3A、3Bおよび3Cがパッシブスキャン端末であるが、例えば、通信装置3Aがアクティブスキャン端末になると、通信装置3Bおよび3Cとの通信が可能になり、情報を交換することができる。さらに、通信装置1、2Aおよび2Bがパッシブスキャン端末になると、別の自動車内の通信装置と通信を行うことが可能になり、情報を交換することができる。
パッシブスキャン端末としての動作とアクティブスキャン端末としての動作の切り替えは、通信装置を使用するユーザが手動で行うようにしてもよいし、予め決定されているタイミングで行ってもよい。また、受信する無線LANフレームに基づいて決定されたタイミングで行ってもよい。
なお、実施の形態1および2では、通信装置間の通信を無線LAN方式で行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、無線LAN以外の無線通信を用いてもよい。例えば、Bluetooth(登録商標)またはZigBee(登録商標)などの互いに複数のチャネルリストの中から相互端末検出を行う無線通信であれば、同様の手順を適用できる。すなわち、グループ化されたパッシブスキャン端末の中の1つ端末が、グループ内の他の端末を代表して、探索を行っている端末に応答用のチャネルにて応答する。
なお、本発明を適用する例としては、第1の通信装置と第2の通信装置群と、を備え、該第1の通信装置が定期的に送信する探索フレームに、第1の通信装置と第2の通信装置との間で共有する情報を重畳することで、第1の通信装置を第2の通信装置群に通知する無線通信システムであって、車両に搭載された第1の通信装置が前記探索フレームを定期的に送信することで、複数のユーザが所有する前記第2の通信装置群に前記第1の通信装置の位置を通知し、前記第2の通信装置群は予めグループ化されており、前記探索フレームを受信し、グループの代表である通信装置が、前記第2の通信装置群の情報を合わせて、前記車両の移動速度、移動方向及び前記ユーザと前記車両との距離から、前記ユーザの存在を前記車両の運転者に報知することを特徴とする無線通信システムが挙げられる。
実施の形態1および2の通信装置1を実現するハードウェア構成について説明する。図21は、実施の形態1および2の通信装置1を実現するハードウェア構成の一例を示す図である。図4に示した構成の通信装置1は、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサ101と、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)などで構成されるメモリ102と、送信機103と、受信機104とにより実現することが可能である。プロセッサ101、メモリ102、送信機103および受信機104はバス100に接続され、バス100を介してデータ、制御情報などの受け渡しを相互に行うことが可能である。通信装置1において、送信部11は送信機103により実現される。受信部12は受信機104により実現される。MAC層制御部13は、MAC層制御部13として動作するためのプログラムをプロセッサ101が実行することにより実現される。パラメータ制御部14は、パラメータ制御部14として動作するためのプログラムをプロセッサ101が実行することにより実現される。メモリ102は、MAC層制御部13として動作するためのプログラムおよびパラメータ制御部14として動作するためのプログラムを保持している。グループ情報管理部15はメモリ102により実現される。なお、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携してMAC層制御部13、パラメータ制御部14を実現するようにしてもよい。
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
1,1A,1B,2A,2B,3,3A,3B,3C 通信装置、5A,5B 自動車、11 送信部、12 受信部、13 MAC層制御部、14 パラメータ制御部、15 グループ情報管理部、100 バス、101 プロセッサ、102 メモリ、103 送信機、104 受信機。

Claims (15)

  1. 通信可能な他の通信装置から識別情報を収集する情報収集手段と、
    通信装置の探索のためにブロードキャストされたフレームである探索用フレームを受信した場合に、前記情報収集手段により収集された前記識別情報を含んだフレームを前記探索用フレームに対する応答フレームとして生成し、当該応答フレームを前記探索用フレームの送信元の通信装置から指定されたチャネルである応答チャネルで送信する応答フレーム送信手段と、
    を備えることを特徴とする通信装置。
  2. 前記情報収集手段は、前記探索用フレームを受信した場合に、前記探索用フレームで指定された期間において前記識別情報を収集することを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
  3. 前記探索用フレームが送信されてきたチャネルと前記応答チャネルが同じ場合、
    前記情報収集手段は前記他の通信装置の識別情報を収集せずに、
    前記応答フレーム送信手段は、前記識別情報を含まない前記応答フレームを生成することを特徴とする請求項2に記載の通信装置。
  4. 前記探索用フレームにより前記応答チャネルの指定を受けることを特徴とする請求項1、2または3に記載の通信装置。
  5. 前記応答フレーム送信手段が前記応答フレームを送信する前に、前記情報収集手段が収集した前記識別情報が示す他の通信装置に対して、前記識別情報の収集が成功したことを示す情報を送信する情報収集結果送信手段、
    を備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載の通信装置。
  6. 通信装置の探索のためにブロードキャストされたフレームである探索用フレームを受信した場合に、予め決定しておいた他の通信装置へ自装置の識別情報を送信するとともに、前記探索用フレームに対する応答フレームを自装置に代わって前記探索用フレームの送信元の通信装置へ送信するように要求する代理応答要求手段、
    を備えることを特徴とする通信装置。
  7. 前記代理応答要求手段による前記要求を前記他の通信装置が受け付けなかった場合に前記応答フレームを前記探索用フレームの送信元の通信装置から指定されたチャネルである応答チャネルで前記探索用フレームの送信元の通信装置へ送信する応答フレーム送信手段、
    を備えることを特徴とする請求項6に記載の通信装置。
  8. 前記他の通信装置がフレームの送信動作を実行しない省電力動作中の場合、
    前記代理応答要求手段は前記要求を行わず、
    前記応答フレーム送信手段が前記応答フレームを前記応答チャネルで前記探索用フレームの送信元の通信装置へ送信する、
    ことを特徴とする請求項6または7に記載の通信装置。
  9. 前記探索用フレームは前記応答フレームを送信するチャネルである応答チャネルの情報を含み、
    前記探索用フレームが送信されてきたチャネルと前記応答チャネルが同じ場合、
    前記代理応答要求手段は前記要求を行わず、
    前記応答フレーム送信手段が前記応答フレームを前記応答チャネルで前記探索用フレームの送信元の通信装置へ送信する、
    ことを特徴とする請求項6、7または8に記載の通信装置。
  10. 前記他の通信装置と自装置の距離がしきい値未満の場合、
    前記代理応答要求手段は前記要求を行わず、
    前記応答フレーム送信手段が前記応答フレームを前記応答チャネルで前記探索用フレームの送信元の通信装置へ送信する、
    ことを特徴とする請求項6から9のいずれか一つに記載の通信装置。
  11. 通信可能な他の通信装置を探索する第1の通信装置と、
    前記探索フレームを受信した場合に前記第1の通信装置に対して応答する第2の通信装置と、
    を備え、
    前記第1の通信装置は、
    使用可能な複数チャネルを順番に切り替えながら当該複数のチャネルを全て使用して前記第2の通信装置の探索のためのフレームである探索用フレームを送信し、
    前記探索用フレームを受信した前記第2の通信装置から送信される応答フレームを前記複数チャネルの中の予め決定しておいたチャネルである応答チャネルで待ち受け、
    前記第2の通信装置は、同じチャネルを使用して通信するグループを形成し、当該グループは、前記探索用フレームを受信した場合に前記応答フレームを前記応答チャネルで前記第1の通信装置へ送信する親の通信装置と、前記探索用フレームを受信した場合に前記応答フレームを自装置に代わって送信するよう前記親の通信装置に要求する子の通信装置とを含み、
    前記親の通信装置は、前記探索用フレームを受信した子の通信装置から識別情報を収集し、収集した識別情報を含んだ前記応答フレームを送信する、
    ことを特徴とする無線通信システム。
  12. 前記第1の通信装置は、前記複数チャネルのうち前記応答チャネル以外のチャネルで前記探索用フレームを送信した後に前記応答チャネルで前記探索用フレームを送信することを特徴とする請求項11に記載の無線通信システム。
  13. 前記探索用フレームが送信されてきたチャネルと前記応答チャネルが同じ場合、
    前記親の通信装置は前記探索用フレームを受信した子の通信装置の識別情報を含まない前記応答フレームを送信し、
    前記子の通信装置は前記親の通信装置に前記要求を行わずに、前記応答フレームを前記応答チャネルで前記第1の通信装置へ送信する、
    ことを特徴とする請求項11または12に記載の無線通信システム。
  14. 前記子の通信装置は、前記親の通信装置がフレームの送信動作を実行しない省電力動作中に前記探索用フレームを受信した場合、前記応答フレームを前記応答チャネルで前記第1の通信装置へ送信する、
    ことを特徴とする請求項11、12または13に記載の無線通信システム。
  15. 前記子の通信装置は、前記親の通信装置と自装置の距離がしきい値未満の場合には前記要求を行わずに、前記応答フレームを前記応答チャネルで前記第1の通信装置へ送信することを特徴とする請求項11から14のいずれか一つに記載の無線通信システム。
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