JP4610803B2

JP4610803B2 - Wireless system

Info

Publication number: JP4610803B2
Application number: JP2001204153A
Authority: JP
Inventors: 洋丈若井; 澄江中林
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2001-07-05
Filing date: 2001-07-05
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2021-07-05
Also published as: JP2003018234A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の無線端末間でユーザ情報もしくは制御情報を含んだパケットを転送する無線通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３と図４を用いて従来の技術を説明する。図３と図４は、それぞれ、従来の基地局と端末局間での無線アクセス回線を使った通信システムを簡単に説明するための図である。
まず図３では、基地局 1 と端末局 2a がそれぞれのアンテナ 31 とアンテナ 32a を介し無線アクセス回線 21 を用いてインフラストラクチャモードで通信を行なうか、または、基地局 1 と端末局 2b がそれぞれアンテナ 31 とアンテナ 32b を介し無線アクセス回線 22 を用いてインフラストラクチャモードで通信を行なう。ここでインフラストラクチャモードとは基地局 1 を経由した通信を示している（以下、インフラモードと称する）。
【０００３】
例えば、端末局 2b が基地局 1 と通信したい場合には、基地局 1 にアンテナ 32b を介し通信要求を行い、無線アクセス回線が空いていることを確かめた上で無線アクセス回線 22 を用いてインフラモードで通信を行う。図３の例では、基地局と通信する端末局毎に異なる周波数の無線アクセス回線が必要である。しかし、図３に示すように、端末局 2a と端末局 2b とが同一屋内にあるような場合などでもこのような方法で通信をしていたのでは、無線アクセス回線 21 と22の２つの周波数を無駄に使ってしまうことになる。即ち、もし基地局 1 が、図３に図示していない他の端末局と通信する場合には、別の無線アクセス回線（周波数）が必要となるが、既に、端末局 2a と端末局 2b とが２つの周波数を使用しているため、１つ分不足する可能性がある。
【０００４】
また、図４では、基地局 1 と端末局 2a′が、それぞれのアンテナ 31 とアンテナ 32a-1 を介し無線アクセス回線 21 を用いてインフラモードで通信を行ない、基地局 1 と端末局 2b が通信する場合には、同一屋内において、端末局 2a′と端末局 2b が端末局間通信をそれぞれアンテナ 32a-2 、アンテナ 32b を介して、無線アクセス回線 23 を用い通信を行う。
この図４の例の場合には、端末局 2a′は、基地局 1 との通信用ハードウェアとそのハードウェアを動作させるドライバ、及び、端末局 2b との通信用ハードウェアとそのハードウェアを動作させるドライバの２種類のハードウェアとドライバ（ソフトウェア）を用意する必要がある。
【０００５】
上記の例を図５と図６を用いて説明する。図５は、従来の端末局の通信用ハードウェア及びソフトウェアの構成を示す図である。従来の通信では、アプリケーションプログラム 51 、ネットワークプロトコル 52 、OS（ Operating System ）53 、ドライバ 54 のソフトウェア、及び、ドライバ 54 により動作する Network Interface Card（以下、NIC と称する） 55 と呼ばれるハードウェアで構成される。
図３の例のように、端末局 2a と端末局 2b がそれぞれ、基地局間通信を行なう場合には、端末局 2a も端末局 2b も、図５に示すような１つのドライバ 54 と、ドライバ 54 により動作する１つの NIC 55 での構成で十分である。
しかし、図４の例のように、端末局 2a′において、基地局間通信と端末局間通信をしようとした場合には、端末局 2a′は、図６に示すような２つのドライバ 54-1 と 54-2 、及びドライバ54-1 と 54-2 によりそれぞれ動作する２つの NIC 55-1 と 55-2 が必要になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
複数の端末局が、同一の屋内に設置されているなど、非常に近距離にあり、インフラストラクチャを使用する必要がない場合でも、必ず基地局を経由した通信をしなくてはならず、通信開始までに時間がかかると共に、インフラストラクチャを無駄に使用してしまうという欠点がある。
また、１つの端末局が、通常に、基地局との通信を行っていて、同時に別の端末局と端末局間同士で通信を行う際には、その端末局は、基地局との通信用ドライバ、NIC 、端末局との通信用ドライバ、NIC の２つのソフトウェアと２つのハードウェアが必要であり、コストが高くなる欠点がある。
本発明の目的は、上記のような欠点を除去し、同一屋内などでの端末間通信において、インフラストラクチャに負担をかけないようなシステムを構成し、また、最小限のハードウェアでシステムを構成することができる無線システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の無線システムは、所定の信号を送受信する基地局と、この基地局からの信号を送受信する複数の端末局を具備した無線システムの端末局において、通信する端末局または基地局の MAC アドレス毎に通信モードを設定するメモリを具備することにより、通信相手毎に、MAC アドレスに対応するメモリを参照して、参照した通信モードで通信を行うことを可能とするものである。
【０００８】
また本発明の無線システムのメモリは、端末局から基地局および周辺の端末局に信号を送信する際、宛先アドレスとしてブロードキャストアドレスを指定し、報知信号として端末局から電波の届く全ての端末に対し信号を送信し、送信した報知信号に対する受信信号の送信元アドレスを登録しておくメモリである。
【０００９】
即ち、本発明の無線システムは、信号を送受信する基地局と、基地局と信号を送受信する複数の端末局を具備した無線システムにおいて、複数の端末局は、通信する相手の複数の端末局または基地局の MAC アドレスごとに通信モードを設定するための通信モード設定メモリを具備し、通信する相手ごとに異なる通信モードで通信を行うものである。
【００１０】
更に、本発明の無線システムの端末局は、基地局及び複数の他の端末局に信号を送信する場合に、宛先アドレスとして、全ての端末局及び基地局を指定して、電波の届く全ての端末局及び基地局に信号を送信し、送信した信号に対する応答信号に基づいて、応答信号の送信元アドレスを、通信モード設定メモリに登録するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の無線システムの一実施例の構成を示す図である。
基地局 101 と端末局 102a がそれぞれアンテナ 31 とアンテナ 32a を介して、無線アクセス回線 21 を用いてインフラモードで通信を行っている。
また、同一屋内に存在する端末局 102a と端末局 102b は、それぞれアンテナ 32a 、アンテナ 32b を介して無線回線 23 を用いアドホックモードで通信を行っている。ここでアドホックモードとは、端末局間同士の通信を示している。
【００１２】
図７は、本発明の端末局の通信用ハードウェアおよびソフトウェアの構成の一実施例を示す図である。図７の実施例の通信では、アプリケーションプログラム 71 、ネットワークプロトコル 72 、OS（ Operating System ） 73 、ドライバ 74 のソフトウェア、及び、ドライバ 74 により動作する NIC 75 で構成される。また、ドライバ 74 には，端末局の通信モード設定メモリ（図示しない）を設けている。
図７と図１において、端末局 102a のドライバ 74 は、受信した情報（受信信号）と通信モード設定メモリを参照し、インフラモードでの通信要求か、アドホックモードでの通信要求かを判断する。
【００１３】
通信モード設定メモリの詳細を図２に示す。図２は、本発明の端末局の通信モード設定メモリの一実施例のデータ内容を示す図である。図２において、複数の端末局や基地局に固有の MAC アドレス毎に、To DS フィールドのデータ内容が格納される To DS フィールド欄と、From DS フィールドのデータ内容が格納される From DS フィールド欄がある。更に、To DS フィールドと From DS フィールドに相当するデータが、共に“ 0 ”である場合にはアドホックモード、少なくとも１つが“ 1 ”である場合にはインフラモードというように、 MAC アドレス毎に通信モードの設定が登録（格納）される。
【００１４】
この To DS フィールドと From DS フィールドについての詳細な説明を図１１〜図１３に示す。図１１は、本実施例の通信に使用する信号の構成の一例を示す図で、IEEE 802.11 の一般的な MAC フレームフォーマットを示す。図１１において、上部の数字は、各構成フィールドの長さを示し、単位はオクテットである。ここで、Frame Control フィールドについては、図１２に詳細の構成を示す。また、Duration / ID フィールドはフレーム種別等を示す。更に、Address 1 〜 4 フィールドは、宛先 MAC アドレス、送信元 MAC アドレス等を示し、Sequence Control フィールドは、順序制御情報を示す。
【００１５】
図１２は、Frame Control フィールドの各構成を示す図である。図１２において、上部の数字は、各構成フィールドの長さを示し、単位はビットである。図１２に示すように、Frame Control フィールドは、Protocol Version フィールド、フレームの形式（ Control 、Data 、Management ）を識別するための情報を示す Type フィールドと Subtype フィールド、基地局へ送信する場合は“ 1 ”で、それ以外の時には“ 0 ”を示す To DS フィールド、基地局から受信する場合は“ 1 ”で、それ以外の時には“ 0 ”を示す From DS フィールド、及び、More Fragments Field フィールド、Retry フィールド、Power Management（ Pwr Mgt ）フィールド、More Data フィールド、WEP フィールド、並びに、Order フィールドというサブフィールドで構成される。
【００１６】
図１３は、図１２中の To DS フィールドと From DS フィールドのデータの詳細な構成を示す図である。ここで、DA は、Destination Address（宛先アドレス）、SA は、Source Address（送信元アドレス）、BSSID は、Basic Service Set Identification 、RA は、Receiver Address 、TA は、Transmitter Address 、N/A は、Not Applicable である。
図１３は、To DS フィールドと From DS フィールドのデータの内容、即ち、“ 0 ”か“ 1 ”の組合せ（ 1 bit ）に対する、Address 1 〜 Address 4 に書込まれるデータの種類を示している。
【００１７】
図２に示す通信設定メモリにおいて、MAC アドレス 1 〜 4 ，‥‥‥内に格納されるデータは、それぞれの端末局及び基地局についてシステム構築時に予め定める固有の識別番号である。
図２において、To DS フィールド欄が“ 0 ”で、From DS フィールド欄が“ 0 ”の場合は、アドホックモードで通信を行う。また、To DS フィールド欄、From DS フィールド欄の少なくとも１つが“ 1 ”の場合は、インフラモードで通信を行う。
例えば、図２の MAC アドレス 1 で定まる通信相手とは、To DS フィールド欄が“ 1 ”、From DS フィールド欄が“ 0 ”であるから、インフラモードの通信となる。また例えば、MAC アドレス 2 の通信相手とは、To DS フィールド欄が“ 0 ”、From DS フィールド欄が“ 0 ”であるから、アドホックモードの通信である。
更に、MAC アドレス 3 ，MAC アドレス 4 ，‥‥‥には、まだ、固有の識別番号が登録されていない。
また、図２では、MAC アドレスの数が 1 〜 4 までで、他の通信相手のアドレスを省略している。しかし、図示されていないが、この通信設定メモリには、構築したシステムの全ての相手局について設定できるデータ構造となっている。
【００１８】
図８と図９は、本発明の一実施例のドライバの送受信の際の詳細な処理手順を説明するためのフローチャートである。図８は送信時、図９は受信時の場合である。
まず、端末局 101 がデータを受信した際の説明を図９によって説明する。
データ受信ステップ 901 では、NIC 75 を介して受信信号からのデータを取得する。
参照ステップ 902 では、まず、NIC 75 より取得したデータを元に、送信元の MAC アドレスが通信モード設定メモリに登録（格納）されているか否かを判定する。通信モード設定メモリに登録されていない場合には、DS フィールド判定ステップ 903 に進む。
すでに登録されている場合には、更に、通信モード設定メモリの該当する MACアドレスを参照して、インフラモードでの通信要求かアドホックモードでの通信要求かを確認し、インフラモードでの通信要求である場合には、インフラモード通信処理ステップ 907 に分岐し、アドホックモードでの通信要求の場合には、アドホックモード通信処理ステップ 906 に分岐する。
【００１９】
DS フィールド判定ステップ 903 では、受信信号（受信データ）の Frame Control フィールドの To DS フィールドと From DS フィールドのデータが、共に“ 0 ”であるか否かを判定する。
From DS フィールドが“ 1 ”である場合には、受信信号が基地局からのデータ（送信元が基地局である）と判るので、図１３に示す From DS フィールドとTo DS フィールドの組合せを参照にして、該当する SA（ Source Address ）の MAC アドレス（例えば、 From DS フィールドが“ 1 ”で、To DS フィールドが“ 0 ”である場合には、図１３の Address 3 に SA のデータがある）を図２の通信モード設定メモリに、インフラモードとして追加（例えば、図２の MAC アドレス 3 の To DS フィールド欄に“ 0 ”、From DS フィールド欄に“ 1 ”、通信モード欄に“インフラモード”を意味するデータを格納する）し、インフラモード通信処理ステップ 907 に分岐する。
また、From DS フィールドとTo DS フィールドが、共に“ 0 ”である場合には、受信した信号が他の端末局からのデータであるとわかるので、図１３に示す From DS フィールドとTo DS フィールドの組合せが両方とも“ 0 ”である場合の SA（ Address 2 のデータ）の MAC アドレスを通信モード設定メモリにアドホックモードとして追加（例えば、図２の MAC アドレス 4 の To DS フィールド欄に“ 0 ”、From DS フィールド欄に“ 0 ”、通信モード欄に“アドホックモード”を意味するデータを格納する）し、アドホックモード通信処理ステップ 906 に分岐する。
インフラモード通信処理ステップ 907 では、インフラモード通信処理を行い、図７に示す NIC 75 へ情報（データ）を渡す。
アドホックモード通信処理ステップ 906 では、アドホック通信処理を行い、図７に示す NIC 75 へ情報（データ）を渡す。
【００２０】
次に端末局 101 からデータを送信する場合の例について図８によって説明する。
データ受信ステップ 801 では、図７に示すドライバ 74 が OS 73 から送信データ（送信信号）を受取る。
参照ステップ 802 では、OS 73 より取得したデータを元に、送信先（宛先）の MAC アドレスが通信モード設定メモリに登録（格納）されているか否かを判定する。通信モード設定メモリに登録されていない場合には、DS フィールド判定ステップ 803 に進む。
すでに登録されている場合には、更に、通信モード設定メモリの該当する MACアドレスを参照して、インフラモードでの通信要求かアドホックモードでの通信要求かを確認し、インフラモードでの通信要求である場合には、インフラモード通信処理ステップ 807 に分岐し、アドホックモードでの通信要求の場合には、アドホックモード通信処理ステップ 806 に分岐する。
【００２１】
DS フィールド判定ステップ 803 では、送信信号（送信データ）の Frame Control フィールドの To DS フィールドフィールドと From DS フィールドフィールドのデータが、共に“ 0 ”であるか否かを判定する。
To DS フィールドのデータが“ 1 ”である場合には、送信信号が基地局へ送る（宛先が基地局である）データと判るので、図１３に示す From DS フィールドとTo DS フィールドの組合せを参照にして、DA（ Destination Address ）の MAC アドレス（例えば、 From DS フィールドが“ 0 ”で、To DS フィールドが“ 1 ”である場合には、図１３の Address 1 に DA のデータがある）を図２の通信モード設定メモリに、インフラモードとして追加（例えば、図２の MAC アドレス 5 の To DS フィールド欄に“ 1 ”、From DS フィールド欄に“ 0 ”、通信モード欄に“インフラモード”を意味するデータを格納する）し、インフラモード通信処理ステップ 807 に分岐する。
また、From DS フィールドとTo DS フィールドが、共に 0 である場合には、送信するデータが他の端末局へ送るデータであるとわかるので、図１３に示す From DS フィールドとTo DS フィールドの組合せが両方とも“ 0 ”である場合の DA（ Address 2 のデータ）の MAC アドレスを通信モード設定メモリにアドホックモードとして追加（例えば、図２の MAC アドレス 6 の To DS フィールド欄に“ 0 ”、From DS フィールド欄に“ 0 ”、通信モード欄に“アドホックモード”を意味するデータを格納する）し、アドホックモード通信処理ステップ 806 に分岐する。
インフラモード通信処理ステップ 807 では、インフラモード通信処理を行い、図７に示す OS 73 へ情報（データ）を渡す。
アドホックモード通信処理ステップ 806 では、アドホック通信処理を行い、図７に示す OS 73 へ情報（データ）を渡す。
図１４に、上記図９と図８の実施例の説明に伴って、図２の通信モード設定メモリに新しく登録された場合の例を挙げた。
【００２２】
図１０によって、本発明の一実施例のインフラ／アドホック通信の制御について説明する。図１０は、本発明によるインフラ／アドホック制御の一例を示す図である。
図１０において、基地局 101 は定期的に Beacon 信号等の所定の信号を報知（送信）している。
次に、端末局 102a において、Probe Request 信号を送信する。この例の場合、送信元は端末局 102a であるので、図１４の From DS フィールド欄は“ 0 ”である。そこで、端末局 102a から電波の届く範囲内にいる全ての端末局や基地局（図１０では、基地局 101 と端末局 102b だけにしている）に Probe Request 信号を送信する。この例の場合、To DS フィールドが“ 0 ”の場合と、“ 1 ”の場合とが考えられる。To DS フィールドが“ 0 ”の場合、Address 1（ DA ）にブロードキャストアドレスを入力する。そうすることによって、端末局 102a の電波が届く範囲内全ての端末局に Probe Request 信号を送信することが可能となる。ここで、ブロードキャストアドレスとは、放置情報アドレスのことをいう。
また、To DS フィールドが“ 1 ”の場合、Address 1（ BSSID ）とAddress 3（ DA ）にブロードキャストアドレスを入力する。そうすることによって、端末局 102a の電波が届く範囲内全ての基地局に Probe Request 信号を送信することが可能となる。
端末局 102a が送信した Prob Request 信号を受信した全ての端末局（例えば、端末局 102b ）や基地局は（例えば、基地局 101 ）は、それぞれ別々に prob Response（応答）信号を返信する。端末局 102a は、受信した Prob Response 信号を基に通信モード設定メモリの内容を作成または更新する。
【００２３】
また、別の例としては、基地局 101 が Prob Request 信号を送信する場合について説明する。この例の場合、基地局 101 が送信元であるので、図１４の From DS フィールド欄は“ 1 ”である。そこで、基地局 101 から、電波の届く範囲にいる全ての端末局や基地局に、Prob Request 信号を送信する。この例の場合、To DS フィールドが“ 0 ”の場合と“ 1 ”の場合とが考えられる。To DS フィールドが“ 0 ”の場合、Address 1（ DA ）、Address 2（ BSSID ）にブロードキャストアドレスを入力する。そうすることにより、基地局 101 の電波の届く範囲内にいる全ての端末局に Prob Request 信号を送信することが可能となる。
また、To DS フィールドが“ 1 ”の場合、Address 1（ RA ）、Address 2（ DA ）にブロードキャストアドレスを入力する。そうすることにより、基地局 101 の電波の届く範囲内にいる全ての基地局に Prob Request 信号を送信することが可能となる。
端末局 101 が送信した Prob Request 信号を受信した全ての端末局や基地局は、それぞれ別々に prob Response（応答）信号を返信する。端末局 101 は、受信した Prob Response 信号を基に通信モード設定メモリの内容を作成または更新する。
【００２４】
その後、インフラモードで通信を行う場合は、端末局 102a は、DA（ Destination Address ）に送信先の宛先アドレスとして、例えば、基地局 101 を設定して相手先の基地局 101 との間で、認証（ Authentication ）、帰属（ Association ）の信号送受を行った後、データの送受を行う。
また、例えば、端末局 102b との間で、アドホックモードで通信を行う場合は、端末局 102a は、DA（ Destination Address ）に送信先の宛先アドレスとして、端末局 102b を設定して相手先の端末局 102b との間で、認証（ Authentication ）、帰属（ Association ）の信号送受を行った後、データの送受を行う。
【００２５】
更に、端末局 102a の通信モード設定メモリに MAC アドレスを設定しておくことにより、端末局 102a が中継のための中継局として動作することが可能である。例えば、端末局 102b が基地局 101 と通信したいが、電波が直接届かないところにいた場合、端末局 102a が中継を行い、端末局 102b と端末局 102a はアドホックモードで通信を行い、端末局 102a と基地局 101 はインフラモードで通信を行い、その結果、端末局 102b と基地局 101 間でのデータの送受が可能となる。
【００２６】
なお、上記実施例では、例えば、IEEE 802.11 プロトコルを適用した場合について説明したが、同様の機能が実現できる他の通信プロトコルであっても差し支えない。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、同一屋内などでの端末間通信においては、アドホックモードを用いることによりインフラに負担をかけないようなシステムを構成することができる。また、端末局の１つのハードウェアにおいて通信する端末または基地局の MAC アドレスごとに通信モードを設定可能とすることにより、最小限のハードウェアでシステムを構成することができ、さらに基地局と端末局が通信中であっても、別の端末局間同士で通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無線システムの一実施例の構成を示す図。
【図２】本発明の通信モード設定メモリの一実施例のデータ構造を示す図。
【図３】従来の基地局と端末局間での無線アクセス回線を使った通信システムを簡単に説明するための図。
【図４】従来の基地局と端末局間での無線アクセス回線を使った通信システムを簡単に説明するための図。
【図５】従来の端末局の通信用ハードウェアおよびソフトウェアの構成を示す図。
【図６】本発明の端末局の通信用ハードウェアおよびソフトウェアの構成の一実施例を示す図。
【図７】本発明による端末局の構成を示す図。
【図８】本発明の一実施例のドライバ部の送信の際の詳細な処理手順を説明するためのフローチャート。
【図９】本発明の一実施例のドライバ部の受信の際の詳細な処理手順を説明するためのフローチャート。
【図１０】本発明によるインフラ／アドホック制御の一例を示す図。
【図１１】 IEEE 802.11 MAC フレームフォーマットの構成を示す図。
【図１２】 IEEE 802.11 Frame Control フィールドの構成を示す図。
【図１３】 To DS フィールドと From DS フィールドの詳細な構成を示す図。
【図１４】
【符号の説明】
1：基地局、 2a，2a′，2b：端末局、 21，22：無線アクセス回線、 23：無線回線、 31，32a，32b，32a-1，32a-2：アンテナ、 51：アプリケーションプログラム、52：ネットワークプロトコル、 53：OS、 54，54-1，54-2：ドライバ、 55，55-1，55-2：NIC 、 71：アプリケーションプログラム、72：ネットワークプロトコル、 73：OS、 74：ドライバ、 75：NIC 、 101：基地局、 102a，102b：端末局。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wireless communication system for transferring a packet including user information or control information between a plurality of wireless terminals.
[0002]
[Prior art]
A conventional technique will be described with reference to FIGS. FIG. 3 and FIG. 4 are diagrams for briefly explaining a communication system using a radio access line between a base station and a terminal station, respectively.
First, in FIG. 3, the base station 1 and the terminal station 2a communicate in the infrastructure mode using the radio access line 21 via the antenna 31 and the antenna 32a, respectively, or the base station 1 and the terminal station 2b respectively transmit the antennas. Communication is performed in infrastructure mode using the radio access line 22 via 31 and the antenna 32b. Here, the infrastructure mode indicates communication via the base station 1 (hereinafter referred to as infrastructure mode).
[0003]
For example, when the terminal station 2b wants to communicate with the base station 1, it makes a communication request to the base station 1 via the antenna 32b, confirms that the radio access line is free, and then uses the radio access line 22 to establish an infrastructure. Communicate in mode. In the example of FIG. 3, a radio access line with a different frequency is required for each terminal station communicating with the base station. However, as shown in FIG. 3, even if the terminal station 2a and the terminal station 2b are in the same indoor space, the two frequencies of the radio access lines 21 and 22 are not communicated in this way. Will be used in vain. That is, if the base station 1 communicates with another terminal station not shown in FIG. 3, another radio access line (frequency) is required, but the terminal station 2a and the terminal station 2b are already connected. Is using two frequencies, there is a possibility of one shortage.
[0004]
Also, in FIG. 4, base station 1 and terminal station 2a ′ communicate in infrastructure mode using radio access line 21 via antenna 31 and antenna 32a-1, respectively, and base station 1 and terminal station 2b communicate. In this case, the terminal station 2a ′ and the terminal station 2b perform communication between the terminal stations using the radio access line 23 via the antennas 32a-2 and 32b, respectively, in the same indoor space.
In the case of the example of FIG. 4, the terminal station 2a ′ includes hardware for communication with the base station 1, a driver for operating the hardware, and hardware for communication with the terminal station 2b and the hardware. It is necessary to prepare two types of hardware to be operated and a driver (software).
[0005]
The above example will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a diagram showing the configuration of communication hardware and software of a conventional terminal station. Conventional communication is composed of application program 51, network protocol 52, OS (Operating System) 53, software of driver 54, and hardware called Network Interface Card (hereinafter referred to as NIC) 55 operating by driver 54. The
When the terminal station 2a and the terminal station 2b perform inter-base station communication as in the example of FIG. 3, each of the terminal station 2a and the terminal station 2b has one driver 54 as shown in FIG. A configuration with one NIC 55 operating with 54 is sufficient.
However, as shown in the example of FIG. 4, in the terminal station 2a ′, when the inter-base station communication and the inter-terminal station communication are attempted, the terminal station 2a ′ has two drivers 54− as shown in FIG. Two NICs 55-1 and 55-2 are required to operate with 1 and 54-2 and drivers 54-1 and 54-2, respectively.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Even when multiple terminal stations are installed in the same indoors, such as when they are very close to each other and do not need to use the infrastructure, communication via the base station must be performed. It takes time to start and has the disadvantages of wasting infrastructure.
In addition, when one terminal station is normally communicating with a base station and simultaneously communicating between another terminal station and a terminal station, the terminal station is used for communication with the base station. The driver, the NIC, the driver for communication with the terminal station, and the NIC's two software and two hardware are necessary, and there is a disadvantage that the cost increases.
The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks, configure a system that does not place a burden on the infrastructure in communication between terminals in the same indoors, etc., and configure a system with a minimum amount of hardware It is to provide a wireless system that can do this.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The wireless system of the present invention includes a base station that transmits and receives a predetermined signal and a MAC address of the terminal station or base station that communicates in the terminal station of the wireless system that includes a plurality of terminal stations that transmit and receive signals from the base station. By providing a memory for setting the communication mode for each communication, it is possible to perform communication in the referred communication mode with reference to the memory corresponding to the MAC address for each communication partner.
[0008]
The memory of the wireless system of the present invention designates a broadcast address as a destination address when transmitting a signal from a terminal station to a base station and peripheral terminal stations, and for all terminals that receive radio waves from the terminal station as notification signals. This is a memory for transmitting a signal and registering a transmission source address of a reception signal for the transmitted notification signal.
[0009]
That is, the wireless system of the present invention includes a base station that transmits and receives signals, and a plurality of terminal stations that transmit and receive signals to and from the base station. A communication mode setting memory for setting a communication mode for each MAC address of the base station is provided, and communication is performed in a different communication mode for each communicating party.
[0010]
Furthermore, when transmitting a signal to the base station and a plurality of other terminal stations, the terminal station of the wireless system of the present invention designates all the terminal stations and the base station as destination addresses, and transmits all signals that the radio waves reach. A signal is transmitted to the terminal station and the base station, and the transmission source address of the response signal is registered in the communication mode setting memory based on the response signal to the transmitted signal.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of a wireless system of the present invention.
The base station 101 and the terminal station 102a communicate in the infrastructure mode using the radio access line 21 via the antenna 31 and the antenna 32a, respectively.
Further, the terminal station 102a and the terminal station 102b existing in the same indoor communicate with each other in the ad hoc mode using the radio line 23 via the antenna 32a and the antenna 32b, respectively. Here, the ad hoc mode indicates communication between terminal stations.
[0012]
FIG. 7 is a diagram showing an embodiment of the communication hardware and software configuration of the terminal station according to the present invention. 7 includes an application program 71, a network protocol 72, an OS (Operating System) 73, software of a driver 74, and a NIC 75 operated by the driver 74. The driver 74 is provided with a terminal station communication mode setting memory (not shown).
7 and 1, the driver 74 of the terminal station 102a refers to the received information (received signal) and the communication mode setting memory, and determines whether the communication request in the infrastructure mode or the communication request in the ad hoc mode.
[0013]
Details of the communication mode setting memory are shown in FIG. FIG. 2 is a diagram showing data contents of an embodiment of the communication mode setting memory of the terminal station according to the present invention. In FIG. 2, there are a To DS field column for storing the data content of the To DS field and a From DS field column for storing the data content of the From DS field for each MAC address unique to a plurality of terminal stations and base stations. is there. In addition, when the data corresponding to the To DS field and the From DS field are both “0”, an ad hoc mode, and when at least one is “1”, an infrastructure mode, a communication mode for each MAC address. Is registered (stored).
[0014]
Detailed descriptions of the To DS field and the From DS field are shown in FIGS. FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a signal configuration used for communication according to the present embodiment, and illustrates a general MAC frame format of IEEE 802.11. In FIG. 11, the number at the top indicates the length of each configuration field, and the unit is octets. Here, a detailed configuration of the Frame Control field is shown in FIG. The Duration / ID field indicates the frame type and the like. Further, Address 1 to 4 fields indicate a destination MAC address, a source MAC address, and the like, and a Sequence Control field indicates sequence control information.
[0015]
FIG. 12 is a diagram showing each configuration of the Frame Control field. In FIG. 12, the number at the top indicates the length of each configuration field, and the unit is bits. As shown in FIG. 12, the Frame Control field includes a Protocol Version field, a Type field and a Subtype field indicating information for identifying the frame format (Control, Data, Management), and “1” when transmitted to the base station. In other cases, the To DS field indicating “0”, “1” when receiving from the base station, and the From DS field indicating “0” otherwise, the More Fragments Field field, the Retry field, It consists of sub-fields called Power Management (Pwr Mgt) field, More Data field, WEP field, and Order field.
[0016]
FIG. 13 is a diagram showing a detailed configuration of data in the To DS field and From DS field in FIG. Here, DA is Destination Address, SA is Source Address, BSSID is Basic Service Set Identification, RA is Receiver Address, TA is Transmitter Address, N / A is Not Applicable.
FIG. 13 shows the contents of data in the To DS field and the From DS field, that is, the types of data written in Address 1 to Address 4 with respect to a combination (1 bit) of “0” or “1”.
[0017]
In the communication setting memory shown in FIG. 2, data stored in the MAC addresses 1 to 4,... Is a unique identification number predetermined for each terminal station and base station at the time of system construction.
In FIG. 2, when the To DS field column is “0” and the From DS field column is “0”, communication is performed in the ad hoc mode. If at least one of the To DS field column and the From DS field column is “1”, communication is performed in the infrastructure mode.
For example, the communication partner determined by MAC address 1 in FIG. 2 is infrastructure mode communication because the To DS field column is “1” and the From DS field column is “0”. Further, for example, the communication partner of the MAC address 2 is an ad hoc mode communication because the To DS field column is “0” and the From DS field column is “0”.
Furthermore, a unique identification number has not yet been registered for MAC address 3, MAC address 4,.
In FIG. 2, the number of MAC addresses is 1 to 4, and the addresses of other communication partners are omitted. However, although not shown, this communication setting memory has a data structure that can be set for all the partner stations of the constructed system.
[0018]
FIG. 8 and FIG. 9 are flowcharts for explaining detailed processing procedures when transmitting and receiving a driver according to an embodiment of the present invention. FIG. 8 shows the case of transmission, and FIG. 9 shows the case of reception.
First, the description when the terminal station 101 receives data will be described with reference to FIG.
In the data receiving step 901, data from the received signal is acquired via the NIC 75.
In the reference step 902, first, based on the data acquired from the NIC 75, it is determined whether or not the source MAC address is registered (stored) in the communication mode setting memory. If it is not registered in the communication mode setting memory, the process proceeds to DS field determination step 903.
If already registered, refer to the corresponding MAC address in the communication mode setting memory to check whether the communication request is in infrastructure mode or ad hoc mode. If there is, the process branches to the infrastructure mode communication processing step 907, and if it is a communication request in the ad hoc mode, the process branches to the ad hoc mode communication processing step 906.
[0019]
In the DS field determination step 903, it is determined whether or not the data in the To DS field and the From DS field in the Frame Control field of the received signal (received data) are both “0”.
When the From DS field is “1”, the received signal is known to be data from the base station (the source is the base station), so the combination of the From DS field and To DS field shown in FIG. 13 is referred to. The MAC address of the corresponding SA (Source Address) (for example, when the From DS field is “1” and the To DS field is “0”, the SA data is in Address 3 of FIG. 13). Added as an infrastructure mode to the communication mode setting memory in FIG. 2 (for example, “0” in the To DS field column of MAC address 3 in FIG. 2, “1” in the From DS field column, and “Infrastructure mode” in the communication mode column) Store the meaning data) and branch to infrastructure mode communication processing step 907.
If the From DS field and the To DS field are both “0”, it can be seen that the received signal is data from another terminal station, so the From DS field and the To DS field shown in FIG. When the combination is both “0”, the MAC address of SA (Address 2 data) is added to the communication mode setting memory as an ad hoc mode (for example, “0” in the To DS field column of MAC address 4 in FIG. “0” is stored in the From DS field column, and data indicating “ad hoc mode” is stored in the communication mode column), and the process branches to the ad hoc mode communication processing step 906.
In infrastructure mode communication processing step 907, infrastructure mode communication processing is performed, and information (data) is passed to the NIC 75 shown in FIG.
In ad-hoc mode communication processing step 906, ad-hoc communication processing is performed and information (data) is passed to the NIC 75 shown in FIG.
[0020]
Next, an example in which data is transmitted from the terminal station 101 will be described with reference to FIG.
In the data reception step 801, the driver 74 shown in FIG. 7 receives transmission data (transmission signal) from the OS 73.
In reference step 802, it is determined whether or not the MAC address of the transmission destination (destination) is registered (stored) in the communication mode setting memory based on the data acquired from the OS 73. If it is not registered in the communication mode setting memory, the process proceeds to DS field determination step 803.
If already registered, refer to the corresponding MAC address in the communication mode setting memory to check whether the communication request is in infrastructure mode or ad hoc mode. If there is, the process branches to the infrastructure mode communication processing step 807, and if it is a communication request in the ad hoc mode, the process branches to the ad hoc mode communication processing step 806.
[0021]
In a DS field determination step 803, it is determined whether or not the data in the To DS field field and the From DS field field of the Frame Control field of the transmission signal (transmission data) are both “0”.
When the data in the To DS field is “1”, the transmission signal can be understood as data to be sent to the base station (the destination is the base station), so refer to the combination of the From DS field and the To DS field shown in FIG. The DA (Destination Address) MAC address (for example, when the From DS field is “0” and the To DS field is “1”, the DA data is present at Address 1 in FIG. 13). Added to the communication mode setting memory of 2 as an infrastructure mode (for example, “1” in the To DS field column of MAC address 5 in FIG. 2, “0” in the From DS field column, and “Infrastructure mode” in the communication mode column) Branch to infrastructure mode communication processing step 807.
If both the From DS field and the To DS field are 0, it can be understood that the data to be transmitted is data to be sent to another terminal station, so the combination of the From DS field and the To DS field shown in FIG. When both are “0”, the DA (Address 2 data) MAC address is added to the communication mode setting memory as an ad hoc mode (for example, “0”, From DS in the To DS field of MAC address 6 in FIG. 2). ("0" is stored in the field column and data indicating "ad hoc mode" is stored in the communication mode column), and the process branches to the ad hoc mode communication processing step 806.
In infrastructure mode communication processing step 807, infrastructure mode communication processing is performed, and information (data) is passed to the OS 73 shown in FIG.
In ad-hoc mode communication processing step 806, ad-hoc communication processing is performed and information (data) is passed to the OS 73 shown in FIG.
FIG. 14 shows an example in which a new registration is made in the communication mode setting memory of FIG. 2 in accordance with the description of the embodiment of FIGS.
[0022]
The control of infrastructure / ad hoc communication according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating an example of infrastructure / ad hoc control according to the present invention.
In FIG. 10, the base station 101 periodically broadcasts (transmits) a predetermined signal such as a Beacon signal.
Next, the terminal station 102a transmits a Probe Request signal. In this example, since the transmission source is the terminal station 102a, the From DS field column in FIG. 14 is “0”. Therefore, a Probe Request signal is transmitted to all terminal stations and base stations (only the base station 101 and the terminal station 102b in FIG. 10) that are within the reach of radio waves from the terminal station 102a. In this example, it can be considered that the To DS field is “0” and “1”. If the To DS field is “0”, enter the broadcast address in Address 1 (DA). By doing so, it becomes possible to transmit a Probe Request signal to all the terminal stations within the reach of the radio wave of the terminal station 102a. Here, the broadcast address means a neglected information address.
When the To DS field is “1”, the broadcast address is input to Address 1 (BSSID) and Address 3 (DA). By doing so, it becomes possible to transmit Probe Request signals to all base stations within the range where the radio waves of the terminal station 102a can reach.
All the terminal stations (for example, the terminal station 102b) and the base stations (for example, the base station 101) that have received the Prob Request signal transmitted by the terminal station 102a individually return a prob Response signal. The terminal station 102a creates or updates the contents of the communication mode setting memory based on the received Prob Response signal.
[0023]
As another example, a case where the base station 101 transmits a Prob Request signal will be described. In this example, since the base station 101 is the transmission source, the From DS field column in FIG. 14 is “1”. Therefore, a Prob Request signal is transmitted from the base station 101 to all terminal stations and base stations within the reach of radio waves. In this example, the case where the To DS field is “0” and the case where it is “1” can be considered. When the To DS field is “0”, the broadcast address is input to Address 1 (DA) and Address 2 (BSSID). By doing so, it becomes possible to transmit the Prob Request signal to all the terminal stations within the reach of the radio wave of the base station 101.
When the To DS field is “1”, the broadcast address is input to Address 1 (RA) and Address 2 (DA). By doing so, it becomes possible to transmit the Prob Request signal to all the base stations within the reach of the radio wave of the base station 101.
All the terminal stations and base stations that have received the Prob Request signal transmitted by the terminal station 101 return a prob Response signal separately. The terminal station 101 creates or updates the contents of the communication mode setting memory based on the received Prob Response signal.
[0024]
After that, when communicating in the infrastructure mode, the terminal station 102a sets, for example, the base station 101 as the destination address of the destination in the DA (Destination Address) and authenticates with the base station 101 of the other party. After sending and receiving (Authentication) and attribution (Association) signals, data is sent and received.
For example, when communicating with the terminal station 102b in the ad hoc mode, the terminal station 102a sets the terminal station 102b as the destination address of the destination in the DA (Destination Address) and sets the destination terminal Data is sent / received after transmitting / receiving authentication and attribution signals to / from the station 102b.
[0025]
Furthermore, by setting the MAC address in the communication mode setting memory of the terminal station 102a, the terminal station 102a can operate as a relay station for relaying. For example, if the terminal station 102b wants to communicate with the base station 101 but is out of reach of radio waves directly, the terminal station 102a relays, the terminal station 102b and the terminal station 102a communicate in ad hoc mode, and the terminal station 102a And the base station 101 communicate in the infrastructure mode, and as a result, data can be transmitted and received between the terminal station 102b and the base station 101.
[0026]
In the above embodiment, for example, the case where the IEEE 802.11 protocol is applied has been described. However, other communication protocols capable of realizing the same function may be used.
[0027]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the communication between terminals in the same indoor etc., the system which does not put a burden on an infrastructure can be comprised by using ad hoc mode. In addition, by enabling communication modes to be set for each MAC address of a terminal or base station that communicates with one piece of hardware of the terminal station, a system can be configured with a minimum amount of hardware. Even when stations are communicating, communication can be performed between different terminal stations.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of a wireless system of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a data structure of an embodiment of a communication mode setting memory according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram for simply explaining a communication system using a radio access line between a conventional base station and a terminal station.
FIG. 4 is a diagram for briefly explaining a communication system using a radio access line between a conventional base station and a terminal station.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of communication hardware and software of a conventional terminal station.
FIG. 6 is a diagram showing an example of the configuration of communication hardware and software of a terminal station according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a terminal station according to the present invention.
FIG. 8 is a flowchart for explaining a detailed processing procedure at the time of transmission by the driver unit according to the embodiment of the present invention;
FIG. 9 is a flowchart for explaining a detailed processing procedure when receiving a driver unit according to the embodiment of the present invention;
FIG. 10 is a diagram showing an example of infrastructure / ad hoc control according to the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of an IEEE 802.11 MAC frame format.
FIG. 12 is a diagram showing a configuration of an IEEE 802.11 frame control field.
FIG. 13 is a diagram showing a detailed configuration of a To DS field and a From DS field.
FIG. 14
[Explanation of symbols]
1: Base station, 2a, 2a ', 2b: Terminal station, 21, 22: Wireless access line, 23: Wireless line, 31, 32a, 32b, 32a-1, 32a-2: Antenna, 51: Application program, 52 : Network protocol, 53: OS, 54, 54-1, 54-2: Driver, 55, 55-1, 55-2: NIC, 71: Application program, 72: Network protocol, 73: OS, 74: Driver, 75: NIC, 101: base station, 102a, 102b: terminal station.

Claims

In a wireless system including a base station that transmits and receives signals and a plurality of terminal stations that transmit and receive signals to and from the base station,
The plurality of terminal stations comprise a communication mode setting memory for setting a communication mode for each MAC address of the plurality of terminal stations or the base station with which to communicate,
When performing communication in infrastructure mode, the plurality of terminal stations set a base station as a destination address of the transmission destination in the DA and perform data transmission and reception of authentication and attribution with the counterpart base station. Send and receive
When communicating in the ad hoc mode with the plurality of terminal stations, the plurality of terminal stations set the terminal station as a destination address of the transmission destination in the DA and authenticate with the partner terminal station. And after sending and receiving attribution signals, sending and receiving data,
A wireless system that performs communication in a different communication mode for each communication partner.

When the terminal station of the wireless system according to claim 1 transmits a signal to the base station and the plurality of terminal stations,
Based on the acquired data, determine whether the source MAC address is registered in the communication mode setting memory,
If it is not registered in the communication mode setting memory, DS field judgment is performed,
If registered, refer to the corresponding MAC address in the communication mode setting memory to check whether the communication request is in infrastructure mode or ad hoc mode,
If it is a communication request in infrastructure mode, perform infrastructure mode communication processing,
A wireless system characterized by performing an ad hoc mode communication process in the case of a communication request in an ad hoc mode.

When the terminal station of the wireless system according to claim 1 transmits a signal to the base station and the plurality of terminal stations,
If the To DS field is 0 and you enter the broadcast address in the DA, you can send Probe Request signals to all terminal stations within the reach of the terminal station radio waves,
When the To DS field is 1, it is possible to enter a broadcast address in the BSSID and DA, and send a Probe Request signal to all base stations within the reach of the terminal station's radio waves. The Probe Request signal sent by the terminal station All the terminal stations and base stations that have received the response individually return response signals, and the terminal stations create or update the contents of the communication mode setting memory based on the received response signals. .