JP2023047136A - 通信装置およびその制御方法、プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の周波数帯を用いた複数のリンクにより外部装置と通信可能な通信装置において、適切な外部装置との通信接続を可能にする。【解決手段】周波数帯が異なる複数のリンクを用いてマルチリンク通信を行うことができる通信装置は、複数の外部装置の各々から1つ以上のリンクを介して送信された1つ以上のフレームを受信し、1つ以上のフレームの各々に含まれているパラメータに基づいて1つ以上のフレームの送信元の外部装置を判別する。通信装置は、一つの外部装置から2つ以上の異なるリンクを介して2つ以上のフレームが受信された場合にそれら2つ以上のフレームの送信元が当該一つの外部装置であることを判別し、送信元が同じ外部装置であると判別されたフレームの通信状態に基づいて、複数の外部装置の通信接続の優先順位を決定する。【選択図】 図3
Description
本発明は、通信装置およびその制御方法、プログラムに関する。
近年の通信されるデータ量の増加に伴い、無線LAN(Local Area Network)等の通信技術の開発が進められている。無線LANの主要な通信規格として、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11規格シリーズが知られている。IEEE802.11規格シリーズには、IEEE802.11a/b/g/n/ac/ax等の規格が含まれる。例えば、最新規格のIEEE802.11axでは、OFDMA(直交周波数多元接続)を用いて、最大9.6ギガビット毎秒(Gbps)という高いピークスループットに加え、混雑状況下での通信速度を向上させる技術が規格化されている(特許文献1参照)。なお、OFDMAは、Orthogonal frequency-division multiple accessの略である。
さらなるスループット向上や周波数利用効率の改善、通信レイテンシ改善を目指した後継規格として、IEEE802.11beと呼ばれるtask groupが発足した。IEEE802.11beでは、マルチリンク(Multi-Link)通信が検討されている。マルチリンク通信では、1台のAP(Access Point)が1台のSTA(Station)と2.4GHz、5GHz、6GHz帯等の周波数帯で複数のリンク(Link)を構築し、同時通信を行う。マルチリンクで動作する通信装置はマルチリンクデバイス(以下、MLD(Multi Link Device))と呼ばれる。一つのMLDは、複数のリンクのそれぞれに紐づく複数のSTAまたは複数のAPと同等の構成を有する。
一般的に電波は周波数によって届く範囲が異なり、周波数が低いほど電波の回折が大きく遠くまで届き、周波数が高いほど電波の回折が小さく届く距離も短いことが知られている。途中に障害物があったとしても、周波数が低い電波は障害物を回り込んで届くが、周波数が高い電波は直進性が高いために回り込みづらく、届かないことがある。一方で2.4GHzの周波数は他の機器でも使用されることが多く、例えば電子レンジが同じ周波数帯の電波を発することが知られている。このように同じ通信装置が発する電波であっても、その配置場所や環境によっては、周波数帯によって届く電波の強さやSN(Signal/Noise)比に違いが生じることが考えられる。したがって、マルチリンク通信においてSTAが複数の周波数帯で通信できるAPと接続できたとしても、特定の周波数帯での電波強度やSN比が劣化し、複数リンクを用いた通信ができなくなる可能性がある。
本発明は、複数の周波数帯を用いた複数のリンクにより外部装置と通信可能な通信装置において、通信接続の対象として適切な外部装置を選択することを可能にする技術を提供する。
本発明の一態様による通信装置は以下の構成を備える。すなわち、
周波数帯が異なる複数のリンクを用いてマルチリンク通信を行うことができる通信装置であって、
複数の外部装置の各々から1つ以上のリンクを介して送信された1つ以上のフレームを受信する受信手段と、
前記1つ以上のフレームの各々に含まれているパラメータに基づいて前記1つ以上のフレームの送信元の外部装置を判別する判別手段と、前記判別手段は、一つの外部装置から2つ以上の異なるリンクを介して2つ以上のフレームが受信された場合に前記2つ以上のフレームの送信元が前記一つの外部装置であることを判別し、
前記判別手段により送信元が同じ外部装置であると判別されたフレームの通信状態に基づいて、前記複数の外部装置の通信接続の優先順位を決定する決定手段と、を備える。
周波数帯が異なる複数のリンクを用いてマルチリンク通信を行うことができる通信装置であって、
複数の外部装置の各々から1つ以上のリンクを介して送信された1つ以上のフレームを受信する受信手段と、
前記1つ以上のフレームの各々に含まれているパラメータに基づいて前記1つ以上のフレームの送信元の外部装置を判別する判別手段と、前記判別手段は、一つの外部装置から2つ以上の異なるリンクを介して2つ以上のフレームが受信された場合に前記2つ以上のフレームの送信元が前記一つの外部装置であることを判別し、
前記判別手段により送信元が同じ外部装置であると判別されたフレームの通信状態に基づいて、前記複数の外部装置の通信接続の優先順位を決定する決定手段と、を備える。
本発明によれば、複数の周波数帯を用いた複数のリンクにより外部装置と通信可能な通信装置において、通信接続の対象として適切な外部装置を選択することが可能になる。
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
[第1実施形態]
(無線通信システムの構成)
図1は、本実施形態にかかる通信装置101(以下、STA101)が接続するネットワークの構成例を示す。通信装置102~104(以下、AP102~104)は、無線ネットワークを構築する役割を有するアクセスポイント(AP)である。AP102~104はそれぞれSTA101と通信可能である。STA101はAP102~104のいずれかと通信接続することにより、ネットワークに接続することができる。
(無線通信システムの構成)
図1は、本実施形態にかかる通信装置101(以下、STA101)が接続するネットワークの構成例を示す。通信装置102~104(以下、AP102~104)は、無線ネットワークを構築する役割を有するアクセスポイント(AP)である。AP102~104はそれぞれSTA101と通信可能である。STA101はAP102~104のいずれかと通信接続することにより、ネットワークに接続することができる。
AP102~104、STA101の各々は、IEEE802.11be(EHT)規格に準拠した無線通信を実行することができる。なお、IEEEはInstitute of Electrical and Electronics Engineersの略である。AP102~103、STA101は、2.4Hz帯、5GHz帯、および6GHz帯の周波数において通信することができるマルチリンクデバイス(MLD)である。また、本実施形態では、AP104は、マルチリンク通信に対応していないものとする。なお、各通信装置が使用する周波数帯は上記の例に限定されるものではなく、周波数帯の数も3つに限られるものではない。例えば60GHz帯のような異なる周波数帯がさらに利用可能であってもよい。また、AP102~104、STA101は、20MHz、40MHz、80MHz、160MHz、および320MHzの帯域幅を使用して通信することができる。但し、各通信装置が使用する帯域幅は、これに限定されるものではなく、例えば240MHzや4MHzのように、異なる帯域幅が使用されてもよい。
AP102~104、STA101は、IEEE802.11be規格に準拠したOFDMA通信を実行することで、複数のユーザの信号を多重する、マルチユーザ(MU、Multi User)通信を実現する。OFDMAは、Orthogonal Frequency Division Multiple Access(直行周波数分割多元接続)の略である。OFDMA通信では、分割された周波数帯域の一部(RU、Resource Unit)が各STAにそれぞれ重ならないように割り当てられ、各STAの搬送波が直行する。そのため、APは規定された帯域幅の中で複数のSTAと並行して通信することができる。
なお、AP102~104、STA101は、IEEE802.11be規格に対応するとしたが、これに加えて、IEEE802.11be規格より前の規格であるレガシー規格に対応していてもよい。具体的には、AP102~104、STA101は、IEEE802.11a/b/g/n/ac/ax規格の少なくともいずれか一つに対応していてもよい。また、IEEE802.11シリーズ規格に加えて、Bluetooth(登録商標)、ZigBee、NFC、UWB、MBOAなどの他の通信規格に対応していてもよい。なお、NFCはNear Field Communicationの略である。UWBはUltra Wide Bandの略である。MBOAはMulti Band OFDM Allianceの略である。また、UWBには、ワイヤレスUSB、ワイヤレス1394、WiNETなどが含まれる。また、AP102~104、STA101は、有線LANなどの有線通信の通信規格に対応していてもよい。AP102~104の具体例としては、無線LANルーターやパーソナルコンピュータ(PC)などが挙げられるが、これらに限定されない。またAP102~104は、IEEE802.11be規格に準拠した無線通信を実行することができる無線チップなどの情報処理装置であってもよい。STA101の具体的な例としては、カメラ、タブレット、スマートフォン、PC、携帯電話、ビデオカメラ、ヘッドセットなどが挙げられるが、これらに限定されない。また、STA101は、IEEE802.11be規格に準拠した無線通信を実行することができる無線チップなどの情報処理装置であってもよい。
また、AP102、103およびSTA101は、複数の周波数チャネルを介した複数のリンクを確立して通信するマルチリンク通信を実行する。IEEE802.11シリーズ規格では、各周波数チャネルの帯域幅は20MHzとして定義されている。ここで、周波数チャネルとは、IEEE802.11シリーズ規格に定義された周波数チャネルであって、IEEE802.11シリーズ規格では、2.4GHz帯、5GHz帯、6GHz帯、60GHz帯の各周波数帯に複数の周波数チャネルが定義されている。なお、隣接する周波数チャネルとボンディングすることで、1つの周波数チャネルにおいて40MHz以上の帯域幅を利用してもよい。
例えば、AP102とSTA101は、2.4GHz帯の第1の周波数チャネルを介したリンクを確立し、通信する能力がある。また、AP102とSTA101は、これと並行して6GHz帯の第2の周波数チャネルを介したリンクを確立し、通信する能力がある。この場合、STA101とAP102は、第1の周波数チャネルを介した第1のリンクと並行して第2の周波数チャネルを介した第2のリンクを維持するマルチリンク通信を実行する。このようにSTA101とAP102は複数の周波数チャネルを介した複数のリンクを確立することで、通信のスループットを向上させることができる。本実施形態ではAP102が提示する第1のリンクは2.4GHz帯の6ch、20MHzで動作するものとし、リンク番号を1とする。AP102が提示する第2のリンクは6GHz帯の113ch、320MHzで動作するものとし、リンク番号を2とする。
AP103も同様に、2.4GHz帯の6ch、20MHzで動作するリンク番号3、5GH帯の36ch、80MHzで動作するリンク番号4、6GHz帯の252ch、320MHzで動作するリンク番号5で動作するものとする。AP104は5GHz帯の44ch、80MHzで動作し、マルチリンクでの動作はないものとする。なお、AP102はSSIDを「Bacardi」、AP103はSSIDを「pudding」、AP104はSSIDを「PommedEve2」として動作しているものとする。また、STA101の周囲には他にもAPがいるものとする。なお、AP102~104のSSIDが同じであってもよい。
本実施形態ではSTA101が持てるリンクの数は最大2つとする。但し、マルチリンク通信に用いられる周波数帯の異なるリンクは2個より多く確立されてもよい。例えば、STA101は2.4GHz帯、5GHz帯、6GHz帯のそれぞれでリンクを確立できるようにしてもよいし、同じ周波数帯に含まれる複数の異なるチャネルを介してリンクを確立できるようにしてもよい。例えば、2.4GHz帯における6chのリンクを第1のリンクとして、これに加えて2.4GHz帯における1chのリンクを第2のリンクとして確立できるようにしてもよい。周波数帯が同じ複数のリンクと、周波数帯が異なるリンクとが混在していてもよい。例えば、STA101は2.4GHz帯における6chのリンクと、2.4GHz帯の1chのリンクと、5GHz帯における149chのリンクを確立できてもよい。STA101とAP102~103は、周波数帯の異なる複数の接続を確立することで、ある帯域が混雑している場合であっても、STA101と他方の帯域で通信を確立することができる。そのため、STA101との通信におけるスループットの低下や通信遅延を防ぐことができる。
なお、図1に例示された無線ネットワークでは3台のAPと1台のSTAが用いられているが、APおよびSTAの台数や配置がこれに限定されないことは言うまでもない。例えば、図1の無線ネットワークにおいて、STAを1台増やしてもよい。また、確立される各リンクの周波数帯やリンクの数、帯域幅などに制約はない。
マルチリンク通信において、例えば、AP102とSTA101は、1つのデータを分割して複数のリンクを介して相手装置に送信する。このとき、AP102とSTA101はMIMO(Multiple-Input And Multiple-Output)通信を実行できてもよい。この場合、AP102およびSTA101は複数のアンテナを有し、送信側はそれぞれのアンテナから異なる信号を同じ周波数チャネルを用いて送る。受信側は、複数のアンテナを用いて複数ストリームから到達したすべての信号を同時に受信し、各ストリームの信号を分離し、復号する。このように、MIMO通信を実行することで、AP102およびSTA101は、MIMO通信を実行しない場合と比べて、同じ時間でより多くのデータを通信することができる。また、AP102およびSTA101は、マルチリンク通信を行う場合に、複数のリンクのうちの一部のリンクにおいてMIMO通信を実行してもよい。
(APおよびSTAの構成)
図2に、本実施形態におけるSTA101のハードウェア構成例を示す。STA101は、記憶部201、制御部202、機能部203、入力部204、出力部205、通信部206およびアンテナ207を有する。なお、アンテナ207は複数でもよい。なお、AP102~104もSTA101と同様のハードウェア構成を有する。
図2に、本実施形態におけるSTA101のハードウェア構成例を示す。STA101は、記憶部201、制御部202、機能部203、入力部204、出力部205、通信部206およびアンテナ207を有する。なお、アンテナ207は複数でもよい。なお、AP102~104もSTA101と同様のハードウェア構成を有する。
記憶部201は、ROMおよび/またはRAM等の1以上のメモリにより構成され、後述する各種動作を行うためのコンピュータプログラムや、無線通信のための通信パラメータ等の各種情報を記憶する。ROMはRead Only Memoryの略であり、RAMはRandom Access Memoryの略である。なお、記憶部201として、ROM、RAM等のメモリの他に、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、CD-R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、DVDなどの記憶媒体が用いられてもよい。
制御部202は、例えばCPUやMPU等の1以上のプロセッサにより構成され、記憶部201に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、STA101の全体を制御する。なお、制御部202は、記憶部201に記憶されたコンピュータプログラムとOS(Operating System)との協働により、STA101の全体を制御するようにしてもよい。また、制御部202は、他の通信装置との通信において送信するデータや信号(無線フレーム)を生成する。なお、CPUはCentral Processing Unitの、MPUは、Micro Processing Unitの略である。また、制御部202は、マルチコア等の複数のプロセッサを備え、複数のプロセッサによりSTA101全体を制御するようにしてもよい。また、制御部202は、機能部203を制御して、無線通信や、撮像、印刷、投影等の所定の処理を実行する。機能部203は、STA101が所定の処理を実行するためのハードウェアである。
入力部204は、ユーザからの各種操作の受付を行う。出力部205は、モニタ画面やスピーカーを介して、ユーザに対して各種出力を行う。ここで、出力部205による出力とは、モニタ画面上への表示や、スピーカーによる音声出力、振動出力などであってもよい。なお、入力部204と出力部205の両方が、タッチパネルのような1つのモジュールで実現されてもよい。また、入力部204および出力部205は、夫々STA101と一体であってもよいし、別体であってもよい。
通信部206は、IEEE802.11be規格に準拠した無線通信の制御を行う。また、通信部206は、IEEE802.11be規格に加えて、他のIEEE802.11シリーズ規格に準拠した無線通信の制御や、有線LAN等の有線通信の制御を行ってもよい。通信部206は、アンテナ207を制御して、制御部202によって生成された無線通信のための信号の送信、該装置から送信された信号の受信を行う。アンテナ207は、2.4GHz帯、5GHz帯、および6GHz帯における通信が可能なアンテナである。本実施形態では、STA101は1つのアンテナを有するとしたが、複数のアンテナを有してもよい。または、STA101は、周波数帯ごとに異なるアンテナを有していてもよい。STA101がアンテナを複数有している場合、各アンテナに対応した通信部206が設けられてもよい。
なお、STA101がIEEE802.11be規格に加えて、NFC規格やBluetooth規格等に対応している場合、通信部206はこれらの通信規格に準拠した無線通信の制御を行ってもよい。また、STA101が複数の通信規格に準拠した無線通信を実行できる場合、STA101は夫々の通信規格に対応した通信部206とアンテナ207を個別に有してもよい。STA101は、通信部206を介して、画像データや文書データ、映像データ等のデータを外部の通信装置と通信する。なお、アンテナ207は、通信部206と別体として構成されていてもよいし、通信部206と合わせて一つのモジュールとして構成されていてもよい。
図3は、本実施形態におけるSTA101の機能構成例を示すブロック図である。図3に示されるように、STA101は、無線LAN制御部301、フレーム生成部302、機器判別部303、優先順位決定部304、UI制御部305および記憶制御部306、無線アンテナ307を有する。
無線LAN制御部301は、無線LAN通信を行う他の通信装置との間で無線信号を送受信するためのアンテナ並びに回路、およびそれらを制御するプログラムを含んで構成される。無線LAN制御部301は、IEEE802.11規格シリーズに従って、フレーム生成部302で生成されたフレームを元に無線LANの通信制御を実行する。なお、無線LAN制御部301の数は1つに限らず、複数であってもよい。フレーム生成部302は、無線LAN制御部301が送信する、無線制御のためのフレームを生成する。フレーム生成部302で生成するフレームの内容は、記憶部201に保存されている設定によって制約が課されてもよいし、UI制御部305からのユーザ設定によって変更されてもよい。生成されたフレームは無線LAN制御部301に供給され、無線アンテナ307を介して通信相手に送信される。
機器判別部303は、無線LAN制御部301で受信された複数のフレームの各々に含まれているパラメータに基づいて、受信された複数のフレームの各々の送信元(外部の通信装置)を判別する。機器判別部303は、一つの外部装置から2つ以上の異なるリンクを介して2つ以上のフレームが受信されている場合は、これら2つ以上のフレームの送信元が一つの外部装置であることを判別する。優先順位決定部304は、機器判別部303の判別結果および無線LAN制御部301により受信されたフレームの通信状態(電波強度やSN比などのメタ情報)を元に、外部装置の通信のための優先順位を決定する。UI制御部305は、決定された優先順位に基づいて接続候補である通信装置の一覧を出力部205により表示する。
UI制御部305は、STA101のユーザによる操作を受け付けるためのタッチパネルまたはボタン等のユーザインタフェースに関わるハードウェアおよびそれらを制御するプログラムを含んで構成される。なお、UI制御部305は、例えば画像等の表示、または音声出力等の情報をユーザに提示するための機能も有する。記憶制御部306は、記憶部201への各種情報の書き込み及び記憶部201からの各種情報の読み出しを制御する。
(処理の流れ)
続いて、本実施形態の無線通信システムにおいて、上述のような構成を備えたSTA101が実行する、接続候補である通信装置(AP)の優先順位を決定する処理の流れについて説明する。図4は、STA101がAPを探索し、接続候補のAPの優先順位を決定し、優先順位の高いAPに通信接続するまでの流れを示すフローチャートである。無線LAN制御部301は、マルチリンク通信が可能であるとともに、2.4GHz帯単体、5GHz帯単体、6GHz帯単体での通信も可能である。なお、これら周波数帯の一部が通信不可能であっても本実施形態の効果は損なわれない。また、無線LAN制御部301は、上記の周波数帯以外の周波数帯で通信可能であってもよい。
続いて、本実施形態の無線通信システムにおいて、上述のような構成を備えたSTA101が実行する、接続候補である通信装置(AP)の優先順位を決定する処理の流れについて説明する。図4は、STA101がAPを探索し、接続候補のAPの優先順位を決定し、優先順位の高いAPに通信接続するまでの流れを示すフローチャートである。無線LAN制御部301は、マルチリンク通信が可能であるとともに、2.4GHz帯単体、5GHz帯単体、6GHz帯単体での通信も可能である。なお、これら周波数帯の一部が通信不可能であっても本実施形態の効果は損なわれない。また、無線LAN制御部301は、上記の周波数帯以外の周波数帯で通信可能であってもよい。
AP102、AP103、AP104は同じSSID、パスワードで動作してもよいし、異なるSSID、パスワードで動作してもよい。複数のAPが同じSSID、パスワードで動作する場合は、切断したAPを再接続させるローミング処理において接続候補のAPの優先順位を決定するために図4に示される処理を用いることができる。複数のAPで単一のネットワークを形成するシステムにおいて、STA101は、接続候補APの優先順位を決定する処理を実行し、最も優先順位の高いAPへ接続する。一方、複数のAPが異なるSSID、パスワードで動作する場合、STA101は、スキャン(scan)処理の結果をユーザに表示する際に、図4に示される処理を実行する。この場合、STA101は、APの優先順位を決定した後、例えば後述の図8に示されるように、接続可能なAPの一覧を、図4の処理で決定された優先順位の順に表示する。例えば、ユーザにより一覧からAPが選択されると、STA101は選択されたAPとの通信接続を確立する。
図4のフローチャートにより示される処理はSTA101がネットワークを探索するときに開始する。但し、図4に示される処理の開始はこれに限られるものではない。例えば、STA101の内部で動作するAPが起動する際、Peer-to-Peer(P2P)が起動する際に図4に示される処理が開始されてもよい。或いは、接続中のAPからの電波強度もしくはSN比の値が悪くなった場合または通信データの品質が悪くなった場合に図4に示される処理が開始されてもよい。例えばエラービットの発生の頻度が閾値を越えるような場合に図4に示される処理が開始されてもよい。
STA101の無線LAN制御部301は、ユーザのAP接続指示、Wi-Fi機能起動指示、スキャン指示、もしくは定期的な自動実行により、スキャン処理を開始する(S401)。スキャン処理の種類にはPassive scanとActive scanがある。スキャン処理がPassive scanであった場合(S402でYES)、無線LAN制御部301は周囲のAPが送信するBeaconを受信する(S403)。一方、スキャンの種類がActive scanであった場合(S402でNO)、無線LAN制御部301は、Probe Requestを各周波数帯で送信し(S404)、APからのProbe Responseを受信する(S405)。Beacon、Probe Responseは、一般に管理フレームと呼ばれるが、以下では、スキャン処理において受信されるこれらのフレームを走査フレームと称することとする。STA101は、このようにして受信された走査フレーム(すなわち、BeaconまたはProbe Response)に付与された情報に基づいて周囲のAPの情報を得ることができる。スキャン処理(破線で囲まれたS402~S405処理)は、所定の期間実行され、この期間に走査フレームを受信することにより、STA101の周囲のAPの情報が収集される。
スキャン処理を終えると、機器判別部303は、受信した走査フレームのうち、検知できたものを抽出する(S406)。なお、S406において、探索に用いるSSIDが一致し、セキュリティ方式が条件に当てはまるAPのみを選択するようにしても良い。機器判別部303は、抽出された走査フレームについて送信元アドレス(MAC Address)が一致している走査フレームを探す。機器判別部303は、送信元アドレスが一致する走査フレームが複数存在する場合は、それらのうちのいずれか一つを残して他の走査フレームを排除する(S407)。なお、送信元アドレスが一致している複数の走査フレームから残す走査フレームを決定する方法は任意である。例えば、最初に受信された走査フレームを残すようにしてもよいし、情報量が最も多い走査フレームを残すようにしてもよい。或いは、マルチリンクに関するelementが付与されている走査フレームを残すようにしてもよい。なお、本実施形態では、一つのAPから周波数帯の異なる複数のリンクで送信される複数の走査フレームは、それぞれ異なる送信元アドレスを有するものとする。但し、これに限られるものではなく、一つのAPから周波数帯の異なる複数のリンクで送信される複数の走査フレームが同じ送信元アドレス(MAC Address)を用いるようにしてもよい。その場合、S407において、機器判別部303は、同じ送信元アドレスの走査フレームであっても、異なる周波数帯のリンクで受信された走査フレームを排除しない。
以上のようにして受信された走査フレームの整理を終えると、APの優先順位を決定する処理(S408~S410)が開始する。
まず、優先順位決定部304は、接続対象となるAPを選択する際のAPの優先順位の決定方法として、マルチリンク対応のAPを優先する方法(以下、マルチリンク優先モード)を用いるか否かを判断する(S408)。マルチリンク優先モードは、例えば低遅延な通信が求められる場合に使用される。そのようなアプリケーションとしては、低遅延が求められる遠隔操作、AR,VR、アクションゲームなどが考えられる。もしくは、例えば、AR、VRのように、短時間で大きな通信容量が求められる場合にもマルチリンク優先モードが選択される。他にも、ショッピングセンターの店舗向けへの無線LAN提供や、自宅での無線LAN利用など、通信に安定性が求められる場合でも、マルチリンク優先モードでAPを選択するのがよい。マルチリンク優先モードが選択されない場合は、通信状態を優先してAPの優先順位を決定する方法が用いられる。本実施形態では、RSSI(受信電波強度(Received Signal Strength Indicator))が強いAPを優先する方法(以下、RSSI優先モード)が用いられるものとする。RSSI優先モードは、例えば、空港や大学などの施設での無線LANの利用などのように、接続先APの最適化が求められる場合に選択され得る。RSSI優先モードでは、より電波が強いAPにつながることは物理距離が近いAPに接続することにつながることとなるため、他のSTAやAPとの干渉や混雑を防ぐことができる。なお、マルチリンク優先モードかRSSI優先モードかの選択は、例えば、ユーザ操作によりなされる。
マルチリンク優先モードが選択された場合(S408でYES)、優先順位決定部304はマルチリンクのAPを優先するように優先順位を決定する、優先順位決定処理を行う(S410)。S410におけるマルチリンク優先モードにおける優先順位決定処理の具体的な流れは図6のフローチャートの参照により後述する。一方、RSSI優先モードが選択された場合(S408でNO)、優先順位決定部304は、RSSI優先モードによる優先順位決定処理を行う(S409)。S409におけるRSSI優先モードにおける優先順位決定処理の具体的な流れについては図7のフローチャートの参照により後述する。S409またはS410によりAPの接続のための優先順位が設定されると、無線LAN制御部301は、最も優先順位の高いAPへの無線通信接続を試行する(S411)。
次に、図6のフローチャートを参照して、マルチリンク優先モードによる優先順位決定処理を具体的に説明する。図6に示される処理は、図4のS410において実行されるサブルーチンである。優先順位決定部304は、S407で抽出された走査フレームを順次に選択し、優先順位を決定する。
機器判別部303は、S407の処理後に残った走査フレームの集合から一つを選択し(S600)、選択した走査フレームの送信元の通信装置がマルチリンク通信に対応するAPかどうかを確認する(S601)。以下、マルチリンク通信に対応することを「マルチリンク対応」ともいう。送信元のAPがマルチリンク対応か否かを確認する具体的な方法としては、受信したフレームにML elementが付与されているか否かで判断することがあげられる。ML elementはマルチリンクに関する情報を含むため、マルチリンクのCapabilityを示すフィールドを別に用意する必要がなくなる。他にも、例えば走査フレームに付与されるExtended Capability elementにマルチリンク対応か否かを示すビットを用意し、そのビットが立っているか否かでマルチリンク対応のAPか否かを判断するようにしてもよい。この場合、走査フレームにML elementを必ずしも付与する必要がなくなるため、走査フレームのサイズを小さく保ちつつ、マルチリンク対応しているか否かを示すことができる。
選択中の走査フレームの送信元がマルチリンク対応ではないと判定された場合(S601でNO)、機器判別部303は、選択中の走査フレームの送信元のAPを新たなAP候補として候補リストに加える(S607)。一方、選択中の走査フレームの送信元のAPがマルチリンク対応であると判定された場合(S601でYES)、処理はS602以降に進む。機器判別部303は、現在選択中の走査フレームの送信元のAPと同じAP MLDがすでに候補リストに記録されている候補APに含まれているかを確認する(S602)。なお、AP MLDとは、マルチリンク対応のAPである。
機器判別部303は、選択中の走査フレームの送信元のAPが、別のリンクで受信された走査フレームの確認により候補リストに記録済みとなっている場合に、当該送信元のAPと同じAP MLDが候補リストに存在すると判定する。例えば、候補リストに記載されている候補APの複数のリンクに対応する複数のMAC Addressのいずれかに、選択中の走査フレームの送信元アドレスが一致する場合、送信元のAPが確認済みであると判断される。走査フレームの送信元のAPが複数の周波数帯の複数のリンクに対応している場合、その走査フレームは、他のリンクにおけるMAC Addressの情報を含む。後述のS606では、候補リストに新たなAPが加えられる際に、走査フレームの送信元のMAC Addressに加えて、他のリンクのMAC Addressも記録される。機器判別部303は、候補リストに記録された候補APのMAC Addressを参照し、走査フレームの送信元アドレスと一致するMAC Addressを含む候補APの有無を判定する。これにより、走査フレームの送信元のAPと同じAPが候補リストに存在するか否かを判定できる。
また、ML elementが付与されており、これに含まれるMLD MAC Addressが候補リストに掲載された候補APのMLD MAC Addressに含まれるか否かにより、候補リストに同じAPが存在するか否かを確認してもよい。この場合、MLD MAC AddressがあればMLD MAC Addressの比較により確認を行い、そうでなければ上述のようにMAC Adressの比較による確認を行うようにしてもよい。なお、S602で、MLD MAC Addressに代えて、或いはこれに加えて、ML elementに含まれるMLD SSID(図5を参照)が用いられてもよい。また、S407に関して述べたように、1つのAPが周波数帯の異なる複数のリンクを用いる場合に、それら複数のリンクで同じMAC Addressを用いることを許容する構成が用いられてもよい。そのような場合、機器判別部303は、選択中の走査フレームの送信元アドレスが一致するMAC AddressのAPが候補リストに存在するか否かにより、走査フレームの送信元のAPと同じAPが候補リストに存在するか否かが判定され得る。なお、APがMLDであることは、複数のリンクのいずれかで判定できればよい。したがって、現時点の走査フレームでAP MLDであることを判定できなくとも、後で別リンクの走査フレームから同じMLDであることが関連付けできれば、その時点で候補リストの記録が更新されてもよい。以上のようにして走査フレームの送信元のAPと同じAP MLDが候補リストに含まれていると判定された場合(S602でYES)、処理はS608に移る。
一方、フレームの送信元のAPと同じAP MLDが候補リストに含まれていないと判定された場合、(S602でNO)、処理はS603に進む。選択されている走査フレームの送信元のAPが、AP MLD(マルチリンク対応)であり(S601でYES)、且つ、候補リストに含まれていない場合(S602でNO)、S603~S606が実行される。
ここで、ML elementについて説明する。ML elementは、AP102、AP103が送信する走査フレームあるいは後述のML Probe Responseに付与される。図5はIEEE802.11に定義されるElementの一種であるML(マルチリンク) elementのデータ構成例を示す図である。ML elementを構成するフィールドは、先頭からElement IDフィールド501、Lengthフィールド502、Element ID Extensionフィールド503、Multi-Link Controlフィールド504、common infoフィールド505、link informationフィールド506を含む。Element IDフィールド501とElement ID Extensionフィールド503の組み合わせにより当該エレメントがML elementであることを示す。本例では、ML elementの場合は、Element IDフィールド501とElement ID Extensionフィールド503の値がそれぞれ255、94であるとする。但し、これらの値は別のものでもよい。
Multi-Link Controlフィールド504には、Typeサブフィールド507、MLD Address Presentサブフィールド508、MLD SSID Presentサブフィールド509が含まれる。Typeサブフィールド507は後ろに続くcommon infoフィールド505とlink informationフィールド506の形式を決めるためのものである。MLD Address Presentサブフィールド508は後ろに続くcommon infoフィールド505にMLD MAC Addressが含まれるか否かを示す。MLD SSID Presentサブフィールド509は後ろに続くcommon infoフィールド505にMLD SSIDが含まれるか否かを示す。
common infoフィールド505は、Multi-Link Controlフィールド504の値に応じて含まれるサブフィールドが異なる。ここでは、common infoフィールド505は、MLD Addressサブフィールド510、MLD SSIDサブフィールド511を含むこととする。MLD Addressサブフィールド510は送信元のMLDごとに割り振られる6オクテットのアドレス(MLD MAC Address)を示す。マルチリンクでフレームを受信した通信装置は、このアドレスを基に、どのフレームとどのフレームが同じMLDから送信されたものであるかを判断することができる。
図6に戻る。上述のS602でNOと判定された場合、機器判別部303は、選択中の走査フレームにMLD MAC Addressが含まれているか否かを判断する(S603)。MLD MAC Addressが含まれていないと判断された場合(S603でNO)、処理はS604へ進む。機器判別部303は、走査フレームの送信元のAPへML Probe Requestを送信し(S604)、当該APからML Probe Responseを受信する(S605)。その後、選択されている走査フレームの送信元のAPを、新たなAP MLDとして候補リストに加える(S606)。このとき、機器判別部303は、送信元のAPの情報として、MAC Address、MLD MAC Address、他の周波数帯のリンクのMAC Addressを候補リストに記録する。なお、図6のS603~S604によるML Probe RequestとML Probe Responseの送受信は省略されてもよい。この場合、MLD MAC Addressが含まれていない走査フレームを送信したAPは、マルチリンク対応であったとしても、複数のリンクが単独動作するAPとして扱われる。或いは、別のフレームのlink informationフィールド506(図5)に対象のAPのMLD MAC Addressが含まれていれば、そのAP MLDの複数のリンクの一つから送信された走査フレームとして扱うようにしてもよい。また、S602の判定にMLD MAC Addressが用いられる場合に、極力MLD MAC Addressを取得することができるように、S603~S605の処理をS602の前に実行するようにしてもよい。
以上のようにして、選択されている走査フレームの送信元のAPに対する確認が終わると、優先順位決定部304は、受信した走査フレームについてRSSIもしくはSN比を確認する(S608)。なお、RSSI、SN比は、走査フレームの受信時に計測され、各走査フレームに紐づけて管理されている。
優先順位決定部304は、同じAP MLDが候補リストに含まれている場合、確認済みの走査フレームのリンクと選択されている走査フレームのリンクがSTRであるかを確認する(S609)。なお、STRは、Simultaneous transmit and receiveの略である。複数のリンクがSTRであるとは、それら複数のリンクが同時にフレームを送受信可能であることを示す。逆にNSTR(Non STR)の場合、一つのリンクにおけるフレームの送受信により他のリンクにおけるフレームの送受信が制限されることを示す。例えば、複数のリンクが同じチャネルで動作する場合、一方のリンクでフレームを送受信中に他方のリンクでフレームを送受信することはできない。また、2つのリンクの周波数が近い場合、一方のリンクでフレームを送信中において、他方のリンクでフレーム送信はできても、フレーム受信はできなくなることが考えられる。
RSSIの値が閾値より強く、且つ、STRでリンク同士が接続できるという条件を満たすと判定された場合(S609でYES)、優先順位決定部304は、当該送信元APが対応できるリンクの数を1つインクリメントする(S610)。上記の条件を満たさないと判定された場合は(S609でNO)、当該送信元APが対応できるリンク数は増加されない。なお、「RSSIが閾値以上であること」、「SN比が閾値以上であること」、「STRか否か」の条件はいずれか1つだけでもよいし、複数を包括してもよい。もしくは、RSSIやSN比の値によってSTRの条件(例えば、STR可能と判断するためのリンクの周波数の近さの閾値)を変えてもよい。或いは、STR可能か否かによってRSSIやSN比の閾値が変更されてもよい。こうして、優先順位決定部304は、走査フレームの通信状態に基づいて(本実施形態では、RSSIまたはSN比に基づいて)、APの対応リンク数のカウントを制御する。なお、STRであることとは、リンクを2つ確立した時に「STA(自身)がSTRとなる」ことと「AP(相手)がSTRとなる」のいずれか一方でもよいし、両方でもよい。
なお、候補リストに記録されるAPにおいて、対応リンク数が項目別に保持されてもよい。例えば、候補リストのAP毎に、対応リンク数、APが快適に通信できるリンク数、APがSTR可能なリンク数が記録されてもよい。また、これら項目ごとの値は、後述するS613~S615の処理において優先順位を決定する際に、参考値として用いられてもよい。また、S609で用いられる閾値としては、例えば、STA101が受信できるレベルの受信電波強度が用いられてもよい。もしくは、接続後に快適な通信ができるレベルの受信電波強度が閾値として用いられてもよい。
優先順位決定部304は、S407の処理により残された走査フレームのすべてについて上記処理を実施したか否かを確認する(S611)。優先順位決定部304は、すべての走査フレームに対して上記処理が実施されるまで(S611でNOと判定される間)、S601~S611の処理が繰り返される。
受信したすべての走査フレームチェックを終えると(S611でYES)、候補リスト内の各候補APの対応リンク数が決まる。次に、優先順位決定部304は、候補リストに記録されている候補APの通信接続のための優先順位を決定する(S612~S615)。まず、優先順位決定部304は、STA101の対応リンク数以上の対応リンク数を有する候補APが候補リストに存在するかどうかを確認する(S612)。そのような候補APが1つ以上存在する場合(S612でYES)、優先順位決定部304は、1つ以上の候補APがRSSIの強い順に(もしくはSN比の大きい順に)並ぶように優先順位を決定する(S613)。その後、S614以降の処理により、候補リスト中の優先順位が未決定である候補AP(対応リンク数がSTA101のリンク数より少ないAP)に対して行われることになる。他方、STA101の対応リンク数以上の対応リンク数を有する候補APが候補リストに存在しない場合(S612でNO)、S614以降の優先順位付けは、候補リストに存在する全ての候補APに関して行われる。
優先順位決定部304は、候補リストにおいて優先順位が未確定である候補APに関して、対応リンク数の多い順に候補APの優先順位を決定する(S614)。このとき、対応リンク数が同数である候補APが複数存在する場合には、優先順位決定部304は、それら候補APについて、RSSIが強い順(またはSN比が大きい順)に並ぶように優先順位を決定する(S615)。なお、S613およびS615におけるRSSIまたSN比としては、特定の周波数帯のRSSIまたはSN比が用いられる。特定の周波数帯は、本例では5GHz帯とするが、これに限られるものではなく、例えば6GHzでもよいし、2.4GHzでもよい。また、比較されるRSSI(SN比)は、特定の周波数帯のものに限られず、例えば、複数の周波数帯について得られるRSSI(SN比)の平均値であってもよいし、中央値であってもよい。また、この場合、閾値より大きなRSSIやSN比を示したリンクの走査フレームが考慮されてもよいし、AP MLDに関して受信されたすべての走査フレームが考慮されてもよい。こうして、全ての候補APの優先順位が決定される。ただし、本処理の目的が再接続である場合は、全てのAPの優先順位が決定されるのを待たず、最も優先されるAPが決定されたタイミングでAPへの接続に移ってもよい。
以上のように図6では、1つの候補APの複数のリンクに紐づいた全ての走査フレームの受信状態(受信電波強度、SN比)を確認し、接続候補のAPの優先順位を設定した。また、上記処理例では、走査フレームの受信時の受信状態が参照されているが、接続後も所定レベル以上の受信状態(閾値以上の受信電波強度またはSN比)を確保できるリンク数を考慮するようにしてもよい。このようにすることで、優先順位に基づいて選択されたAPに接続した後も高いスループットや低遅延が実現できるようになる。
次に、受信電波強度を優先してAPの優先順位を決定する、RSSI優先モードの処理(図4のS409)の具体的な流れについて、図7を用いて説明する。図7の処理では、概略以下の(1)~(3)のようにして優先順位が決定される。なお、以下では走査フレームの通信状態として受信電波強度(RSSI)が用いられるが、SN比が用いられてもよいし、RSSIとSN比の両方が考慮されてもよい。
(1)走査フレームの受信電波強度(RSSI)の強い順にAPを並べる。この順番の決定では、複数の走査フレームを送信しているAPは、それらのうち最もRSSIの強い走査フレームのRSSIが用いられる。すなわち、同じAPを送信元とする走査フレームのうちRSSIが最も強い走査フレームが、RSSIの強い順に並ぶようにAPを並べる。
(2)(1)のAP並びにおいて隣接する2つのAPが送信した走査フレームのRSSIの差が閾値以下の場合は、それら2つのAPのうちマルチリンク対応のAPに他方のAPより高い優先順位が決定される。
(3)(2)において2つのAPがともにマルチリンク対応の場合は、別のリンクで受信された走査フレームのRSSIを参照することにより優先順位が決定される。
(1)走査フレームの受信電波強度(RSSI)の強い順にAPを並べる。この順番の決定では、複数の走査フレームを送信しているAPは、それらのうち最もRSSIの強い走査フレームのRSSIが用いられる。すなわち、同じAPを送信元とする走査フレームのうちRSSIが最も強い走査フレームが、RSSIの強い順に並ぶようにAPを並べる。
(2)(1)のAP並びにおいて隣接する2つのAPが送信した走査フレームのRSSIの差が閾値以下の場合は、それら2つのAPのうちマルチリンク対応のAPに他方のAPより高い優先順位が決定される。
(3)(2)において2つのAPがともにマルチリンク対応の場合は、別のリンクで受信された走査フレームのRSSIを参照することにより優先順位が決定される。
RSSI優先モードでは、S407までの処理で抽出された走査フレームの送信元のAPのすべてが処理対象となる。図7に示される処理では、未確認AP、注目AP、次候補AP、優先順位リストに記載済みの記載済みAPがある。未確認APとは、抽出された走査フレームの送信元のAPのうち、優先順位が決定されていないAPを指す。最初はすべてのAPが未確認APとなる。優先順位決定部304は、未確認APから、RSSIの強い順に注目APと次候補APを抽出し、優先順位を決定して優先順位リストに記載する。優先順位リストに記載されたAPは記載済みAPとなる。
まず、優先順位決定部304は、受信した走査フレームをRSSIの順に並べる(S701)。次に、優先順位決定部304は、RSSIが最も強い走査フレームの送信元のAPを注目APとして選択する(S702)。優先順位決定部304は、注目APがマルチリンク対応であり、ML elementが付与されていること、ML elementに他のリンクの情報やMLD MAC Addressが含まれていることを確認する(S703)。注目APがマルチリンク対応であるか否かを確認する方法は前述のとおりである。注目APがマルチリンク対応であり、且つMLD MAC Addressが含まれていない場合、優先順位決定部304は、ML Probe Requestを注目APに送信する(S704)。優先順位決定部304は、注目APからML Probe Responseを受信(S705)し、MLD MAC Address等の上記情報を得る。なお、ML Probe Request、ML Probe Responseの送受信処理(S704、S705)は必須ではない。S704、S705が省略される場合、MLD MAC Addressが含まれていない走査フレームを送信してきたAPは、マルチリンク対応であっても、複数のリンクのそれぞれが単独に動作するAPとして扱われる。なお、別の走査フレームを受信したときに、図5のlink informationフィールド506に対象のAPのML MAC Addressが含まれていれば、そのAP MLDの一つのリンクから送信されたフレームとして扱うようにしてもよい。
注目APの情報が集まったら、優先順位決定部304は、注目AP以外の未確認APが残っているかどうかを確認する(S706)。注目AP以外に未確認APがない場合(S706でNO)、処理はS717に移る。注目AP以外に未確認APがある場合(S706でYES)、優先順位決定部304は、注目AP以外の未確認APの中で最も強いRSSIで受信された走査フレームの送信元のAPを次候補APとして選択する(S707)。優先順位決定部304は、次候補APがマルチリンク対応であり、ML elementが付与されていること、ML elementに他のリンクの情報やMLD MAC Addressが含まれていることを確認する(S708)。次候補APがマルチリンク対応であるが、他のリンクの情報やMLD MAC Addressが含まれていない場合(S708でNO)、優先順位決定部304は、ML Probe Requestを次候補APに送信する(S709)。優先順位決定部304は、次候補APからML Probe Responseを受信(S710)し、上記情報を得る。なお、S709~S710の処理は必須ではない。S709~S710の処理が省略される場合、MLD MAC Addressが含まれていない走査フレームの送信元の次候補APに関しては、マルチリンク対応していたとしても、単独動作のAPとして扱うことになる。或いは、別のフレームを受信したときに、図5のlink informationフィールド506に対象のAPのMAC Addressが含まれていれば、そのAP MLDの一つのリンクから送信されたフレームとして扱うようにしてもよい。
次に、優先順位決定部304は、注目APから受信された走査フレームのRSSIと次候補APから受信された走査フレームのRSSIを比較する(S711)。両RSSIの差が閾値以下の場合(S711でYES)、優先順位決定部304は、注目APと次候補APがマルチリンク対応であるかどうかを確認する(S712)。注目APと次候補APのうちの一方のみがマルチリンク対応である場合(S712でYES)、優先順位決定部304は、マルチリンク対応のAPを注目APに設定し(S713)、S706以降の処理を繰り返す。注目APがマルチリンク対応であれば変更はないが、次候補APがマルチリンク対応である場合、次候補APを注目APに設定し直すことになる。この場合、注目APであったAPについては、いったん未確認APから外され、処理が保留される。
S711でNOと判定された場合は、注目APと次候補APの両方がマルチリンクに対応しているか両方がマルチリンクに対応していないかのどちらかである。優先順位決定部304は、注目APと次候補APの両方がマルチリンクに対応しているかを確認する(S714)。両方がマルチリンク対応ではない場合(S714でNO)、優先順位決定部304は、受信した走査フレームのRSSIを比較し、RSSIの強い走査フレームの送信元のAPを注目APに設定する(S715)。なお、この場合、注目APは変更されないので、S715は省略されてもよい。両方がマルチリンク対応である場合(S714でYE)、優先順位決定部304は、注目APと次候補APを送信元とする走査フレームのうち2番目にRSSIが強い走査フレームのRSSIを比較する。優先順位決定部304は、2番目に強いRSSIの比較の結果、RSSIが強い方の走査フレームの送信元を注目APに設定し(S716)、S706以降の処理を繰り返す。なお、2番目に強いRSSIの差分も閾値より小さくなる場合には、3番目に強いRSSIの走査フレームが比較されるようにしてもよい。あるいはSTA101が対応できるリンク数まで走査フレームのRSSIを取得し、それらの平均値を用いて注意目APを選択するようにしてもよい。もしくは、RSSIの比較に代えて、注目APと次候補APのうち対応リンク数の多い方が注目APに設定されるようにしてもよい。S713と同様、注目APが変更された場合、注目APであったAPはいったん未確認APから外され、処理が保留される。
一方、S711でRSSIの差分が閾値より大きい場合(S711でNO)、もしくはS706で未確認APに注目AP以外のAPがない場合(S706でNO)、処理はS717に進む。この場合、優先順位決定部304は、注目APを未確認APの中で最も優先順位の高いAPに決定し、優先順位リストに記載する(S717)。これにより、当該注目APは、記録済みAPとなり、未確認APではなくなる。
つぎに、優先順位決定部304は、受信した走査フレームの送信元であるすべてのAPが優先順位リストに記載されたかどうかを確認する(S718)。このとき、優先順位決定部304は、S713やS716で注目APが変更された結果、扱いが保留されたAPがあればこれを未確認APに戻してから、優先順位リストに未記載の未確認APが存在するか否かを判定する。未確認APが存在する場合(S718でNO)、優先順位決定部304は、未確認APから最もRSSIの強い走査フレームの送信元であるAPを注目APとして選択し、S703からの処理を繰り返す。こうして、受信できたすべての走査フレームの送信元であるすべてのAPが優先順位リストに、優先順位に従って記載される。ただし、処理の目的が再接続である場合は、AP優先順位リストの完成を待たず、最初に優先順位リストで最も優先されるAPを設定したタイミングでAPへの接続に移ってもよい。
なお、RSSI優先モードの処理は、図7の処理ではなく、単に受信したリンクでのRSSIに従って優先順位付けをする処理であってもよい。この場合、S411では、すべてのリンクの中で、最もRSSIが強い走査フレームの送信元のAPに対して接続を試行することになる。また、図6、図7で説明した優先順位決定処理は、接続を伴わないスキャン指示の際に実施されてもよい。この場合、スキャンの指示に応じて、APが優先順位に従って並ぶリストが表示されることになる。例えば、優先順位が高いAPが上に、優先順位が低いAPが下に表示される。
図4の処理により優先順位が決定されたAPをユーザに表示する例を図8に示す。例えば、AP102のリンクごとのRSSIが、リンク1で-35dBm、リンク2で-37dBmとする。AP103のリンクごとのRSSIは、リンク3、リンク4、リンク5でそれぞれ-29dBm、-48dBm、-78dBmとする。AP104のRSSIは-36dBmとする。図6のS609で用いられる閾値を-45dBmとして、図6に記載の優先順位決定処理(マルチリンク優先モード)で優先順位を付けると、AP102、AP103、AP104の順に並ぶリストが得られる。一方、図7の優先順位決定処理(RSSI優先モード)で優先順位を付けると、AP103、AP102、AP104の順に並ぶリストが得られる。APの一覧では、この優先順位の順にAPがUI画面に表示される。但し、一度接続したAPのSSIDが最も上に表示され、その他のAPが図6または図7の処理により設定された優先順位に従って2番目以降の表示されるようにしてもよい。また、STA101は設定した優先順位に従って図8のようにGUIに接続候補を優先順位順に表示してもよい。また、優先順位の高いAPから順に接続を試行してもよい。
[第2実施形態]
第1実施形態ではAPの接続前に接続先のAPのRSSIやSN比を確認してから接続あるいはAP一覧の表示を説明した。第2実施形態では接続してから再接続するまでの処理例を説明する。
第1実施形態ではAPの接続前に接続先のAPのRSSIやSN比を確認してから接続あるいはAP一覧の表示を説明した。第2実施形態では接続してから再接続するまでの処理例を説明する。
図9は、STA101がAP103に複数のリンクを用いて通信接続した後、それら複数のリンクのうちでSN比が低いために別のAPに再接続する処理(以下、再接続処理)の流れを示すフローチャートである。無線LAN制御部301はAP103に接続した後、通信(マルチリンク通信)に用いられている複数のリンクのうち、SN比が閾値以下になったリンクがあるか否かを確認する(S901)。これにより、無線LAN制御部301は、再接続処理の要否を判定する。なお、再接続処理の要否の判定は、SN比の判定に限られるものではなく、例えばAP103から受信した走査フレームのRSSIに基づいて判定されてもよい。もしくはスループットが閾値よりも低いリンク、遅延が閾値よりも大きいリンク、送信データのエラーが閾値よりも大きくなっているリンクを検出することにより、再接続処理の要否が判定されるようにしてもよい。また、STA101とAP103が構築できるリンクの数と実際に構築できているリンクの数を再接続処理の要否の判断材料としてもよい。例えば、STA101はリンクを3つ構築できるにも関わらず、実際にはAP103とのリンクが1つしか構築できていない場合に、再接続処理が必要と判断されるようにしてもよい。もしくは、STA101がAP103とリンクを3つ構築している場合に、2つ以上のリンクでSN比が低下した場合や、スループットが低下した場合に、再接続処理が必要と判断されるようにしてもよい。
再接続処理が必要であると判断された場合(S901でYES)、無線LAN制御部301は、他に接続候補のAPがあるかどうかを確認する。他に接続候補となるAPがない場合、そのまま現在接続中のAP103との接続を継続する。他に接続候補のAPがある場合(S902でYES)、優先順位決定部304は、現在接続中のAPを除外した接続候補のAPについて優先順位決定処理を行う(S904)。ここでは、AP102が最も優先順位の高いAPとして選択されたとする。優先順位決定処理は、第1実施形態(図6、図7)で示した処理でもよいし、単純に1つのリンクで受信電波強度が強いものから選ぶようにしてもよい。優先順位決定処理で最も優先順位の高いAPが決まったら、無線LAN制御部301は、現在接続しているAPとの通信を切断する(S905)。本実施形態の場合、AP103との接続が切断される。次に、無線LAN制御部301は、S904で優先順位が最も高いと判定されたAPと接続する(S906)。上述のように、ここではAP102との接続が確立される。
なお、S903で、接続しているAPを再接続候補から除外するとしたが、接続中のAPを含めて優先順位決定処理を実施するようにしてもよい。接続中のAPを含めて優先順位決定処理を行った結果、例えば接続中のAP103が最も優先順位の高いAPに決定された場合(再度接続対象のAPに決定された場合)は、S905、S906を省略するようにしてもよい。
以上のように、第2実施形態は、STA101があるAPと接続した後にSTA101が移動して電波環境が変化した場合などに有効である。また、通信に用いられている複数のリンクの一部のリンクでの電波環境の悪化の検出に応じて自動的に再接続処理が実施されるため、STA101が通信できなくなる時間を減らすことができる。また、マルチリンク対応のAPがある一つのリンクでのみ走査フレームを送信している場合にも本実施形態の処理を用い得る。すなわち、STA101があるリンクでの電波強度に基づいてAPに接続してマルチリンクで通信を開始した後、他のリンクの電波状況に応じて当該APとの接続を一旦切断し、別のAPに再接続することができる。これにより、高品質な通信環境を得ることが期待できる。
以上説明したように、上記各実施形態によれば、周波数帯ごとに通信状態が異なる場合にも、適切なAPを選択して通信することができる。
なお、上記各実施形態ではSTA101が接続するAPは同時に1台までとしているが、複数であってもよい。例えば、リンク1はAP102と接続し、リンク2はAP103と接続するものであってもよい。これはSTA101が対応する周波数帯によって最も強い電波が受信できるAPが異なる場合に実施してもよい。
(他の実施形態)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
101:通信装置(STA)、102~104:通信装置(AP)、301:無線LAN制御部、302:フレーム生成部、303:機器判別部、304:優先順位決定部、305:UI制御部、306:記憶制御部
Claims (18)
- 周波数帯が異なる複数のリンクを用いてマルチリンク通信を行うことができる通信装置であって、
複数の外部装置の各々から1つ以上のリンクを介して送信された1つ以上のフレームを受信する受信手段と、
前記1つ以上のフレームの各々に含まれているパラメータに基づいて前記1つ以上のフレームの送信元の外部装置を判別する判別手段と、前記判別手段は、一つの外部装置から2つ以上の異なるリンクを介して2つ以上のフレームが受信された場合に前記2つ以上のフレームの送信元が前記一つの外部装置であることを判別し、
前記判別手段により送信元が同じ外部装置であると判別されたフレームの通信状態に基づいて、前記複数の外部装置の通信接続の優先順位を決定する決定手段と、を備えることを特徴とする通信装置。 - 前記決定手段は、送信元が同じ外部装置であると判別されたフレームのうち、受信電波強度またはSN比が閾値以上であるフレームの数に基づいて優先順位を決定することを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
- 前記決定手段は、送信元が同じ外部装置であると判別されたフレームのうち、同時に送受信を行えるリンクを介して受信されたフレームの数に基づいて優先順位を決定することを特徴とする請求項1または2に記載の通信装置。
- 前記決定手段は、前記フレームの数が、前記通信装置によりマルチリンク通信に用いられるリンク数以上である外部装置が、所定の周波数帯における受信電波強度が強い順に並ぶように優先順位を決定することを特徴とする請求項2または3に記載の通信装置。
- 前記決定手段は、前記フレームの数が、前記通信装置によりマルチリンク通信に用いられるリンク数より少ない外部装置が、前記フレームの数の多い順に並ぶように優先順位を決定することを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の通信装置。
- 前記決定手段は、前記フレームの数が前記通信装置によりマルチリンク通信に用いられるリンク数より少ない外部装置のうち、前記フレームの数が同数の外部装置が、所定の周波数帯における受信電波強度の強い順に並ぶように優先順位を決定することを特徴とする請求項5に記載の通信装置。
- 前記判別手段による送信元の判別の結果に基づいて、前記複数の外部装置のそれぞれがマルチリンク通信に対応しているか否かを判定する判定手段をさらに備え、
前記決定手段は、
同じ外部装置を送信元とするフレームのうち受信電波強度が最も強いフレームが、その強度の順に並ぶように前記複数の外部装置の優先順位を決定し、
優先順位が隣接する2つの外部装置から受信されたフレームの受信電波強度の差が閾値以下の場合は、マルチリンク通信に対応しているか否かに基づいて前記2つの外部装置の優先順位を決定することを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 - 前記決定手段は、前記差が前記閾値以下の場合に、前記2つの外部装置のうちマルチリンク通信に対応している外部装置に、他方の外部装置より高い優先順位を決定することを特徴とする請求項7に記載の通信装置。
- 前記決定手段は、前記差が前記閾値以下であり、前記2つの外部装置の両方がマルチリンク通信に対応している場合に、前記2つの外部装置のそれぞれを送信元とするフレームのうちの2番目以降に強い受信電波強度の比較に基づいて、前記2つの外部装置の優先順位を決定することを特徴とする請求項7または8に記載の通信装置。
- 前記決定手段により決定された優先順位の高い順に、外部装置との通信接続を試行する接続手段をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の通信装置。
- 他の通信装置との間に構築された複数のリンクのそれぞれの通信状態に基づいて、再接続処理の要否を判断する判断手段と、
前記再接続処理が必要と判断された場合に、前記他の通信装置との通信を切断し、前記決定手段により決定された優先順位に基づいて前記複数の外部装置のうちの1つとの接続処理を実行する再接続手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の通信装置。 - 前記判断手段は、前記他の通信装置から複数のリンクを介して受信される複数のフレームに、SN比が閾値より低いフレームが存在すること、RSSIが閾値より低いフレームが存在すること、および、通信のスループットが閾値より低いフレームが存在すること、の少なくとも何れかに基づいて前記再接続処理の要否を判断することを特徴とする請求項11に記載の通信装置。
- 前記再接続手段は、前記決定手段により決定された優先順位の高い順に外部装置との通信接続を試行することを特徴とする請求項11または12に記載の通信装置。
- 前記決定手段により決定された優先順位の順に前記複数の外部装置の一覧を表示する表示手段をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の通信装置。
- 前記マルチリンク通信は、IEEE802.11に準拠することを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の通信装置。
- 前記フレームは、IEEE802.11に準拠するBeaconもしくはProbe Responseであることを特徴とする請求項1乃至15のいずれか1項に記載の通信装置。
- 周波数帯が異なる複数のリンクを用いてマルチリンク通信を行うことができる通信装置の制御方法であって、
複数の外部装置の各々から1つ以上のリンクを介して送信された1つ以上のフレームを受信する受信工程と、
前記1つ以上のフレームの各々に含まれているパラメータに基づいて前記1つ以上のフレームの送信元の外部装置を判別する判別工程と、前記判別工程では、一つの外部装置から2つ以上の異なるリンクを介して2つ以上のフレームが受信された場合に前記2つ以上のフレームの送信元が前記一つの外部装置であることを判別し、
前記判別工程により送信元が同じ外部装置であると判別されたフレームの通信状態に基づいて、前記複数の外部装置の通信接続の優先順位を決定する決定工程と、を備えることを特徴とする通信装置の制御方法。 - コンピュータを、請求項1乃至16のいずれか1項に記載された通信装置の各手段として機能させるためのプログラム。
Priority Applications (2)
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JP2021156080A JP2023047136A (ja) | 2021-09-24 | 2021-09-24 | 通信装置およびその制御方法、プログラム |
US17/942,268 US20230097269A1 (en) | 2021-09-24 | 2022-09-12 | Communication apparatus, method for controlling the same, and storage medium |
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JP2021156080A JP2023047136A (ja) | 2021-09-24 | 2021-09-24 | 通信装置およびその制御方法、プログラム |
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