JP4679616B2 - 無線ｌａｎ中継装置、無線ｌａｎ中継方法およびコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、無線ローカルエリアネットワーク（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ）を利用した無線通信技術に関する。

ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠する無線ＬＡＮにおいては、ある無線ＬＡＮ中継装置から他の無線ＬＡＮ中継装置へのデータは、無線ＬＡＮ基地局を介して伝送されていた。このため、同じデータが無線区間を２回飛ぶことになり、効率が悪くなるという問題があった。また、ＩＥＥＥ８０２．１１のサブセット８０２．１１ｅ、８０２．１１ｚでは、端末間での直接通信について規格化が進んでいるものの、実用化には至っていない。このような背景から、データ中継の冗長を減らし、より効率の良いデータ通信を行いたいという要望があった。これに対して、特許文献１には、端末が基地局との無線通信に用いる第１の無線チャンネルとは異なる第２の無線チャンネルを用いて、基地局を介さない通信である端末間直接通信を他の端末と行う技術が開示されている。

特開２００７−２９５５４１号公報

しかし、この技術では、使用する無線チャンネルを分けることが必須であるという問題があった。

本発明は、無線ＬＡＮにおいて、使用する無線チャンネルを分けることを必須の要件とすることなく、効率のよいデータ通信を可能とする技術を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

[適用例１]
端末装置と無線ＬＡＮの基地局との間におけるデータ転送を中継可能な中継装置であって、
前記基地局と無線通信を行うとともに、前記無線ＬＡＮに属する他の中継装置とそれぞれ前記基地局を介さずに直接無線通信可能な無線通信部と、
前記基地局を経由しないで宛先装置にデータ転送を行う無線通信経路のスループットと、前記基地局を経由して前記宛先装置にデータ転送を行う無線通信経路のスループットを比較し、前記スループットが高い経路を選択する経路探索部と、
を備える、中継装置。
こうすれば、無線ＬＡＮ基地局を介さないデータ転送経路を選択することができるため、データ転送経路の選択肢を増やすことができる。また、複数のデータ転送経路について、データ転送のスループットが高い経路を選択することができるため、効率のよいデータ通信が可能となる。

[適用例２]
適用例１記載の中継装置であって、さらに、
前記中継装置についてのリンクレートレポートを前記他の中継装置に通知する通知部を備え、
前記リンクレートレポートは、
前記中継装置から前記他の中継装置へのデータ転送のスループットと、
前記中継装置から前記基地局へのデータ転送のスループットと、
前記端末装置のＭＡＣアドレスと、
を含む、中継装置。
こうすれば、データ転送経路を選択する際の指針となる、他の無線ＬＡＮ中継装置の情報を収集することができる。

[適用例３]
適用例２記載の中継装置であって、さらに、
前記他の中継装置から受信した前記リンクレートレポートの内容を格納するためのリンクレートテーブルと、
前記リンクレートテーブルを更新するためのテーブル更新部と、
を備え、
前記通知部は、前記他の中継装置に対して定期的に前記リンクレートレポートを通知し、
前記テーブル更新部は、前記リンクレートレポートを受信する度に前記リンクレートテーブルを更新する、中継装置。
こうすれば、データ転送経路を選択する際の指針となる、データ転送のスループットに関する情報の信頼性を向上させることができる。

[適用例４]
適用例３記載の中継装置であって、
前記テーブル更新部は、
前記他の中継装置から前記リンクレートレポートを受信しないまま一定期間が経過することをトリガとして、当該他の中継装置を介した無線通信経路が選択されない状態へと前記リンクレートテーブルを更新する、中継装置。
こうすれば、データ転送経路を選択する際の指針となる、データ転送のスループットに関する情報の信頼性を向上させることができる。

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、無線ＬＡＮの中継装置および方法、それらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の形態で実現することができる。

次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．実施例１：
Ｂ．実施例２：
Ｃ．実施例３：
Ｄ．変形例：

Ａ．実施例１：
図１は、本発明の一実施例としての無線ＬＡＮ中継装置が用いられたネットワークの概略構成を示す説明図である。このネットワーク１０００は、無線ＬＡＮの基地局１０と、端末装置１１と、４台の無線ＬＡＮ中継装置２０〜５０（以下、無線ＬＡＮ中継装置を単に「中継装置」とも呼ぶ。）とを備えている。基地局１０と、中継装置２０〜５０と、端末装置１１とは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠した無線ＬＡＮ通信機器である。

基地局１０は、無線ＬＡＮアクセスポイントとも呼ばれる無線ＬＡＮ基地局である。基地局１０は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠した無線ＬＡＮを構築する。本実施例では、基地局１０によって構築される無線ＬＡＮには、端末装置１１および中継装置２０〜５０が接続されている。基地局１０によって構築される無線ＬＡＮに属する中継装置２０〜５０と端末装置１１は、ＢＳＳ（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ）と呼ばれる１つのグループを構成する。基地局１０は、外部ネットワークであるインターネット８０に無線ＬＡＮを接続するルーティング機能を備える。このルーティング機能により、例えば、中継装置２０に接続された端末装置２１と、ウェブノード９０（例えば、パーソナルコンピュータや、ウェブサーバ、メールサーバ）との間のデータ通信が可能となる。なお、基地局１０のルーティング機能は、インターネット８０との接続に限るものではなく、他の広域ネットワーク（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＬＡＮとの接続であってもよい。端末装置１１は、基地局１０に対して無線ＬＡＮで接続されるクライアント端末（例えば、パーソナルコンピュータ）である。

中継装置２０は、無線ＬＡＮイーサネットコンバータ（イーサネットは登録商標）とも呼ばれる無線ＬＡＮ中継装置である。中継装置２０は有線ＬＡＮのインタフェースを備えている。この有線ＬＡＮインタフェースに端末装置を接続する。これにより、有線ＬＡＮインタフェースのみを有する端末装置であっても、無線ＬＡＮを使用することが可能となる。本実施例の中継装置２０には、スイッチングハブが搭載されており、複数台の端末装置（端末装置２１、２２）を接続することが可能である。端末装置２１、２２は、中継装置２０に対して、有線ＬＡＮで接続されるクライアント端末（例えば、デジタル家電やネットワーク対応家庭用ゲーム機）である。

図２は、中継装置の概略構成を示す説明図である。中継装置２０は、主制御部２００と、ユーザインタフェース２３０と、有線ＬＡＮインタフェース２４０と、無線ＬＡＮインタフェース２５０とを備えている。

主制御部２００は、ＣＰＵ２１０と、メモリ２２０とを備え、中継装置２０の各部を制御する。本実施例では、主制御部２００のＣＰＵ２１０は、ソフトウェアに基づいて、データ転送部２１２、通知部２１４、テーブル更新部２１６および経路探索部２１８として機能する。データ転送部２１２は、無線ＬＡＮインタフェース２５０とともに、基地局１０や他の中継装置と通信を行う無線通信部として機能する。通知部２１４は、グループレポートＧＲおよびリンクレートレポートＬＲを他の中継装置に通知する。テーブル更新部２１６は、他の中継装置から通知されるグループレポートＧＲおよびリンクレートレポートＬＲに基づいて、メモリ中のグループテーブル２２２と、リンクレートテーブル２２４とを更新する。経路探索部２１８は、リンクレートテーブル２２４に基づいて、データ転送経路を選択する。グループテーブル２２２は、同じＢＳＳ内にある他の中継装置のノードを格納するためのテーブルである。リンクレートテーブル２２４は、同じＢＳＳ内にある他の中継装置、および、それらが属する基地局へのデータ転送速度（以降、「リンクレート」または「スループット」とも呼ぶ。）を格納するためのテーブルである。なお、これら各部およびテーブルについての詳細は後述する。

ユーザインタフェース２３０は、中継装置２０の各種設定を、ユーザが直接的に実施するための入力ボタンや表示ランプを含む。有線ＬＡＮインタフェース２４０は、ＩＥＥＥ８０２．３に準拠した有線ＬＡＮとデータ通信を行うためのインタフェースである。この有線ＬＡＮインタフェース２４０を介して、端末装置２１、２２（図１）が接続される。無線ＬＡＮインタフェース２５０は、ＩＥＥＥ８０２．１１に準拠した無線ＬＡＮとデータ通信を行うためのインタフェースである。中継装置２０は、この無線ＬＡＮインタフェース２５０を介して、基地局１０と無線ＬＡＮによる通信を行う。なお、本実施例における無線ＬＡＮインタフェース２５０の規格は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇのいずれであってもよく、また、ＩＥＥＥ８０２．１１以外の規格であってもよい。

図３は、中継装置の通信方式を示す説明図である。図３では、基地局１０のＭＡＣアドレスをＡＰ１０とし、中継装置２０のＭＡＣアドレスをＥＣ２０、中継装置３０のＭＡＣアドレスをＥＣ３０としている。中継装置２０が基地局１０と通信を行う場合は、インフラストラクチャ・モード（以下、「インフラモード」とも呼ぶ。）で用いられる通信方式（以下、「インフラモード通信」とも呼ぶ。）を用いる。具体的には、中継装置２０は、インフラモードに準拠した認証を経て、基地局１０と論理的な接続関係（アソシエーション）を確立する。接続関係を確立後、中継装置２０は、基地局１０を介して中継装置３０やインターネット８０上のウェブノード９０へデータ通信を行うことが可能となる。一方、中継装置間で基地局を介さずに通信を行う場合は、ＷＤＳ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）モードで用いられる通信方式（以下、「ＷＤＳモード通信」とも呼ぶ。）を用いる。具体的には、中継装置２０は、ＷＤＳモードに準拠したデータフレームを用いて他の中継装置３０へパケットを送信する。中継装置２０からのパケットを受け取った中継装置３０は、ＭＡＣアドレスによる認証を行う。中継装置２０のＭＡＣアドレス（ＥＣ２０）が、中継装置３０により許可されたＭＡＣアドレスであれば、中継装置３０は当該パケットを中継する。このＭＡＣアドレスによる認証は、ＭＡＣフレーム中の「転送元基地局のＭＡＣアドレス」フィールドに格納される中継装置２０のＭＡＣアドレス情報をもとに行う。なお、本実施例では、ＷＤＳモード通信の場合はインフラモード通信時とは異なり、アソシエーションの確立は行わなくてもよい。

図４は、中継装置２０が他の中継装置に送信するグループレポートＧＲの一例を示す説明図である。グループレポートＧＲは、自機のＭＡＣアドレスＧＲＭと、接続中の基地局１０のＢＳＳＩＤ（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）と、セキュリティ能力ＧＲＳとを含んでいる。自機のＭＡＣアドレスＧＲＭには、グループレポートＧＲの送信元である中継装置２０のＭＡＣアドレスＥＣ２０が格納されている。ＢＳＳＩＤには、基地局１０のＭＡＣアドレスＡＰ１０が格納されている。セキュリティ能力ＧＲＳには、グループレポートＧＲの送信元である中継装置２０のセキュリティ能力を示す記号が格納されている。セキュリティ能力ＧＲＳは、例えば、ＷＥＰ、ＴＫＩＰ、ＡＥＳ等の暗号タイプを示すものである。なお、グループレポートＧＲの項目は、あくまで一例であり、他の項目を追加してもよい。他の項目としては、例えば、中継装置間でのマスター／スレーブを示すための情報や、各種レポート（グループレポートＧＲ、リンクレートレポートＬＲ）を通知する際の時間間隔ΔＴ１などがある。

図５は、中継装置２０が、他の中継装置にグループレポートＧＲを通知する様子を示す説明図である。このグループレポートＧＲは、中継装置２０内の通知部２１４によってブロードキャストされる。具体的には、中継装置２０内の通知部２１４は、自機のグループレポートＧＲを基地局１０へ送信する。中継装置２０からのグループレポートＧＲを受信した基地局１０は、送信元中継装置を除く全ての中継装置３０、４０、５０に対して、中継装置２０からのグループレポートＧＲを転送する。このブロードキャスト時に使用されるプロトコルには、例えば、ＵＤＰを用いることができる。また、ブロードキャストではなく、マルチキャストを用いることも可能である。グループレポートＧＲは、中継装置２０が基地局１０に接続したタイミングで送信することが好ましいが、任意のタイミングで送信することも可能である。このグループレポートＧＲにより、基地局１０に接続している他の中継装置に対して、自機のＭＡＣアドレスなどを通知することができる。なお、ブロードキャスト時には、ループ抑制の観点から、中継装置間でのデータ転送は行わないようにすることが好ましい。

図６は、図５において、基地局１０、中継装置２０、３０の各間でやり取りされるデータフレームを模式的に示す説明図である。図６では、説明の簡略化のため、図５のうちの中継装置４０、５０については記載を省略している。図６には、各データフレームにおける「Ｔｏ ＤＳ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）フィールド」、「Ｆｒｏｍ ＤＳフィールド」、「アドレスフィールド」が示されている。Ｔｏ ＤＳフィールドは、データフレームにおいて、「１」の場合に受信局が基地局であることを示し、「０」の場合に受信局が端末局（本実施例においては中継装置）であることを示す。Ｆｒｏｍ ＤＳフィールドは、データフレームにおいて、「１」の場合に送信局が基地局であることを示し、「０」の場合に送信局が端末局（本実施例においては中継装置）であることを示す。

中継装置２０からグループレポートＧＲがブロードキャストされた場合、中継装置２０から基地局１０に送信されるインフラモードのデータフレームでは、Ｔｏ ＤＳフィールドに「１」、Ｆｒｏｍ ＤＳフィールドに「０」が格納される。このデータフレームのアドレスフィールドには、アドレス１に受信局である基地局１０のＭＡＣアドレス「ＡＰ１０」が格納される。同様に、アドレス２に送信局である中継装置２０のＭＡＣアドレス「ＥＣ２０」が、アドレス３に宛先を示すブロードキャストアドレス「０ｘＦＦＦＦＦＦＦＦ」が格納される。

中継装置２０からグループレポートＧＲを受け取った基地局１０は、自機に接続している中継装置２０以外の中継装置３０〜５０に対して中継装置２０のグループレポートＧＲを送信する。例えばこのとき、基地局１０から中継装置３０に送信されるインフラモードのデータフレームでは、Ｔｏ ＤＳフィールドに「０」、Ｆｒｏｍ ＤＳフィールドに「１」が格納される。このデータフレームのアドレスフィールドには、アドレス１にブロードキャストアドレス「０ｘＦＦＦＦＦＦＦＦ」が格納される。同様に、アドレス２に送信局である基地局１０のＭＡＣアドレス「ＡＰ１０」が、アドレス３に送信元である中継装置２０のＭＡＣアドレス「ＥＣ２０」が格納される。なお、本実施例においては、グループレポートＧＲを送信する特定の中継装置が、「送信元」となる。一方、「送信局」は、データフレームを送信（または中継）する基地局および中継装置である。

図７は、中継装置２０からのグループレポートＧＲを受信した後の中継装置３０内のグループテーブル２２２の一例を示す説明図である。グループテーブル２２２は、登録番号ＧＴＮと、ＭＡＣアドレスＧＴＭと、セキュリティ情報ＧＴＳとを含んでいる。登録番号ＧＴＮには、グループテーブル２２２内で一意に識別可能な番号が格納される。ＭＡＣアドレスＧＴＭには、自機が接続している基地局に接続する、他の中継装置のＭＡＣアドレスが格納される。セキュリティ情報ＧＴＳには、当該他の中継装置のセキュリティ能力を示す記号が格納されている。テーブル更新部２１６は、他の中継装置からグループレポートＧＲを受信したことをトリガとして、グループテーブル２２２を更新する。この更新は、グループレポートＧＲを受信する都度行うことが好ましい。

このようにして、中継装置間でグループレポートＧＲを交換し、その情報をテーブルに保持することによって、全ての中継装置が、同一の無線ＬＡＮに属する他の中継装置の情報（例えば、ＭＡＣアドレス）を把握することができる。この結果、中継装置同士が、基地局を介さずに通信を行うことが可能となる。

図８は、中継装置２０が他の中継装置に送信するリンクレートレポートＬＲの一例を示す説明図である。リンクレートレポートＬＲは、自機のＭＡＣアドレスＬＲＭと、接続している基地局へのリンクレートＬＲＡと、他の中継装置へのリンクレートＬＲＲと、自機に接続している端末装置のＭＡＣアドレスリストＬＲＳとを含んでいる。接続している基地局へのリンクレートＬＲＡには、リンクレートレポートＬＲの送信元である中継装置２０から、自機が接続している基地局へのリンクレートが格納されている。図８の例では、中継装置２０から基地局１０へのリンクレートＬＲＡは、１１Ｍｂｐｓである。

本実施例におけるリンクレートは、例えば次のように計算する。端末Ａから端末Ｂまでのリンクレートを計算する場合、端末Ａは、端末Ｂに対してＮＵＬＬフレームを送信する。端末Ｂがフレームを正常に受信した場合、端末Ｂから端末Ａに対して、ＡＣＫ（応答信号）フレームが返される。端末Ａは、ＮＵＬＬフレームを送信してから、ＡＣＫフレームが返ってきた時の、ＮＵＬＬフレームの送信リンクレートを採用する。リンクレートレポートＬＲの信頼性を向上させるためには、このリンクレートの計算は、任意の間隔を設けて定期的に行うことが好ましい。

図８の例では、中継装置２０から中継装置３０へのリンクレートＬＲＲは、２４Ｍｂｐｓである。また、中継装置２０から中継装置４０へのリンクレートＬＲＲは、１Ｍｂｐｓである。中継装置２０から中継装置５０へのリンクレートＬＲＲは、０である。この「０」は、中継装置間のリンクレートを計算できなかった場合（例えば、ＡＣＫフレームが返ってこなかった場合）に格納される値である。なお、リンクレートを計算できなかった場合に格納される値は「０」以外の任意の値を採用することができる。なお、リンクレートレポートＬＲの項目は、あくまで一例であり、他の項目を追加してもよい。他の項目としては、例えば、セキュリティ能力を示す記号や、中継装置間でのマスター／スレーブを示すためのプライオリティ情報などがある。また、グループレポートＧＲと、リンクレートレポートＬＲとを統合して、１つのレポートにまとめることも可能である。なお、マスタ／スレーブを決定する方法は、任意のものを採用することができる。例えば、各中継装置が有するＭＡＣアドレスの最も若いものをマスタとし、残りをスレーブとすることができる。他の例としては、ユーザがプライオリティ情報を入力する構成とすることもできる。

リンクレートレポートＬＲは、中継装置２０内の通知部２１４によってブロードキャストされる。この送信方法は、図５、６で説明した通りである。リンクレートレポートＬＲは、任意のタイミングで送信することができる。しかし、リンクレートテーブル２２４に基づく経路探索処理の信頼性を向上させるためには、定期的に送信することが好ましい。リンクレートレポートＬＲを送信する間隔は、中継装置間で統一するとより好ましい。例えば、マスタとなる中継装置が送信するグループレポートＧＲの中に、リンクレートレポートＬＲの送信時間間隔ΔＴ１を含めるようにすることができる。そして、スレーブの中継装置は、この時間間隔ΔＴ１ごとにリンクレートレポートＬＲを送信する。マスタ／スレーブは、グループレポートＧＲの中のプライオリティ情報に基づいて定めることができる。

図９は、中継装置２０内のリンクレートテーブル２２４の一例を示す説明図である。リンクレートテーブル２２４は、接続先ＬＴＣと、接続先へのリンクレートＬＴＲと、基地局へのリンクレートＬＴＡと、ＭＡＣアドレスリストＬＴＳとを含んでいる。接続先ＬＴＣには、自機（中継装置２０）から直接無線通信可能なノードを識別するための情報が格納されている。図９では、識別情報として、ＭＡＣアドレスを用いた例を示している。ただし、この情報は、ノードの特定が可能な限りにおいて、任意のものを使用することができる。接続先へのリンクレートＬＴＲには、接続先ＬＴＣごとに、自機（中継装置２０）から接続先ＬＴＣに直接通信した場合のリンクレートが格納されている。例えば、図９のフィールドＥ１は、中継装置２０から中継装置３０へのリンクレートが２４Ｍｂｐｓであることを示している。基地局へのリンクレートＬＴＡには、接続先ＬＴＣごとに、各接続先ＬＴＣから基地局へのリンクレートが格納されている。例えば、図９のフィールドＥ２は、中継装置３０から基地局１０へのリンクレートが５Ｍｂｐｓであることを示している。ＭＡＣアドレスリストＬＴＳには、各接続先ＬＴＣに接続されている端末装置のＭＡＣアドレスが格納されている。例えば、図９のフィールドＥ３は、中継装置３０には、ＭＡＣアドレス「ＳＴＡ３１」、「ＳＴＡ３２」、「ＳＴＡ３３」を有する３台の端末装置が接続されていることを示している。なお、図９において「Ｎ／Ａ」は、該当する情報が無いことを示している。

テーブル更新部２１６は、他の中継装置からリンクレートレポートＬＲを受信したことをトリガとして、リンクレートテーブル２２４を更新する。この更新は、リンクレートレポートＬＲを受信する都度行うことが好ましい。また、テーブル更新部２１６は、特定の中継装置から、一定の期間リンクレートレポートＬＲを受信しなかった場合、当該中継装置を介した経路が選択されない状態へとリンクレートテーブル２２４を更新する。具体例として、中継装置２０が中継装置５０からのリンクレートレポートＬＲを一定の期間ΔＴ２受信しなかった場合を想定する。このとき、テーブル更新部２１６は、リンクレートテーブル２２４から、中継装置５０のデータ（すなわち、接続先ＬＴＣフィールドがＥＣ５０であるデータ）を抽出し、このデータを削除する。なお、経路が選択されない状態にするためには、データを削除するほか、特定の無効値（例えば、「０」など）を入力するようにしてもよい。また、上記期間ΔＴ２の値は、任意の値とすることができる。例えば、ΔＴ２の値を、ΔＴ１／２とすることができる。このΔＴ１は、各種レポート（グループレポートＧＲ、リンクレートレポートＬＲ）を通知する際の時間間隔である。

図１０は、経路探索部２１８の処理手順を示すフローチャートである。例えば、中継装置２０に接続されている端末装置２１から、中継装置３０に接続されている端末装置３１へデータを送信する場合、中継装置２０は少なくとも次の２通りの中継経路を選択することができる。
経路ＲＴ１：基地局１０および他の中継装置を介さずに、直接中継装置３０へ中継する経路
経路ＲＴ２：基地局１０を介して中継装置３０へ中継する経路
経路探索部２１８は、上記のような場合に、経路ＲＴ１、ＲＴ２のうちから、データ転送のスループットが高い経路を探索する。

図１０のステップＳ１０において、経路探索部２１８は、リンクレートテーブル２２４（図９）のＭＡＣアドレスリストＬＴＳフィールドから、宛先となるノードのＭＡＣアドレス（以降、「宛先アドレス」とも呼ぶ。）を検索する。宛先アドレスがない場合、経路探索部２１８は、基地局１０へパケットを送信するように、データ転送部２１２に指示する（ステップＳ２４）。宛先アドレスがある場合、ステップＳ１４において、基地局１０を介さずに直接中継装置３０へ中継する場合（経路ＲＴ１）のリンクレートを計算する。次に、ステップＳ１６において、基地局１０を介して中継装置３０へ中継する場合（経路ＲＴ２）のリンクレートを計算する。経路探索部２１８は、ステップＳ１８において、それらリンクレートを比較する。基地局１０を介して中継装置３０へ中継する場合（経路ＲＴ２）の方が早い場合は、経路探索部２１８は、基地局１０を経由してパケットを送信するように、データ転送部２１２に指示する（ステップＳ２２）。その他の場合は、経路探索部２１８は、基地局１０を経由せず、中継装置３０へパケットを送信するように、データ転送部２１２に指示する（ステップＳ２０）。なお、ネットワーク１０００内でのパケットのループを抑制するために、無線通信経路中の１台目の中継装置（送信元中継装置）のみが経路探索処理を行うことが好ましい。このために、１台目の中継装置が算出した経路情報を、フレーム中に格納することができる。格納場所は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１フレームのＩＥ（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｅｌｅｍｅｎｔ）とすることができる。そして、無線通信経路中の２台目以降の装置（例えば、基地局１０）は、このヘッダ情報を参照し、フレームの中継を行うことによって、ループを抑制することができる。

図１１は、第１実施例における経路設定の方法を示す説明図である。各経路のリンクレートについては、次のように求める。なお、この計算は、計算を簡単にするために次の条件に従う。
条件：それぞれの装置内の通信遅延を無視し、ＵＰ／ＤＯＷＮ時のリンクレートは同一とする。また、オーバーヘッドは考慮しない。
・経路ＲＴ１のリンクレート：ＬＴＲ３０ａ ＝ ２４Ｍｂｐｓ
ＬＴＲ３０ａは、リンクレートテーブル２２４の中継装置３０へのリンクレートＬＴＲフィールドの値である。
・経路ＲＴ２のリンクレート：１／[（１／ＬＴＲ１０ｂ）＋（１／ＬＴＡ３０ｂ）] ＝ １／（１／１１＋１／５） ＝ ３．４Ｍｂｐｓ
ＬＴＲ１０ｂは、中継装置２０、基地局１０間のリンクレートである。また、ＬＴＡ３０ｂは、基地局１０、中継装置３０間のリンクレートである。

この結果から、中継装置２０に接続されている端末装置２１から、中継装置３０に接続されている端末装置３１へデータを送信する場合、基地局１０を介さずに直接中継装置３０へ中継する経路ＲＴ１を選択する方が高いスループットを得ることができるとわかる。このように、経路ＲＴ１のような無線ＬＡＮ基地局を介さないデータ転送経路を選択することができるため、データ転送経路の選択肢を増やすことができる。また、複数のデータ転送経路について、データ転送のスループットが高い経路を選択することができるため、データ転送に必要な時間を短縮することができる。この結果、効率のよいデータ通信を可能とすることができる。

Ｂ．実施例２：
図１２は、第２実施例における経路設定の方法を示す説明図である。図１１で示した第１実施例との違いは、経路探索の際に、基地局を介する経路だけでなく、中継装置を介する経路についても考慮する点だけであり、他の構成や動作は第１実施例と同じである。中継装置２０に接続されている端末装置２１から、中継装置５０に接続されている端末装置５１へデータを送信する場合を例に挙げて説明する。このような場合、中継装置２０は少なくとも次の４通りの中継経路を選択することができる。
経路ＲＴ１：中継装置４０を介して中継装置５０へ中継する経路
経路ＲＴ２：基地局１０および他の中継装置を介さずに、直接中継装置５０へ中継する経路
経路ＲＴ３：基地局１０を介して中継装置５０へ中継する経路
経路ＲＴ４：中継装置３０を介して中継装置５０へ中継する経路
第２実施例における経路探索部２１８は、上記のような場合に、経路ＲＴ１〜４のうちから、データ転送のスループットが最も高い経路を探索する。

各経路のリンクレートは以下の通りである。
・経路ＲＴ１のリンクレート：１／（１／１＋１／２０） ＝ １Ｍｂｐｓ
・経路ＲＴ２のリンクレート：１０Ｍｂｐｓ
・経路ＲＴ３のリンクレート：１／（１／１１＋１／２４） ＝ ７．５Ｍｂｐｓ
・経路ＲＴ４のリンクレート：１／（１／２４＋１／３０） ＝ １３．３Ｍｂｐｓ

なお、上記経路の計算のために、リンクレートテーブル２２４（図９）内に、他の中継装置間のリンクレートを格納するためのフィールドを設けることが好ましい。また、一度選択した経路を記憶しておくためのリストを設けてもよい。こうすれば、再度同じ中継装置間での通信が行われる場合は、上記経路探索を行わずに当該リストから経路を選択することもできる。これによって、中継装置の台数に伴って増加する計算量を減らすことができる。

この結果から、中継装置２０に接続されている端末装置２１から、中継装置５０に接続されている端末装置５１へデータを送信する場合、中継装置３０を中継する経路ＲＴ４を選択すれば、より高いスループットが得られることがわかる。このように、第２実施例においては、基地局を介してデータを中継する場合に加えて、他の中継装置を介してデータを中継する場合についてもスループットを計算する。従って、より効率のよい中継経路を選択することができる。また、とある経路間にネットワーク障害が起こっている場合であっても、当該区間を除外して適切な経路を探索することが可能である。

Ｃ．実施例３：
図１３は、第３実施例における無線ＬＡＮ中継装置が用いられたネットワークの概略構成を示す説明図である。第３実施例におけるネットワーク１０００ａは、ネットワーク１１００と、サブネットワーク１２００とを含んだネットワークである。ネットワーク１１００は、基地局１０と、中継装置２０〜６０と、端末装置とで構成される。ネットワーク１１００は、中継装置６０を備えている点を除いては、第１実施例のネットワーク１０００（図１）と同じである。この中継装置６０は、リピータと呼ばれ、有線で接続する端末装置と、無線で接続する端末装置とを接続することができる。無線で接続する端末装置（例えば、端末装置６１）については、接続方法が異なる（有線／無線）のみであって、第１実施例の端末装置と同様に扱うことが可能である。中継装置６０には、他の中継装置を接続することができる。この中継装置に接続されている中継装置を「子中継装置」とも呼ぶ。

サブネットワーク１２００は、中継装置６０と、子中継装置１２０〜１６０と、端末装置とで構成される。サブネットワーク１２００では、中継装置６０は、基地局１１０として機能する。子中継装置１２０〜１６０は、基地局１１０によって構築される無線ＬＡＮに属する。基地局１１０と子中継装置との間の通信は、インフラモード通信を用いる。子中継装置間での通信はＷＤＳモード通信を用いる。また、子中継装置には、端末装置を接続することも可能である。なお、図１３の各装置内に記載されている符号（ＡＰ１０、ＥＣ２０等）は、各装置のＭＡＣアドレスである。

図１４は、第３実施例における中継装置２０内のリンクレートテーブル２２４の一例を示す説明図である。この図は、第１実施例の図９に対応する図である。図９で示した第１実施例との違いは、中継装置６０の情報が追加されている点だけであり、他の構成や動作は第１実施例と同じである。図１４のフィールドＥ１０１は、中継装置２０から中継装置６０へのリンクレートが８Ｍｂｐｓであることを示している。図１４のフィールドＥ１０２は、中継装置６０から基地局１０へのリンクレートが３２Ｍｂｐｓであることを示している。図１４のフィールドＥ１０３は、中継装置６０には、ＭＡＣアドレス「ＳＴＡ６１」、「ＥＣ１２０」・・・等の各装置が接続されていることを示している。

この図から分かるように、中継装置２０から見た場合、中継装置６０が構成するサブネットワーク１２００上の装置は、その種類の別を問わず、中継装置６０の端末装置として認識される。これは、ネットワーク１１００上の他の基地局や中継装置から見た場合であっても同様である。したがって、中継装置２０に接続されている端末装置２１から、中継装置１２０に接続されている端末装置１２１へとデータを中継する場合は、中継装置６０を経由することとなる。すなわち、ネットワーク１１００上の装置から、サブネットワーク１２００上の装置へのデータ通信は、中継装置６０を経由して行われる。サブネットワーク１２００上の装置からネットワーク１１００上の装置へのデータ通信の場合も同様である。なお、このリピータは任意の位置に配置することができ、サブネットワーク１２００上にさらにリピータを配置し、サブネットワーク１２００のサブネットワークを構成することも可能である。

このような構成としても、第１実施例と同様に、効率のよいデータ通信を可能とすることができる。また、第３実施例においては、サブネットワークを用いた柔軟なネットワーク管理、運用が可能となる。例えば、サブネットワークを用いて特定の装置間でグループを形成し、そのグループを階層的に管理するといったことができる。

Ｄ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

Ｄ１．変形例１：
上記実施例では、リンクレートレポートＬＲを中継装置間で送信するものとしたが、このリンクレートレポートＬＲは省略することも可能である。具体的には、例えば、データを送信する中継装置が、複数の経路についてのリンクレートをその都度計算し、経路を選択する構成とすることができる。リンクレートは、例えば、計算したい経路の経路情報をフレームのヘッダに格納したＮＵＬＬフレームを送信し、ＡＣＫフレームが返ってきた時の、ＮＵＬＬフレームの送信リンクレートを採用することができる。なお、一度計算した経路についてのリンクレートを格納できるテーブルを別途設けてもよい。他の例としては、端末装置からリンクレートテーブルを手動で入力するようにしてもよい。

Ｄ２．変形例２：
上記実施例では、グループレポートＧＲおよびリンクレートレポートＬＲを受信する度に、それらを格納するテーブルを更新するものとしたが、この更新は省略することも可能である。

Ｄ３．変形例３：
上記実施例では、計算を簡単にするために、ＵＰ／ＤＯＷＮ時のリンクレートは同じであるものとして記載したが、ＵＰ／ＤＯＷＮ時のリンクレートを分け、より信頼性の高い経路探索を行うこともできる。その場合は、リンクレートレポートと、リンクレートテーブルとにＵＰ時のリンクレートと、ＤＯＷＮ時のリンクレートを格納する。

Ｄ４．変形例４：
上記実施例では、中継装置と基地局間のデータ通信と、中継装置間のデータ通信とで同じ無線チャンネルを用いるものとしたが、使用する無線チャンネルは任意に設定することができる。例えば、中継装置と基地局間のデータ通信と、中継装置間のデータ通信とで異なるチャンネルを使用することができる。これにより、互いの無線ＬＡＮネットワークに影響を与えることなく、さらに効率のよい通信を行なうことが可能となる。

Ｄ５．変形例５：
上記第２実施例では、ある中継装置から他の中継装置にデータを中継する場合、その中間に１つ以下の装置を介する経路のみを許容するものとしたが、複数の装置を介する経路を許容するものとしてもよい。例えば、図１２を例に挙げて説明すると、次のような経路も選択肢として考慮することができる。
経路ＲＴ５：中継装置２０−中継装置４０−中継装置３０−中継装置５０（複数の中継装置を介する場合）
経路ＲＴ６：中継装置２０−中継装置４０−基地局１０−中継装置５０（基地局と中継装置を介する場合）

本発明の一実施例としての無線ＬＡＮ中継装置が用いられたネットワークの概略構成を示す説明図である。 中継装置の概略構成を示す説明図である。 中継装置の通信方式を示す説明図である。 中継装置２０が他の中継装置に送信するグループレポートＧＲの一例を示す説明図である。 中継装置２０が他の中継装置にグループレポートＧＲを通知する様子を示す説明図である。 図５において基地局１０、中継装置２０、３０の各間でやり取りされるデータフレームを模式的に示す説明図である。 中継装置２０からのグループレポートＧＲを受信した後の中継装置３０内のグループテーブル２２２の一例を示す説明図である。 中継装置２０が他の中継装置に送信するリンクレートレポートＬＲの一例を示す説明図である。 中継装置２０内のリンクレートテーブル２２４の一例を示す説明図である。 経路探索部２１８の処理手順を示すフローチャートである。 第１実施例における経路設定の方法を示す説明図である。 第２実施例における経路設定の方法を示す説明図である。 第３実施例における無線ＬＡＮ中継装置が用いられたネットワークの概略構成を示す説明図である。 第３実施例における中継装置２０内のリンクレートテーブル２２４の一例を示す説明図である。

符号の説明

１０…基地局
１１…端末装置
２０…中継装置
２１…端末装置
３０…中継装置
３１…端末装置
４０…中継装置
５０…中継装置
５１…端末装置
６０…中継装置
６１…端末装置
８０…インターネット
９０…ウェブノード
１１０…基地局
１２０…中継装置
１２１…端末装置
２００…主制御部
２１０…ＣＰＵ
２１２…データ転送部
２１４…通知部
２１６…テーブル更新部
２１８…経路探索部
２２０…メモリ
２２２…グループテーブル
２２４…リンクレートテーブル
２３０…ユーザインタフェース
１０００、１０００ａ…ネットワーク
１１００…ネットワーク
１２００…サブネットワーク

Claims (5)

1. 端末装置と無線ＬＡＮの基地局との間におけるデータ転送を中継可能な中継装置であって、
   前記基地局と無線通信を行うとともに、前記無線ＬＡＮに属する他の中継装置とそれぞれ前記基地局を介さずに直接無線通信可能な無線通信部と、
   前記基地局を経由しないで宛先装置にデータ転送を行う無線通信経路のスループットと、前記基地局を経由して前記宛先装置にデータ転送を行う無線通信経路のスループットを比較し、前記スループットが高い経路を選択する経路探索部と、
   前記他の中継装置から受信したリンクレートレポートを送信すべき送信時間間隔ごとに、前記中継装置についてのリンクレートレポートを前記他の中継装置に通知する通知部と、
   を備え、
   前記リンクレートレポートは、
   前記中継装置が計測した前記中継装置から前記他の中継装置へのデータ転送のスループットと、
   前記中継装置が計測した前記中継装置から前記基地局へのデータ転送のスループットと、
   前記端末装置のＭＡＣアドレスと、
   を含む、中継装置。
2. 請求項１記載の中継装置であって、さらに、
   前記他の中継装置から受信した前記リンクレートレポートの内容を格納するためのリンクレートテーブルと、
   前記リンクレートテーブルを更新するためのテーブル更新部と、
   を備え、
   前記テーブル更新部は、前記リンクレートレポートを受信する度に前記リンクレートテーブルを更新する、中継装置。
3. 請求項２記載の中継装置であって、
   前記テーブル更新部は、
   前記他の中継装置から前記リンクレートレポートを受信しないまま一定期間が経過することをトリガとして、当該他の中継装置を介した無線通信経路が選択されない状態へと前記リンクレートテーブルを更新する、中継装置。
4. 端末装置と無線ＬＡＮの基地局との間におけるデータ転送を中継可能であり、前記基地局と無線通信を行うとともに、前記無線ＬＡＮに属する他の中継装置と前記基地局を介さずに直接無線通信可能な中継装置を用いたデータ中継方法であって、
   前記基地局を経由せずに宛先装置にデータ転送を行う無線通信経路のスループットと、前記基地局を経由して前記宛先装置にデータ転送を行う無線通信経路のスループットとを比較し、前記スループットが高い経路を選択する工程と、
   前記他の中継装置から受信したリンクレートレポートを送信すべき送信時間間隔ごとに、前記中継装置が計測した前記中継装置から前記他の中継装置へのデータ転送のスループットと、前記中継装置が計測した前記中継装置から前記基地局へのデータ転送のスループットと、前記端末装置のＭＡＣアドレスとを含むリンクレートレポートを、前記他の中継装置に通知する工程と、
   を含む、データ中継方法。
5. 端末装置と無線ＬＡＮの基地局との間におけるデータ転送を中継するために中継装置にインストールされるコンピュータプログラムであって、
   前記基地局と無線通信を行うとともに、前記無線ＬＡＮに属する他の中継装置とそれぞれ前記基地局を介さずに直接無線通信可能な無線通信機能と、
   前記基地局を経由しないで宛先装置にデータ転送を行う無線通信経路のスループットと、前記基地局を経由して前記宛先装置にデータ転送を行う無線通信経路のスループットを比較し、前記スループットが高い経路を選択する経路探索機能と、
   前記他の中継装置から受信したリンクレートレポートを送信すべき送信時間間隔ごとに、前記中継装置が計測した前記中継装置から前記他の中継装置へのデータ転送のスループットと、前記中継装置が計測した前記中継装置から前記基地局へのデータ転送のスループットと、前記端末装置のＭＡＣアドレスとを含むリンクレートレポートを、前記他の中継装置に通知する通知機能と、
   をコンピュータに実現させるコンピュータプログラム。

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