JP4410070B2 - 無線ネットワークシステムおよび通信方法、通信装置、無線端末、通信制御プログラム、端末制御プログラム - Google Patents
無線ネットワークシステムおよび通信方法、通信装置、無線端末、通信制御プログラム、端末制御プログラム Download PDFInfo
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Description
インフラストラクチャモードにおける通信では、無線端末が他のネットワークとのゲートウェイ装置として機能するアクセスポイントに接続し、ネットワーク内にあるルータなどの中継機器を介して、他のネットワークの通信機器と通信を行うことが可能である。無線LANの通信方式としては、キャリアセンスを行うCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)方式やアクセスポイントがデータ送信を管理するポーリング方式が規定されている。
また、前述のように、通常、無線端末はインフラストラクチャモードでアクセスポイントに接続するため、通信を行う一方の無線端末がアドホックモードに切り替えたところで、相手無線端末がインフラストラクチャモードであった場合には、アドホックモードによる通信を行うことはできない。このため、従来はアドホックモードで通信を行うためには、ユーザ同士が意識して切り替えを行う必要がある、という第2の技術的課題があった。
<URL:http://www.skyley.com/index.html> 、[online][2004年7月14日検索]
前記通信装置は、前記無線端末同士の前記直接通信に必要な設定情報を作成して前記ネットワークを経由して前記無線端末に転送する機能を備え、
個々の前記無線端末は、前記設定情報を受信した契機に前記設定情報に基づいて前記直接通信を開始する機能を備えた無線ネットワークシステムを提供する。
前記通信装置が、前記無線端末同士の直接通信の設定情報を作成して前記ネットワークを経由して個々の前記無線端末に転送するステップと、
個々の前記無線端末が、前記設定情報を受信した契機に当該設定情報に基づいた前記直接通信を試行し、可能であれば前記直接通信を開始し、前記直接通信が不可能であれば、前記間接通信を行うステップと、
を含む無線ネットワークシステムの通信方法を提供する。
無線端末からの登録要求によって前記無線端末に関する情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に登録されている前記無線端末の通信を監視し、前記ネットワークを経由した前記無線端末同士の間接通信を検出する監視部と、
前記監視部によって前記間接通信を検出した契機に前記無線端末同士の直接通信のための設定情報を作成する作成部と、
前記間接通信を行っている前記無線端末に対して前記設定情報を転送することによって前記無線端末同士の直接通信を促す送受信制御部と、
を備えた通信装置を提供する。
外部装置から前記ネットワークを経由して転送される前記無線端末同士の前記直接通信に関する設定情報を受信する受信部と、
前記設定情報を受信した契機に、前記設定情報に基づいて他の無線端末との間で前記直接通信を行う通信部とを含む無線端末を提供する。
接続している前記無線端末の通信を監視し、前記無線端末同士の前記ネットワークを介した間接通信の開始を検出する機能と、
前記間接通信の検出契機に、前記無線端末同士の直接通信のための設定情報を作成して前記無線端末に転送する機能と、
を前記通信装置に実現させる通信制御プログラムを提供する。
外部装置から、他の無線端末との直接通信のための設定情報を受信し、前記設定情報を受信した契機に当該設定情報に基づいた他の無線端末との前記直接通信を行う機能を前記無線端末に実現させる端末制御プログラムを提供する。
さらに、必要に応じて、設定情報に直接通信の鍵情報を含めることによって、直接通信での相手側の無線端末の認証を行うことができるとともに、さらに、直接通信においても鍵情報を利用し通信データを暗号化することで、セキュリティレベルの高い通信を実現することもできる。
また、ユーザ同士を意識させることなく、無線端末同士が直接通信を行うアドホックモードを実現することが可能となる。
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態1における無線ネットワークシステムの一例を示す概念図である。図1に示すように、本実施の形態1における無線ネットワークシステムは、インターネット10に接続されたLAN11と、このLAN11に接続された通信装置20(SIPサーバ)、アクセスポイント30(AP)、およびこのアクセスポイント30と無線通信を行う複数の無線端末40から構成される。一部の無線端末40は、LAN11にも接続されている。
図4に例示されるように、本実施の形態の通信装置20は、全体を制御するプロセッサ21と、このプロセッサ21が実行するプログラムやデータが格納される主記憶22および読み出し専用メモリ23、外部記憶装置24と、LAN11に接続するための有線通信インターフェイス25を備えている。
メッセージ処理部27aは、無線端末40との間におけるメッセージの授受を制御する。端末情報部27dには、通信装置20が認識している無線端末40の情報が格納される。メッセージ解析部27bは、無線端末40のメッセージを解析する。このメッセージ解析部27bと端末情報部27dに格納されている端末情報にて、無線ネットワークシステム内の無線端末40同士の通信を検出した場合に、設定情報作成部27cにて、無線端末40同士の直接通信の設定情報を作成し、該当する無線端末に対して転送する。
図7に例示されるように、本実施の形態の無線端末40は、全体を制御するプロセッサ41と、このプロセッサ21が実行するプログラムやデータが格納される主記憶42および読み出し専用メモリ43、外部記憶装置44と、無線LANよる通信を行うための無線インターフェイス46およびアンテナ46aと、有線LANやその他の種々の通信媒体(PHS等)を用いた通信を行うための一つまたは複数の通信インターフェイス45を備えている。
<登録フェーズ>
最初に個々の無線端末40は、通信装置20に登録を行う。
<ネゴシエーションフェーズ>
セッションを確立したい無線端末40(A)は、通信装置20を経由して、INVITEメッセージを相手側の無線端末40(B)に送信する(ステップ103)。
送信側の無線端末40(A)が直接通信可能であれば、ACKメッセージを相手側の無線端末40(B)に送信する(ステップ107)。
<直接通信可否の確認フェーズ>
このとき、無線端末Aおよび無線端末Bで、アドホックモードの制御信号の到達性を確認し(ステップ108)、到達可能であれば直接通信を開始する(ステップ109)。
<直接通信フェーズ>
このステップ109の直接通信においては、設定情報から互いに相手無線端末の認証と通信データの暗号化を行う。
<通常通信フェーズ>
メッセージが届かない場合や、相手側の無線端末40の認証が失敗した場合、送信元の無線端末40には、通信装置20に登録したときの通信メディアを使用して、通信を開始する。例えば、有線媒体を用いて登録していた場合は、有線媒体による通信を開始する(ステップ107b)。
[実施の形態2]
この実施の形態2では、通信装置20Aが、ネットワーク61に接続され、無線端末40のネットワーク61に対するアクセスポイントとして機能する場合を例にとって説明する。
無線端末40(A)は、相手側の無線端末40のMACアドレスを得るために、ARP(Address Resolution Protocol)リクエストをブロードキャストする(ステップ201)。ARPは、論理的なIPアドレスから物理的なMACアドレスを解決するプロトコルである。
ARPリクエストに該当する相手側の無線端末Bは、ARPレスポンスを返す(ステップ203)。
拡張ARPメッセージ70の設定情報(拡張データ78)を受信した無線端末AとBは、設定情報に基づいた直接通信を開始する(ステップ206、ステップ207、ステップ208)。ステップ201〜ステップ205までの通信は、通信装置20Aを経由して行われる。
無線端末Aは、自身の設定情報テーブル80に相手側の無線端末Bとの直接通信の情報を保持している場合(ステップ231)、直接通信の情報に含まれている鍵情報を用いて直接通信を開始する(ステップ228)。相手側の無線端末BからACKメッセージを受信した場合(ステップ229)、直接通信によるメッセージの到達性を確認するとともに、暗号化された通信データが相手側の無線端末Bで解読できたことを確認し、直接通信を継続する(ステップ230)。
無線端末Bは、通信装置20AからARPリクエストを受信すると(ステップ241)、ARPレスポンスを応答し(ステップ242)、通信装置20Aからの直接通信指示メッセージ(拡張ARPメッセージ70)の受信を待ち(ステップ243)、受信に成功したら通信情報記憶部48eに直接通信のための設定情報(拡張データ78)を設定する(ステップ244)。
MACフレーム90は、MACヘッダ90aと、フレーム本体98およびフレームチェックシーケンス99からなる。
アドレス1フィールド93、アドレス2フィールド94、アドレス3フィールド95およびアドレス4フィールド97の各アドレスフィールドは、MACフレーム90のフレームタイプによって使用される数が変化する。
(付記1)
複数の無線端末と一つ以上の通信装置から構成され、前記無線端末同士のネットワークを経由した間接通信、あるいは前記無線端末同士の直接通信を行う無線ネットワークシステムであって、
前記通信装置は、前記無線端末同士の前記直接通信に必要な設定情報を作成して前記ネットワークを経由して前記無線端末に転送する機能を備え、
個々の前記無線端末は、前記設定情報を受信した契機に前記設定情報に基づいて前記直接通信を開始する機能を備えたことを特徴とする無線ネットワークシステム。
付記1記載の無線ネットワークシステムにおいて、
前記無線端末は、前記直接通信を行う際に、前記設定情報に含まれている鍵情報による通信データの暗号化を行う機能をさらに備えたことを特徴とする無線ネットワークシステム。
複数の無線端末と一つ以上の通信装置から構成され、前記無線端末がネットワークを経由した間接通信あるいは前記無線端末同士の直接通信を行う無線ネットワークシステムの通信方法であって、
前記通信装置が、前記無線端末同士の直接通信の設定情報を作成して前記ネットワークを経由して個々の前記無線端末に転送するステップと、
個々の前記無線端末が、前記設定情報を受信した契機に当該設定情報に基づいた前記直接通信を試行し、可能であれば前記直接通信を開始し、前記直接通信が不可能であれば、前記間接通信を行うステップと、
を含むことを特徴とする無線ネットワークシステムの通信方法。
付記3記載の無線ネットワークシステムの通信方法において、
前記間接通信を行うステップでは、前記直接通信を行う際に、前記設定情報に含まれている鍵情報による通信データの暗号化を行う機能をさらに備えたことを特徴とする無線ネットワークシステムの通信方法。
複数の無線端末がネットワークを介してアクセスすることが可能な通信装置であって、
無線端末からの登録要求によって前記無線端末に関する情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に登録されている前記無線端末の通信を監視し、前記ネットワークを経由した前記無線端末同士の間接通信を検出する監視部と、
前記監視部によって前記間接通信を検出した契機に前記無線端末同士の直接通信のための設定情報を作成する作成部と、
前記間接通信を行っている前記無線端末に対して前記設定情報を転送することによって前記無線端末同士の直接通信を促す送受信制御部と、
を備えたことを特徴とする通信装置。
付記5記載の通信装置において、
前記作成部は、前記記憶部に登録されている前記無線端末の情報により、前記直接通信が可能であるか否かを判定し、前記直接通信が可能と判定した場合に、前記設定情報を作成して個々の前記無線端末に転送することを特徴とする通信装置。
ネットワークを経由した間接通信、および他の無線端末との直接通信を行うことが可能な無線端末であって、
外部装置から前記ネットワークを経由して転送される前記無線端末同士の前記直接通信に関する設定情報を受信する受信部と、
前記設定情報を受信した契機に、前記設定情報に基づいて他の無線端末との間で前記直接通信を行う通信部とを含むことを特徴とする無線端末。
付記7記載の無線端末において、
他の前記無線端末との直接通信を行う際に、前記設定情報に含まれている鍵情報による通信データの暗号化を行う機能を備えたことを特徴とする無線端末。
付記7または付記8記載の無線端末において、
前記外部装置から受信した設定情報による他の無線端末との前記直接通信が可能であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により端末同士の直接通信が不可能と判定した場合に、ネットワーク経由の通信に切り替える機能と、を備えたことを特徴とする無線端末。
付記9記載の無線端末において、
前記判定手段は、他の前記無線端末との前記直接通信において、メッセージの到達性を確認する確認機能を備えたことを特徴とする無線端末。
付記9記載の無線端末において、
前記判定手段は、前記設定情報に含まれる鍵情報によって、相手側の前記無線端末が正当な通信相手かを判断する認証機能を備えたことを特徴とする無線端末。
付記7から付記11のいずれか1項に記載の無線端末において、
受信した前記設定情報と、相手側の前記無線端末のアドレス情報を一定時間の間格納する記憶部と、
前記一定時間内に相手側の前記無線端末と通信を行う場合、前記記憶部に格納されている前記設定情報に基づいて、他の前記無線端末との前記直接通信を行う機能を備えたことを特徴とする無線端末。
付記7から付記13のいずれか1項に記載の無線端末において、
複数の通信メディアを搭載し、他の前記無線端末との前記直接通信を行う第1通信メディアと、前記第1通信メディア以外の第2通信メディアから前記直接通信のための前記設定情報を受信する受信部を有することを特徴とする無線端末。
複数の無線端末からネットワークを経由してアクセスされる通信装置を制御する通信制御プログラムであって、
接続している前記無線端末の通信を監視し、前記無線端末同士の前記ネットワークを介した間接通信の開始を検出する機能と、
前記間接通信の検出契機に、前記無線端末同士の直接通信のための設定情報を作成して前記無線端末に転送する機能と、
を前記通信装置に実現させることを特徴とする通信制御プログラム。
付記14記載の通信制御プログラムにおいて、さらに、通信装置に登録されている前記無線端末のアドレス情報などによって、前記直接通信のための前記設定情報を作成するか否かを決定する機能を、前記通信装置に実現させることを特徴とする通信制御プログラム。
無線端末を制御する端末制御プログラムであって、
外部装置から、他の無線端末との直接通信のための設定情報を受信し、前記設定情報を受信した契機に当該設定情報に基づいた他の無線端末との前記直接通信を行う機能を前記無線端末に実現させることを特徴とする端末制御プログラム。
付記16記載の端末制御プログラムにおいて、
さらに、前記設定情報に鍵情報が含まれている場合、前記直接通信における通信データを前記鍵情報を用いて暗号化する機能、を前記無線端末に実現させることを特徴とする端末制御プログラム。
付記16記載の端末制御プログラムにおいて、
さらに、前記設定情報に鍵情報が含まれている場合、前記鍵情報を用いて、相手側の前記無線端末の認証を行う機能と、
前記認証が失敗した場合は、前記直接通信は不可能と判断し、ネットワーク経由の間接通信に切り替える機能と、
を前記無線端末に実現させる端末制御プログラム。
付記16記載の端末制御プログラムにおいて、
さらに、前記外部装置から取得した前記設定情報を一定時間保持し、前記一定時間内に同一の前記無線端末にアクセスする場合は、保持されている前記設定情報を使用して前記直接通信を試みる機能を前記無線端末に実現させることを特徴とする端末制御プログラム。
付記16記載の端末制御プログラムにおいて、
さらに、前記無線端末が複数の通信メディアを利用可能な場合、前記直接通信を行う第1の通信メディア以外の第2の通信メディアから前記設定情報を受信し、前記設定情報に基づいて前記直接通信を行う機能を前記無線端末に実現させることを特徴とする端末制御プログラム。
11 LAN
12 通信端末
20 通信装置
20A 通信装置
21 プロセッサ
22 主記憶
23 読み出し専用メモリ
24 外部記憶装置
25 有線通信インターフェイス
26 無線通信インターフェイス
26a アンテナ
27a メッセージ処理部
27b メッセージ解析部
27c 設定情報作成部
27d 端末情報部
27e データ処理部
27f 通信処理部
28a 経路制御部
28b 通信監視部
28c 設定情報作成部
28d 送受信制御部
28e 送受信制御部
28f 経路情報記憶部
28g 通信情報記憶部
30 アクセスポイント
40 無線端末
41 プロセッサ
42 主記憶
43 読み出し専用メモリ
44 外部記憶装置
45 通信インターフェイス
46 無線インターフェイス
46a アンテナ
48a 上位レイヤプロトコル処理部
48b データ処理部
48c 送受信制御部
48d 送受信制御部
48e 通信情報記憶部
50 SIPメッセージ
51 SIPヘッダ
52 SDP
53 設定情報
53a SSID
53b チャネル
53c 鍵情報
53d 発信端末直接通信用IPアドレス
53e 着信端末直接通信用IPアドレス
61 ネットワーク
61a 無線ネットワーク
62 認証装置
70 拡張ARPメッセージ
71 ハードウェアタイプ
72 プロトコルタイプ
73 ハードウェアアドレス長
74 プロトコル長
75 オペレーションコード
76a 送信元無線端末ハードウェアアドレス
76b 送信元無線端末プロトコルアドレス
77a 宛先無線端末ハードウェアアドレス
77b 宛先無線端末プロトコルアドレス
78 拡張データ
80 設定情報テーブル
81 無線端末ID
82 MACアドレス
83 鍵情報
84 直接通信可否フラグ
90 MACフレーム
90a MACヘッダ
91 フレーム制御フィールド
91a プロトコルバージョン
91b タイプフィールド
91c サブタイプフィールド
91d To DSフィールド
91e From DSフィールド
91f More Fragフィールド
91g Retryフィールド
91h パワー管理フィールド
91i More Dataフィールド
91j WEPフィールド
91k Orderフィールド
92 デュレーションIDフィールド
93 アドレス1フィールド
94 アドレス2フィールド
95 アドレス3フィールド
96 シーケンス制御フィールド
97 アドレス4フィールド
98 フレーム本体
99 フレームチェックシーケンス
Claims (5)
- 複数の無線端末と一つ以上の通信装置から構成され、前記無線端末同士でネットワークを経由してデータを通信する間接通信、あるいは前記無線端末同士で直接データを通信する直接通信を行う無線ネットワークシステムであって、
前記通信装置は、前記無線端末同士の前記間接通信を監視して該間接通信の開始を検出し、該検出を契機に前記無線端末同士の直接通信が可能であるか判断して、該直接通信に必要な設定情報を作成して前記ネットワークを経由して前記無線端末に転送する機能を備え、
個々の前記無線端末は、前記設定情報を受信した契機に前記設定情報に基づいて前記直接通信を開始する機能と、前記直接通信を行う際に、前記設定情報に含まれている鍵情報による通信データの暗号化を行う機能とを備えたことを特徴とする無線ネットワークシステム。 - 複数の無線端末と一つ以上の通信装置から構成され、前記無線端末でネットワークを経由してデータを通信する間接通信あるいは前記無線端末同士で直接データを通信する直接通信を行う無線ネットワークシステムの通信方法であって、
前記通信装置が、前記無線端末同士の前記間接通信を監視して該間接通信の開始を検出し、該検出を契機に前記無線端末同士の直接通信が可能であるか判断して、前記無線端末同士の直接通信の設定情報を作成して前記ネットワークを経由して個々の前記無線端末に転送するステップと、
個々の前記無線端末が、前記設定情報を受信した契機に当該設定情報に基づいた前記直接通信を試行し、可能であれば前記直接通信を開始し、前記直接通信が不可能であれば、前記間接通信を行うステップとを含み、
前記間接通信を行うステップでは、個々の前記無線端末が、前記直接通信を行う際に、前記設定情報に含まれている鍵情報による通信データの暗号化を行うことを特徴とする無線ネットワークシステムの通信方法。 - 複数の無線端末がネットワークを介してアクセスすることが可能な通信装置であって、
無線端末からの登録要求によって前記無線端末に関する情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に登録されている前記無線端末同士で前記ネットワークを経由してデータを通信する間接通信を監視し、該間接通信の開始を検出する監視部と、
前記監視部によって前記間接通信の開始を検出した契機に、前記無線端末同士の直接通信が可能であるか判断して、前記無線端末同士で直接データを通信する直接通信の通信データを暗号化するための鍵情報を含む設定情報を作成する作成部と、
前記間接通信を行っている前記無線端末に対して前記設定情報を転送することによって前記無線端末同士の直接通信を促す送受信制御部と、
を備えたことを特徴とする通信装置。 - 他の無線端末とネットワークを経由してデータを通信する間接通信、および他の無線端末と直接データを通信する直接通信を行うことが可能な無線端末であって、
前記無線端末と他の無線端末との前記間接通信の監視により該間接通信の開始を検出した契機に、前記無線端末と他の無線端末との直接通信が可能であるか判断して、該無線端末と他の無線端末との直接通信に必要な設定情報を作成する外部装置から、前記ネットワークを経由して転送される該設定情報を受信する受信部と、
前記設定情報を受信した契機に、前記設定情報に基づいて他の無線端末との間で前記直接通信を行う通信部とを含み、
前記通信部は、他の前記無線端末との直接通信を行う際に、前記設定情報に含まれている鍵情報による通信データの暗号化を行う機能を備えたことを特徴とする無線端末。 - 複数の無線端末からネットワークを経由してアクセスされる通信装置を制御する通信制御プログラムであって、
接続している前記無線端末同士でネットワークを経由してデータを通信する間接通信を監視し、前記無線端末同士の前記ネットワークを介した間接通信の開始を検出する機能と、
前記間接通信の検出契機に、前記無線端末同士の直接通信が可能であるか判断して、前記無線端末同士で直接データを通信する直接通信の通信データを暗号化するための鍵情報を含む設定情報を作成して前記無線端末に転送する機能と、
を前記通信装置に実現させることを特徴とする通信制御プログラム。
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