JP2018142916A - 無線端末およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】各種レーダなどへの干渉を避ける必要がある５ＧＨｚ帯を利用する無線ＬＡＮシステムにおいて、周囲の無線アクセスポイントを早期に発見する無線端末及びプログラムを提供する。【解決手段】無線端末１は、無線通信部と、無線通信部を介して送受信される無線フレーム情報を解析し、パッシブスキャンを要する帯域であるか否かの判断及び無線フレーム情報に自装置以外の端末が送信した無線フレームが含まれているか否かの判断を行う判断部と、判断部の結果に基づき、周囲に存在する無線中継装置と他の端末が送受信する問合せ応答フレーム情報を取得する旨の要求を無線通信部に通知するフレーム監視部と、問合せ応答フレーム情報をプローブ要求フレーム、またはプローブ応答フレームごとに他の無線端末のＭＡＣアドレスとプローブ応答フレームに含まれるチャネル情報とを紐づけて格納する周辺通信環境情報テーブルとを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、無線ＬＡＮ通信システムにおける通信制御に関する。

近年、無線ＬＡＮの普及に伴い、無線端末（携帯端末、ＳＴＡなどとも呼ぶ）が無線ＬＡＮを利用する場合に、無線アクセスポイント（無線中継装置、無線基地局、ＡＰなどとも呼ぶ）を介して無線通信を行うインフラストラクチャー・モードは良く知られている。

インフラストラクチャー・モードで無線通信を行う場合、１つの無線アクセスポイントでカバーできる範囲は限られている。そこで、広範囲に無線ネットワークを提供するために複数の無線アクセスポイントが適宜、設置される。このような状況下で無線端末は、ある無線アクセスポイントの通信可能エリアから他の無線アクセスポイントの通信可能エリア内へ移動すると、接続先の無線アクセスポイントを切り換えて通信を行う（ローミングとも呼ぶ）。このため、無線端末は、周辺の無線環境変化によって接続すべき最適な無線アクセスポイントを選択し無線通信を行う必要がある。

すなわち、無線端末は、ローミングを行うため、接続先である無線アクセスポイントとの通信中もローミング先候補となる無線アクセスポイントを検出しておく必要がある。そのために、無線端末は、接続先の無線アクセスポイントとの通信中も定期的に他の無線アクセスポイントの検出（バックスキャン）を行っている。

一般に、無線アクセスポイントを検出する手法方式として、アクティブスキャン方式とパッシブスキャン方式の２つがある。

アクティブスキャン方式では、無線端末が、接続先となる無線アクセスポイントに接続要求（プローブ要求）フレームを同報通信（ブロードキャスト通信）で送信し、接続先となる無線アクセスポイントから接続要求に対する応答（プローブ応答）フレームを受信することによって、無線アクセスポイントを検出（認識）できる。

パッシブスキャン方式では、無線端末は、無線アクセスポイントが周期的（例えば100msごと）に同報通信（で送信しているビーコンを受信することで、接続可能な無線アクセスポイントの存在を検出（認識）できる。

ここで、パッシブスキャン方式においては、無線端末は、無線アクセスポイントが周期的に送信するビーコンを検出するために、ビーコンが送信される周期（例えば100ms）よりも長い期間の待受時間（探索処理時間）を要する。また、当該ビーコンの探索は、通常、ビーコンを待ち受ける周波数帯域の全チャネルに対して行われる。例えば、無線通信に使用する周波数帯域が５ＧＨｚ帯の場合、全チャネル（１９チャネル）をスキャンすると、総じて２秒程度のスキャン時間を有する。これは、シームレスな接続が要求されるローミングにおいては、問題である。できるだけ早くスキャンを完了してローミング先候補となる無線アクセスポイントを検出する必要があるからである。

このような課題に対し、無線ＬＡＮアクセスポイント装置が、ビーコン信号と次に発信するビーコン信号との間隔に補助ビーコン信号を発信することで、移動端末が無線ＬＡＮアクセスポイント装置を早期に発見できることが知られている（特許文献１参照）。

ところで、上述した５ＧＨｚ帯を無線通信に使用する場合、５ＧＨｚ帯の一部のチャネル（例えばＷ５３（５２ｃｈ〜６４ｃｈ）、Ｗ５６（１００ｃｈ〜１４０ｃｈ））は、各種レーダ波及び衛星通信などでも使用される。そのために、これらのチャネルを使用する無線アクセスポイントには、各種レーダ波及び衛星通信などを検出した場合、速やかに電波の発信を中止し、チャネル変更を行うＤＦＳ（Dynamic Frequency Selection）の動作が要求されている。また、所定のチャネルを使用するに先立って無線アクセスポイントが「各種レーダ波などが検出されるか否か」を少なくとも１分（６０秒間）確認する必要があり、条件が悪ければ（移動した先のチャネルでまたレーダを検出した場合など）もっと長時間にわたって送信できないという問題を抱えている。

ここで、無線端末においても、無線アクセスポイントと同様に、各種レーダ波などを検出した場合は、干渉を避けるために、子機である無線端末から親機である無線アクセスポイントへの検索用の電波（検索用パケット）の発信ができない。すなわち、５ＧＨｚ帯域では、無線アクセスポイントのビーコンパケットを受信するまでは、無線端末が検索パケットを送信できない帯域（以後、パッシブスキャンを要する帯域と呼ぶ）が存在し、この帯域ではアクセスポイントの検索から通信開始までにさらに時間を要する。

特開２０１３−１２１０９１号公報

ここで、特許文献１に記載の無線ＬＡＮアクセスポイント装置は、移動端末が周囲の無線ＬＡＮアクセスポイント装置を発見しやすくなり探索時間を短くできる。

しかしながら、当該無線ＬＡＮアクセスポイント装置では、通常ビーコン信号に加え、あらたに補助ビーコンも発信するために、むしろ周囲の無線環境（通信帯域）は悪くなる。

また、一部のチャネルで各種レーダ及び衛星通信への干渉を避けることが求められる５ＧＨｚ帯においては、補助ビーコンを送信できないことから当該無線ＬＡＮアクセスポイントを５ＧＨｚ帯で使用することが困難である。

本発明は、上述の問題を鑑みてなされたものであり、一部のチャネルで各種レーダなどへの干渉を避ける必要がある５ＧＨｚ帯を利用する無線ＬＡＮシステムにおいて、無線端末が、周囲の無線アクセスポイントを早期に発見することができ、素早いローミングを行えるとともに、定期的に行われるバックスキャン時間も削減することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明にかかる無線端末は、無線通信を確立するために周囲に存在する無線中継装置を検索する無線端末であって、
無線通信部と、無線通信部を介して送受信される無線フレームの情報を解析し、前記送受信される無線フレームはパッシブスキャンを要する帯域のものであるか否かの判断（Ａ）を行う判断部と、判断（Ａ）において、送受信される無線フレームがパッシブスキャンを要する帯域のものである場合、周囲に存在する無線中継装置と他の端末が送受信する問合せ応答フレーム情報を取得する旨の要求を無線通信部に通知するフレーム監視部と、問合せ応答フレーム情報を、プローブ要求フレーム、またはプローブ応答フレームごとに、他の無線端末のＭＡＣアドレスと前記プローブ応答フレームに含まれるチャネル情報とを紐づけて格納する周辺通信環境情報テーブルとを、備える。
また、本発明に係る無線端末は、望ましくは、判断部がさらに、無線フレーム情報に自装置以外の端末が送信した無線フレームが含まれているか否かの判断（Ｂ）を行い、判断（Ｂ）において、無線通信部を介して取得した無線フレーム情報にプローブ要求フレームが含まれている場合は、予め設定されている所定時間内に前記プローブ要求フレームの送信先である無線中継装置からプローブ応答フレームを取得したか否かを判断し、所定時間内に周囲の無線中継装置からプローブ応答フレームを取得できた場合には、自装置の周辺に接続可能な無線中継装置が存在し、パッシブスキャンを要する帯域であるが無線通信が可能であると判断する。

また、本発明に係るプログラムは、コンピュータを、
無線通信を確立するために周囲に存在する無線中継装置を検索する無線端末であって、
無線通信部と、無線通信部を介して送受信される無線フレーム情報を解析し、送受信される無線フレームがパッシブスキャンを要する帯域であるか否かの判断（Ａ）を行う判断部と、判断（Ａ）において、送受信される無線フレームがパッシブスキャンを要する帯域のものである場合、周囲に存在する無線中継装置と他の端末が送受信する問い合わせフレーム情報を取得する旨の要求を無線通信部に通知するフレーム監視部と、問合せ応答フレーム情報を、プローブ要求フレーム、またはプローブ応答フレームごとに、他の無線端末のＭＡＣアドレスとプローブ応答フレームに含まれるチャネル情報とを紐づけて格納する周辺通信環境情報テーブル、とを備える無線端末として機能させる。

本発明によれば、無線端末が、周囲の無線アクセスポイントを早期に発見することができ、素早いローミングを行えるとともに、定期的に行われるバックスキャン時間も削減することができる。

図１は、本発明の実施の形態にかかる無線通信システムの全体図である。 図２は、本発明の実施の形態にかかる無線端末および無線中継装置のハードウェア構成図である。 図３は、本発明の実施の形態にかかる無線端末の機能ブロック図である。 図４は、本発明の実施の形態にかかる無線端末がパッシブスキャン帯域で、周囲の接続可能な無線中継装置を検索するための動作フロー図である。 図５は、従来技術の無線端末がパッシブスキャン帯域で、周囲の接続可能な無線中継装置を検索するシーケンス図である。 図６は、本発明の実施の形態にかかる無線端末がパッシブスキャン帯域で、周囲の接続可能な無線中継装置を検索するシーケンス図の一例である。 図７は、本発明の実施の形態にかかる無線端末がパッシブスキャン帯域で、周囲の接続可能な無線中継装置を検索するシーケンス図の一例である。

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

以下の実施の形態で示される数値、構成要素、構成要素の配置位置などは、一例であり、発明の範囲内において種々の変形や変更が可能である。

（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態にかかる無線通信システムの全体図である。

図１に示されるように、本実施の形態に係る無線通信システム１００は、無線端末１と、無線端末２と、無線中継装置３と、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）１０と、ＬＡＮ１１を備える。

無線端末１および２は、少なくとも１つの無線通信インタフェースを有する無線端末（例えば、タブレット、スマートフォンなど）であり、無線通信を用いて無線中継装置３と通信を行う。無線端末１は、無線中継装置３を介して、ＬＡＮ１０を経由して他のネットワークと通信でき、また、無線ＬＡＮ１０に接続している無線端末２と通信することができる。無線通信は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎ、ａｃ規格などに適合する無線ＬＡＮにより実現される。なお、本実施の形態に係る無線端末は、図１の無線通信システムでは２台のみ図示されているが、３台以上の複数台備えられていてもよい。なお、無線端末１および２は、以後、それぞれＳＴＡ１およびＳＴＡ２とも呼ぶ。

また、無線端末１および２は、一定条件下（例えば、無線中継装置との間の電波強度が閾値を下回ったなど）になると接続中の無線中継装置から、より好適な周辺の無線中継装置に接続を切り替える（ローミングを行う）ことができる。

無線中継装置３は、無線通信インタフェースを備え、無線通信可能エリアに存在する無線端末１および２との間で無線通信を行う。この無線通信システムにおいて、無線中継装置と無線端末とは、周波数帯および周波数帯のチャネル番号で特定されるチャネル（以降、チャネルと呼ぶ）と、ネットワークの識別子であるＳＳＩＤ（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ Ｉｎｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）などの無線通信に必要な属性情報をもとに通信を行う。本実施の形態に係る無線通信システム１００では、無線中継装置は１台として説明するが、さらに複数台を備えていてもよい。なお、無線中継装置３は、以後、ＡＰ３とも呼ぶ。

また、無線中継装置３は、ＬＡＮ１１と接続されている。ＬＡＮ１１は、無線中継装置３と接続されたネットワークであり、無線端末１などの端末がこのネットワーク経由で他のネットワーク（例えば、インターネットなど）と通信ができることを示している。なお、図１では、ＬＡＮ１１は有線ネットワークとして図示するが、無線ネットワークであってもよい。

図２は、本発明の実施の形態にかかる無線端末１、無線端末２、無線中継装置３のハードウェア構成図である。これらの装置は備えている通信インタフェースの構成が異なること以外は、その他のハードウェア構成は同じである。例えば、無線中継装置３は少なくとも無線通信インタフェースを備えていればよく、有線通信インタフェースと無線通信インタフェースの両方を備えていてもよいし、無線端末１および２は無線インタフェースのみを備えているなどである。

図２に示すとおり、これらの装置は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２２、記憶装置２３、ＷＮＩＣ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）２４、ＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）２５および各構成部品間を接続している内部バス２６などを備えている。

ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２１に格納された制御プログラムを実行するプロセッサである。

ＲＯＭ２１は、制御プログラム等を保持する読み出し専用記憶領域である。

ＲＡＭ２２は、ＣＰＵ２０が制御プログラムを実行するときに使用するワークエリアとして用いられる記憶領域である。

記憶装置２３は、制御プログラム、制御情報、装置情報、ユーザ設定情報、または認証情報などを記憶する記憶領域である。

ＷＮＩＣ２４は、無線通信を行うために種々の通信制御を実行する無線ＩＣチップおよび無線通信インタフェースを備えている。例えば、ＷＮＩＣ２４は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎ、ａｃ規格等に対応できる無線ＩＣチップおよび適合する無線ＬＡＮの通信インタフェースなどである。

ＮＩＣ２５は、有線通信を行う有線通信インタフェースを備えている。例えば、ＩＥＥＥ８０２．３規格等に適合する有線ＬＡＮの通信インタフェースである。

内部バス２６は、ＣＰＵ２０，ＲＯＭ２１、ＲＡＭ２２、記憶装置２３、ＷＮＩＣ２４、ＮＩＣ２５を電気的に接続し、信号のやりとりを行うバスである。

図３は、本発明の実施の形態にかかる無線端末１の機能ブロック図である。

図３に示す無線端末１は、無線通信部３１、フレーム監視部３２、情報記憶部３３、判断部３４、通信制御部３５、周辺通信環境情報テーブル３３１などを備えている。

以下に本発明の実施の形態にかかる無線端末１が備える各機能について、図３を用いて説明する。

無線通信部３１は、無線通信における無線フレームの送受信を行う処理部である。また、無線通信部３１は、フレーム監視部３２の要求を受け、周囲の無線中継装置と他の端末が送受信する問合せ応答フレーム情報を取得し、取得したフレーム情報をフレーム監視部３２に通知する。なお、問い合わせ応答フレームは、プローブ要求フレーム、またはプローブ応答フレームを含むフレームである。無線通信部３１は、ＣＰＵ２０、ＲＯＭ２１、ＲＡＭ２２、ＷＮＩＣ２４などにより実現される。

フレーム監視部３２は、判断部３４をもとに、前記周囲に存在する無線中継装置と他の端末が送受信する問合せ応答フレーム情報を取得する旨の要求を無線通信部３１に通知する。また、フレーム監視部３２は、無線通信部３１から取得した無線フレーム情報を情報記憶部３３と判断部３４に通知する。フレーム監視部３２は、ＣＰＵ２０、ＲＯＭ２１、ＲＡＭ２２、記憶装置２３などにより実現される。

情報記憶部３３は、無線通信部３１を介してフレーム監視部３２から取得したフレーム情報をプローブ要求フレーム、またはプローブ応答フレームごとに、周辺通信環境情報テーブル３３１に格納する。情報記憶部３３は、ＣＰＵ２０、ＲＯＭ２１、ＲＡＭ２２、記憶装置２３などにより実現される。

周辺通信環境情報テーブル３３１は、フレーム監視部３２から取得したフレーム情報をプローブ要求フレーム、またはプローブ応答フレームごとに、端末のＭＡＣアドレスとチャネル情報とを紐づけて格納する。周辺通信環境情報テーブル３３１は、ＣＰＵ２０、ＲＯＭ２１、ＲＡＭ２２、記憶装置２３などにより実現される。

判断部３４は、次の（ａ）〜（ｄ）の判断を行い、各処理部に通知する。
（ａ）判断部３４は、無線通信部３１を介して送受信されるフレームの帯域、または情報記憶部３３に格納された初期設定における無線通信の使用帯域がパッシブスキャンを要する帯域（５ＧＨｚ帯）であるか否かを判断する。パッシブスキャンを要する帯域である場合は、フレーム監視部３２にその旨を通知する。
（ｂ）判断部３４は、フレーム監視部３２から取得した無線フレーム情報に自装置以外の端末が送信したプローブ要求フレームが含まれているか否かを判断する。
（ｃ）判断部３４は、取得した無線フレーム情報にプローブ要求フレームが含まれている場合は、図示しない内部カウンタ（例えば、ＯＳが管理するカウント時間など）で経過時間の測定を開始し、情報記憶部３３に予め設定されている所定時間内に周囲の無線中継装置からプローブ応答フレームが送信され、無線通信部３１がこれを取得できたか否かを判断する。
（ｄ）さらに、判断部３４は、所定時間内に周囲の無線中継装置からプローブ応答フレームを取得できた場合には、自装置の周辺に接続可能な無線中継装置が存在し、パッシブスキャンを要する帯域であるが無線通信も可能である旨を通信制御部３５に通知する。
（ｅ）判断部３４は、所定時間内に周囲の無線中継装置からプローブ応答フレームを取得できない場合には、自装置の周辺に接続可能な無線中継装置が存在せず、パッシブスキャンを要する帯域であるが無線通信も可能である旨を通信制御部３５に通知する。判断部３４は、ＣＰＵ２０、ＲＯＭ２１、ＲＡＭ２２、記憶装置２３などにより実現される。

通信制御部３５は、判断部３４の通知をもとに、チャネル変更の準備、無線中継装置と無線通信を確立するための準備を開始する。具体的には、現状よりも受信電波強度の良好なチャネルに変更し、スキャンによって検索された無線中継装置と無線通信を確立するために４ウェイハンドシェイクなどの通信手順を実行する。通信制御部３５は、ＣＰＵ２０、ＲＯＭ２１、ＲＡＭ２２、記憶装置２３などにより実現される。

つぎに、図４を参照して、本実施の形態にかかる無線端末が、無線中継装置とパッシブスキャンを要する帯域（５ＧＨｚ帯）で、周囲の無線中継装置が通信可能なチャネルをスキャンし、接続可能な無線中継装置を発見するか否かを判断するまでの動作フローについて説明する。

図４は、実施の形態にかかる無線端末が、使用可能なチャネルのうち１チャネルについて、周囲の無線中継装置を検索（スキャン）し、接続可能な無線中継装置と通信可能なチャネルであるか否かを判断するまでの動作フロー図である。なお、無線端末が接続可能な無線中継装置を見つけるまで、本動作フローは、順次チャネル単位で繰り返す。

ステップＳ４０１にて、判断部３４は、無線通信部３１を介したフレームの送受信、または情報記憶部３３に格納された初期設定における無線通信の使用帯域がパッシブスキャンを要する帯域（５ＧＨｚ帯）のものであるか否かを判断する。パッシブスキャンを要する帯域である場合は、フレーム監視部３２にその旨を通知し、ステップＳ４０２に遷移する（ステップＳ４０１のＹｅｓ）。帯域でない場合は、処理を終了する（ステップＳ４０１のＮｏ）。

ステップＳ４０２にて、フレーム監視部３２は、周囲に存在する無線中継装置と他の端末が送受信する問合せ応答フレーム情報を取得する旨の要求を無線通信部３１に通知する。そして、無線通信部３１は、無線フレームを取得し、逐一、その取得したフレームの情報（フレーム情報）をフレーム監視部３２に通知する。

ステップＳ４０３にて、フレーム監視部３２は、取得されたフレーム情報を情報記憶部３３と判断部３４に通知する。また、情報記憶部３３は、フレーム監視部３２の通知（フレーム情報）をもとにプローブ要求フレーム、またはプローブ応答フレームごとに解析し、端末のＭＡＣアドレスとチャネル情報に紐づけて、周辺通信環境情報テーブル３３１に格納する。

ステップＳ４０４にて、判断部３４は、フレーム監視部３２から取得したフレーム情報に自装置以外の端末が送信したプローブ要求フレームの情報が含まれているか否かを判断する。当該フレーム情報が含まれている場合は、ステップＳ４０５に遷移する（ステップＳ４０４のＹｅｓ）。当該フレームが含まれていない場合は、ステップＳ４０４を繰り返し、フレーム監視部３２から取得するフレームを継続判断する（ステップＳ４０４のＮｏ）。

ステップＳ４０５にて、判断部３４は、ステップＳ４０４の判断（プローブ要求フレームが含まれている）を受けて、図示しない内部カウンタ（例えば、ＯＳが管理するカウント時間など）で経過時間の測定を開始する。そして、判断部３４は、情報記憶部３３に予め設定されている所定時間内に周囲の無線中継装置からプローブ応答フレームが送信され無線通信部３１で取得できたか否かを判断する。無線通信部３１がプローブ応答フレームを取得できた場合は、ステップＳ４０６に遷移する（ステップＳ４０５のＹｅｓ）。取得できない場合は、ステップＳ４０７に遷移する（ステップＳ４０６のＮｏ）。

ここで、予め設定されている所定時間とは、具体的には、ユーザが設定するプローブ要求フレームに対し、応答すべき無線中継装置がプローブ応答フレームを送信し無線通信部３１で取得できるまでの時間である。所定時間は、情報記憶部３３に格納されており、予め工場出荷時に設定されていてもよいし、ユーザによって適宜設定されてもよい。

ステップＳ４０６にて、判断部３４は、ステップＳ４０５の判断（ステップＳ４０５のＹｅｓ）をもとに自装置の周辺に接続可能な無線中継装置が存在すること、およびパッシブスキャンを要する帯域であるが無線通信も可能である旨を通信制御部３５に通知する。

ステップＳ４０７にて、判断部３４は、ステップＳ４０５の判断（ステップＳ４０５のＮｏ）をもとに自装置の周辺に接続可能な無線中継装置が存在しないこと、およびパッシブスキャンを要する帯域であるが無線通信は可能である旨を通信制御部３５に通知する。

ここから、図５を参照しながら、従来技術の無線端末がパッシブスキャンを要する帯域（５ＧＨｚ帯）で、周囲の接続可能な無線中継装置を検索しチャネル変更が可能となるまでのシーケンスについて説明する。

図５に示されるように、従来技術にかかる無線通信システムは、無線端末１１と、無線端末２１と、無線中継装置３１と、無線ＬＡＮ１２と、を備える。
なお、無線端末１１、無線端末２１、無線中継装置３１は、それぞれＳＴＡ１１、ＳＴＡ２１、ＡＰ３１とも呼ぶ。

図５の各ステップを参照しながら、ＳＴＡ１１が周囲の接続可能な無線中継装置（ＡＰ３１）を検索し、周囲に接続可能な無線中継装置と無線通信を確立するための準備を開始するまでを詳細に説明する。ここで、図５では５ＧＨｚ帯で無線通信を行っているので、各種レーダ波を検出した場合は、自装置あるいは、他の無線端末もレーダ波などの検出処理を行い存在しないことを確認しない限り、自ら無線フレームを発信できない状態である。

ステップＳ５０にて、ＳＴＡ１１は、周囲の接続可能な無線中継装置と通信可能なチャネルの検索を開始する。周囲の無線中継装置から定期的（例えば、100ms）に報知（報知？）されるビーコンフレームを受信する。このビーコンフレームの受信は使用可能なチャネル（例えば１９チャネル分）に対し、それぞれ行われる。

ステップＳ５１にて、ＳＴＡ２１は、周囲の接続可能な無線中継装置に無線通信を確立するためにプローブ要求フレームをＡＰ３１に送信する。

ステップＳ５２にて、ＡＰ３１は、ＳＴＡ２１からのプローブ要求フレームを受信し、ＡＰ３１宛のプローブ要求フレームであることを認識すると、プローブ応答フレームをＳＴＡ２１に送信する。しかし、ＳＴＡ２１に送信されるプローブ応答フレームは、ユニキャスト通信で送信されるので、ＳＴＡ２１以外はＡＰ３１の存在を知ることができない。つまり、ステップＳ５２では、ＳＴＡ１１はＡＰ３１の存在を知ることができないのである。なお、ＳＴＡ２１が行うこのアクティブスキャンも、使用可能なすべてのチャネルに対して中継装置が見つかるまで行われる。

ステップＳ５３にて、ＡＰ３１は、定期的（例えば、100ms）に報知するビーコンフレームをブロードキャスト通信で送信し、ＡＰ３１自身の存在を周囲の無線装置に通知する。

ステップＳ５４にて、ＳＴＡ１１は、ＡＰ３１から送信されるビーコンフレームの情報をもとにＡＰ３１の存在と通信可能なチャネルを検知する。

ステップＳ５５にて、ＳＴＡ１１は、ＡＰ３１と無線通信を確立するための準備を開始する。具体的には、ＡＰ３１と通信を行うためにステップＳ５４で検知したチャネルに変更する準備を行う。

すなわち、従来技術にかかる無線通信システムでは、他の無線端末が行うアクティブスキャンの結果も認識できないため、結局無線端末自らがパッシブスキャンまたはアクティブスキャンを行ってアクセスポイントの存在を見出さざるを得ないが、認識するまで、時間を要する。さらに、パッシブスキャンを要する帯域であれば、自らアクティブスキャンを行えるようになるまで、レーダ波などの検出が必要であり、これも時間を要する。

つぎに、図６、図７を参照しながら、本実施の形態にかかる無線端末がパッシブスキャンを要する帯域（５ＧＨｚ帯）で、周囲の接続可能な無線中継装置を検索し、発見できるか否かまで（図６）、さらに発見できた場合は無線通信の確立のために準備を開始する（図７）のシーケンスについて説明する。なお、図６、図７においても図５の説明と同様に、各種レーダ波を検出した場合は、自装置あるいは、他の無線端末もレーダ波などの検出処理を行い存在しないことを確認しない限り、自ら無線フレームを発信できない状態である。

図６は、ＳＴＡ１が周囲の接続可能な無線中継装置（ＡＰ３）を検索し、ＳＴＡ１が周囲に接続可能な無線中継装置が存在しない旨の判断がなされるまでを詳細に説明する。

図６の各ステップを参照しながら、ＳＴＡ１がＡＰ３を検索し、周囲に無線中継装置が存在しないことを知るまでを詳細に説明する。

ステップＳ６０にて、ＳＴＡ１は、周囲の接続可能な無線中継装置と通信可能なチャネルの検索を開始する。周囲の無線中継装置から定期的（例えば、100ms）に放置されるビーコンフレームを受信する。

ステップＳ６１にて、ＳＴＡ２が、無線通信を確立するためにプローブ要求フレームをＡＰ３に送信する。

ステップＳ６０１にて、ＳＴＡ２からのプローブ要求フレームの検出を開始する。

ステップＳ６２にて、ＳＴＡ２は、ステップＳ６１で自らがＡＰ３あてに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の受信を待機しているが、アクセスポイントが存在しないので、プローブ応答フレームを受信できない状況である。

ステップＳ６３にて、ＳＴＡ１は、ＡＰ３がＳＴＡ２にプローブ応答フレームを返信していないことで、ＳＴＡ２がプローブ要求フレームを送信可能な範囲（位置）にＡＰ３が存在しないことがわかる。一方で、ＳＴＡ１は、ＳＴＡ２がパッシブスキャンを要する帯域にもかかわらず、プローブ要求フレームをＡＰ３宛てに送信している事実から、現在、ＳＴＡ２の周囲では、各種レーダ波を検出していないこともわかる。

図７は、ＳＴＡ１が周囲の接続可能な無線中継装置（ＡＰ３）を検索し、ＳＴＡ１が周囲に接続可能な無線中継装置と無線通信を確立するための準備を開始するまでを詳細に説明する。

ステップＳ６０にて、ＳＴＡ１は、周囲の接続可能な無線中継装置と通信可能なチャネルの検索を開始する。また、ＳＴＡ１は、周囲の無線中継装置から定期的（例えば、100ms）に放置されるビーコンフレームを受信する。

ステップＳ７１にて、ＳＴＡ２が、無線通信を確立するためにプローブ要求フレームをＡＰ３に送信する。

ステップＳ６０１にて、ＳＴＡ１は、ＳＴＡ２からのプローブ要求フレームの検出を開始する。

ステップＳ７２にて、ＳＴＡ２は、ステップＳ７１でＡＰ３あてに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の受信をおこなっている。このプローブ応答フレームは、ＡＰ３がＳＴＡ２にユニキャスト通信で送信しているものである。

ステップＳ７３にて、ＳＴＡ１は、ＡＰ３がＳＴＡ２にプローブ応答フレームを返信したことを検知し、ＳＴＡ２がプローブ要求フレームを送信可能な範囲（位置）にＡＰ３が存在しかつ、現在、ＳＴＡ２の周囲では、各種レーダ波を検出していないこともわかる。このことで、ＳＴＡ１はＡＰ３と検出したチャネルによる無線通信が可能であることを知る。

ステップＳ７４にて、ステップ７３の結果をもとに、無線通信を確立するためにプローブ要求フレームをＡＰ３に送信する。

ステップＳ７５にて、ＡＰ３は、ＳＴＡ１からのプローブ要求フレームに応じて、プローブ応答フレームを返信する。

ステップＳ７６にて、ＳＴＡ１は、無線通信を確立するためにチャネル変更の準備を行い、ＡＰ３と無線通信を確立するための準備を開始する。以後、ＳＴＡ１とＡＰ３との間で無線通信を確立するための通信手順（４ウェイハンドシェイク）が行われる。

上述のように、従来の無線端末は、パッシブスキャンを要する帯域で各種レーダ波を検出している、または、各種レーダ波を検出してから一定期間、新たなレーダ波を検出しないことを確認できないと、無線フレームを送信できない。

従来の無線端末は、自装置の発信したプローブ要求フレームに対する無線中継装置からのプローブ応答フレームをユニキャスト通信で受信していた。このため、従来の無線端末は、受信対象以外の無線端末ではこのユニキャスト通信（プローブ応答フレーム）を知ることができなかった（具体的には、物理的に受信可能である無線フレーム情報はＭＡＣ層で破棄されていた）。そこで、本発明の実施の形態にかかる無線端末は、他の無線端末が発信する無線フレーム情報を取得し、解析することで、当該無線フレーム情報が周囲の無線中継装置をスキャンするために送信するプローブ要求フレームであると判断すると、パッシブスキャンを要する帯域ではあるが、無線フレームを送信できる通信状況であることを認識できる。

また、本発明にかかる実施の形態の無線端末は、他の無線端末が発信する無線フレームを取得することで、本発明にかかる実施の形態の無線通信システムにおいて使用可能なチャネルをすべてスキャンすることなく、通信可能なチャネルのみを早期に知ることができる。これにより、スキャン時間を大幅に削減でき、無線端末が複数の無線中継装置を切り替えながら無線通信を行うローミングを効率的に行うことができる。

無線端末と無線中継装置との間で行われる無線通信において、特にパッシブスキャンを要する帯域（例えば、５ＧＨｚ帯）での利用でも、無線端末が無線中継装置をより短時間で発見でき、接続を確立したい場合に有用である。

１００ 無線通信システム
１、２ 無線端末
３ 無線中継装置
１０ 無線ＬＡＮ
１１ ＬＡＮ
２０ ＣＰＵ
２１ ＲＯＭ
２２ ＲＡＭ
２３ 記憶装置
２４ ＷＮＩＣ
２５ ＮＩＣ
２６ 内部バス
３１ 無線通信部
３２ フレーム監視部
３３ 情報記憶部
３３１ 周辺通信環境情報テーブル
３４ 判断部
３５ 通信制御部

Claims (3)

1. 無線通信を確立するために周囲に存在する無線中継装置を検索する無線端末であって、
   無線通信部と、
   前記無線通信部を介して送受信される無線フレームの情報を解析し、前記送受信される無線フレームがパッシブスキャンを要する帯域のものであるか否かの判断（Ａ）を行う判断部と、
   前記判断（Ａ）において、前記送受信される無線フレームがパッシブスキャンを要する帯域のものである場合、前記周囲に存在する無線中継装置と他の端末が送受信する問合せ応答フレーム情報を取得する旨の要求を前記無線通信部に通知するフレーム監視部と、
   前記問合せ応答フレーム情報を、プローブ要求フレーム、またはプローブ応答フレームごとに、他の無線端末のＭＡＣアドレスと前記プローブ応答フレームに含まれるチャネル情報とを紐づけて格納する周辺通信環境情報テーブルとを、
   備える
   無線端末。
   
2. 前記判断部はさらに、無線フレーム情報に自装置以外の端末が送信した無線フレームが含まれているか否かの判断（Ｂ）を行い、
   判断（Ｂ）において、前記無線通信部を介して取得した無線フレーム情報にプローブ要求フレームが含まれている場合は、予め設定されている所定時間内に前記プローブ要求フレームの送信先である無線中継装置からプローブ応答フレームを取得したか否かを判断し、
   所定時間内に周囲の無線中継装置からプローブ応答フレームを取得できた場合には、自装置の周辺に接続可能な無線中継装置が存在し、パッシブスキャンを要する帯域であるが無線通信が可能であると判断する、
   請求項１に記載の無線端末。
   
3. コンピュータを、
   無線通信を確立するために周囲に存在する無線中継装置を検索する無線端末であって、
   無線通信部と、
   前記無線通信部を介して送受信される無線フレーム情報を解析し、前記送受信される無線フレームがパッシブスキャンを要する帯域であるか否かの判断（Ａ）を行う判断部と、
   前記判断（Ａ）において、前記送受信される無線フレームがパッシブスキャンを要する帯域のものである場合、前記周囲に存在する無線中継装置と他の端末が送受信する問い合わせフレーム情報を取得する旨の要求を前記無線通信部に通知するフレーム監視部と、
   前記問合せ応答フレーム情報を、プローブ要求フレーム、またはプローブ応答フレームごとに、他の無線端末のＭＡＣアドレスと前記プローブ応答フレームに含まれるチャネル情報とを紐づけて格納する周辺通信環境情報テーブルと
   を備える無線端末
   として機能させるプログラム。