JP4977359B2 - 無線lanデータ通信システム、無線アクセスポイント、無線lanデータ通信方法及びそのプログラム - Google Patents

無線lanデータ通信システム、無線アクセスポイント、無線lanデータ通信方法及びそのプログラム Download PDF

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Description

本発明は、複数の無線LANの各間でデータを送受信する無線LANデータ通信システム、この無線LANデータ通信システムに接続された無線アクセスポイント、その無線LANデータ通信システムにおける無線LANデータ通信方法、及び、この無線LANデータ通信方法を実行するための無線LANデータ通信プログラムに関し、特に、ユニキャストデータやマルチキャストデータが送受信される無線LANシステムが混在する環境において、自動的にマルチキャストデータ対応無線アダプタを判別し、マルチキャストデータのスループットと伝送品質の確保を行うのに好適な無線LANデータ通信システム、無線アクセスポイント、無線LANデータ通信方法及び無線LANデータ通信プログラムに関する。
無線LANとは、無線通信でデータを送受信するLANをいい、特に、IEEE802.11諸規格に準拠した機器で構成されるネットワークのことを指す場合が多い。
その無線LANを利用する場合は、無線LANアクセスポイントや、無線LANアダプタが必要となる。
無線LANアクセスポイントとは、無線LANで端末間を接続する電波中継機をいい、ADSLモデムなどを経由したインタネットへの接続、パソコン同士の通信の中継、セキュリティ設定などをその役割とする。
無線LANアダプタとは、コンピュータに差し込んで無線LANに接続する機能を提供する拡張カードをいい、パソコンとアクセスポイントとの通信の仲立ちをする。
ここで、無線LANシステムに関する従来技術としては、例えば、次のようなものがある。
例えば、親機が、各子機側端末で保有するマルチキャストフレームの種類を示すマルチキャストリストを取得し、当該マルチキャストリストと配下の子機とを対応付けるマルチキャストリストテーブルを作成し、当該テーブルに登録された種類のフレームのみを子機側に転送する構成としてある(例えば、特許文献1参照。)。
このような構成とすれば、従来は、無線区間のトラフィックを低減できなかったが、不要なマルチキャストフレームの転送を抑えて、無線区間のトラフィックを低減できる。
また、例えば、マルチキャスト通信を行う際、サーバとWAPの各々の内部のテーブルに、既に登録されているクライアントのクライアント情報と対応付けてマルチキャスト配信要求の有無をそれぞれ登録する。サーバとWAPは、テーブルの内容をもとに送信時間間隔をそれぞれ算出し、この間隔でデータフレームをそれぞれ送信する。また、WAPは、サーバからのデータフレームをバッファで保持し、データフレームの再送を要求するクライアントに該当するデータフレームを再送することとした(例えば、特許文献2参照。)。
このような構成とすれば、マルチキャスト通信時に、マルチキャスト通信対象外のクライアントの通信性能を劣化させることなく通信を行い得る同報通信方式を得ることができる。
さらに、例えば、通信可能範囲に位置する他の無線ブリッジの中から、通信品質が所定レベル以上のものを選択して、スパニングツリープロトコル(STP)の適用対象とし、複数の無線ブリッジに同報通信すべきパケットに対して、ブロードキャストまたはマルチキャストアドレスを中継先アドレスとしたMACヘッダを付与し、無線インタフェースから同報パケットとして送出する無線ブリッジとした(例えば、特許文献3参照。)
このような構成とすれば、メッセージの転送効率に優れた無線ブリッジを提供できる。
ところで、従来の無線LANアクセスポイントと無線LANクライアントを使用して無線LANシステムを構築し(図1参照)、ここで、ホストからマルチキャストデータを送信した場合、そのマルチキャストデータを受信した無線アクセスポイント(親機)は、マルチキャストデータを無線LAN区間(無線区間)に送信するとき、すべての端末に対し確実に伝送するために高速なデータフレームではなく、低速なベーシックレートを使用し制御フレームとしてデータ送受信を行っていた。このため、各端末においては、より確実にマルチキャストデータを受信できた。
特開2001−057560号公報 特開2002−033736号公報 特開2003−188811号公報
しかしながら、無線アクセスポイントがマルチキャストデータを無線LAN区間に送信する際に、高速なデータフレームではなく低速な制御フレームとしてデータを送信していたため、マルチキャストデータのスループットは、無線区間において低下し、「IP放送」など扱うデータ量が大きいアプリケーションを使用する場合、品質の低下が発生するという問題があった。
例えば、IEEE802.11bの無線LANを使用した場合、データフレームの無線リンクの最大速度は11Mbpsであるが、マルチキャストを含むフレームは、ベーシックレートで送信することになっているため、一般的に1Mbpsもしくは2Mbpsで送信される。また、IEEE802.11aの無線LANを使用した場合、データフレームの無線リンクの最大速度は54Mbpsであるが、ベーシックレートは、6Mbpsである。
このように、マルチキャストデータのスループットは、無線区間においてベーシックレートに制限され、低下していた。
本発明は、上記の事情にかんがみなされたものであり、無線アクセスポイントがマルチキャストデータを無線LAN区間に送信する際に、その無線区間においてマルチキャストデータを高速でかつ高品質に伝送可能とする無線LANデータ通信システム、無線アクセスポイント、無線LANデータ通信方法及び無線LANデータ通信プログラムの提供を目的とする。
この目的を達成するため、本発明の無線LANデータ通信システムは、無線アクセスポイントが接続された第一通信ネットワークと、無線アダプタが接続された第二通信ネットワークとを有した無線LANデータ通信システムであって、無線アクセスポイントが、すべてのデータをWDSフォーマットで使う子機として帰属されるための帰属要求が無線アダプタからあると、所定のフレームに所定の通知要素を追加する判別手段と、送信用データをWDSデータに変換する親機側データ変換手段と、無線アダプタで所定のフレームが受信された際に所定の通知要素が確認され、無線アクセスポイントと無線アダプタとの間でお互いのMACアドレスが交換されて登録され、無線アダプタがすべてのデータをWDSフォーマットで使う子機として帰属されると、この帰属された無線アダプタに対してWDSデータを送信する送信手段とを備え、無線アダプタが、WDSデータを受信する受信手段と、WDSデータをもとの送信用データに変換する子機側データ変換手段とを備え、無線アクセスポイントの送信手段が、すべてのデータをWDSフォーマットで使う子機として帰属していない無線アダプタに対して、ベーシックレートで送信用データを送信する構成としてある。
無線LANデータ通信システムをこのような構成とすると、無線アクセスポイント(親機)で自動的に無線アダプタ(子機)がマルチキャスト対応か否かを判別し、すべての送信用データをWDSデータに変換してマルチキャスト対応の無線アダプタへ送信し、その無線アダプタで元のデータに変換することとしたため、マルチキャストデータのスループットと伝送品質の確保を行うことができる。
さらに、無線区間のマルチキャストフレームは、速度が遅いだけでなく、エラー再送機能がないため、ノイズ等による伝送品質低下もあるが、WDSフレームに変換して、伝送することにより、エラー再送が可能になり高速でかつ高品質の伝送が可能となる効果がある。
また、無線LANデータ通信システムをこのような構成とすると、マルチキャスト非対応無線LANアダプタを自動判別し、この場合は、従来と同様マルチキャストデータは低速のベーシックレートで送受信されるが、ユニキャストデータのスループットと伝送品質は確保される。
また、本発明の無線LANデータ通信システムは、送信用データが、ユニキャストデータ又はマルチキャストデータの一方又は双方を含み、親機側データ変換手段が、すべての送信用データをWDSデータに変換する構成としてある。
無線LANデータ通信システムをこのような構成とすれば、ユニキャストデータ又はマルチキャストデータの一方又は双方を含む送信用データのすべてがWDSデータに変換されるため、マルチキャストデータのスループットと伝送品質の確保を行うことができる。
また、本発明の無線アクセスポイントは、第一通信ネットワークに接続されるとともに、第二通信ネットワークに接続された無線アダプタへデータを送信する無線アクセスポイントであって、すべてのデータをWDSフォーマットで使う子機として帰属されるための帰属要求が無線アダプタからあると、所定のフレームに所定の通知要素を追加する判別手段と、送信用データをWDSデータに変換する親機側データ変換手段と、無線アダプタで所定のフレームが受信された際に所定の通知要素が確認され、無線アクセスポイントと無線アダプタとの間でお互いのMACアドレスが交換されて登録され、無線アダプタがすべてのデータをWDSフォーマットで使う子機として帰属されると、この帰属された無線アダプタに対してWDSデータを送信し、すべてのデータをWDSフォーマットで使う子機として帰属していない無線アダプタに対して、ベーシックレートで送信用データを送信する送信手段とを備えた構成としてある。
無線アクセスポイントをこのような構成とすれば、この無線アクセスポイントが無線アダプタ(子機)についてマルチキャスト対応か否かを自動的に判別し、すべての送信用データをWDSデータに変換して送信することができる。そして、無線アダプタにて、そのWDSデータを元の送信用データに変換することとしたため、マルチキャストデータのスループットと伝送品質を確保できる。
また、本発明の無線LANデータ通信方法は、第一通信ネットワークに接続された無線アクセスポイントから、第二通信ネットワークに接続された無線アダプタへデータを送信する無線LANデータ通信方法であって、無線アクセスポイントの判別手段が、すべてのデータをWDSフォーマットで使う子機として帰属されるための帰属要求が無線アダプタからあると、所定のフレームに所定の通知要素を追加する手順と、無線アクセスポイントの親機側データ変換手段が、送信用データをWDSデータに変換する手順と、無線アクセスポイントの送信手段が、無線アダプタで所定のフレームが受信された際に所定の通知要素が確認され、無線アクセスポイントと無線アダプタとの間でお互いのMACアドレスが交換されて登録され、無線アダプタがすべてのデータをWDSフォーマットで使う子機として帰属されると、この帰属された無線アダプタに対してWDSデータを送信する手順と、無線アダプタの受信手段が、WDSデータを受信する手順と、無線アダプタの子機側データ変換手段が、WDSデータをもとの送信用データに変換する手順と、すべてのデータをWDSフォーマットで使う子機として帰属していない無線アダプタに対して、無線アクセスポイントの送信手段が、ベーシックレートで送信用データを送信する手順とを有した方法としてある。
無線LANデータ通信方法をこのような方法とすると、無線LANシステムにおいて、マルチキャスト対応アクセスポイントが、マルチキャスト対応クライアントであることを自動的に判別し、お互いがマルチキャスト対応機器であった場合、低速な制御フレームとして送信されるマルチキャストフレームや高速なユニキャストフレームなどすべてのフレームをユニキャストフレームと同等なリンク速度で高速データ送信可能なWDSフレームに変換を行う。これにより、従来装置との互換性を確保し、かつスループットと伝送品質を確保できる。
また、本発明の無線LANデータ通信プログラムは、第二通信ネットワークに接続された無線アダプタへデータを送信する手順を、第一通信ネットワークに接続された無線アクセスポイントに実行させる無線LANデータ通信プログラムであって、すべてのデータをWDSフォーマットで使う子機として帰属されるための帰属要求が無線アダプタからあると、所定のフレームに所定の通知要素を追加する手順を無線アクセスポイントの判別手段に実行させ、送信用データをWDSデータに変換する手順を無線アクセスポイントの親機側データ変換手段に実行させ、無線アダプタで所定のフレームが受信された際に所定の通知要素が確認され、無線アクセスポイントと無線アダプタとの間でお互いのMACアドレスが交換されて登録され、無線アダプタがすべてのデータをWDSフォーマットで使う子機として帰属されると、この帰属された無線アダプタに対してWDSデータを送信する手順を無線アクセスポイントの送信手段に実行させ、WDSデータを受信する手順を無線アダプタの受信手段に実行させ、WDSデータをもとの送信用データに変換させ、すべてのデータをWDSフォーマットで使う子機として帰属していない無線アダプタに対して、無線アクセスポイントの送信手段が、ベーシックレートで送信用データを送信する手順を無線アダプタの子機側データ変換手段に実行させる構成としてある。
無線LANデータ通信プログラムをこのような構成とすれば、無線アクセスポイント(親機)が自動的に無線アダプタ(子機)についてマルチキャスト対応か否かを判別し、すべての送信用データをWDSデータに変換して送信し、無線アダプタで元のデータに変換することとしたため、マルチキャストデータのスループットと伝送品質を確保することができる。
以上のように、本発明によれば、無線アクセスポイント(親機)が自動的に無線アダプタ(子機)についてマルチキャストに対応しているか否かを判別し、次いで、すべての送信用データがWDSデータに変換されてマルチキャスト対応の無線アダプタへ送信され、その無線アダプタでWDSデータが元のデータに変換されることとしたため、マルチキャストデータのスループットと伝送品質を確保できる。
また、無線区間のマルチキャストフレームは、速度が遅いだけでなく、エラー再送機能がないため、ノイズ等による伝送品質低下もあるが、WDSフレームに変換して、伝送することにより、エラー再送が可能になり高速でかつ高品質の伝送が可能となる効果がある。
以下、本発明に係る無線LANデータ通信システム、無線アクセスポイント、無線LANデータ通信方法及び無線LANデータ通信プログラムの好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。
[第一実施形態]
まず、本発明の無線LANデータ通信システム、無線アクセスポイント及び無線LANデータ通信方法の第一実施形態について、図1を参照して説明する。
同図は、本実施形態の無線LANデータ通信システムの構成を示すブロック図である。
同図に示すように、無線LANデータ通信システム1aは、第一LAN10aと、第二LAN20aと、第三LAN30とを備えている。
なお、同図においては、無線LANデータ通信システム1aが三つのLAN(第一LAN10a、第二LAN20a、第三LAN30)により構成されていることとしたが、無線LANデータ通信システム1aは三つのLANで構成することに限るものではなく、二つ又は四つ以上のLANで構成することもできる。
また、第一LAN10aのマルチキャスト対応無線アクセスポイント(親機)11(後述)と、第二LAN20aのマルチキャスト対応無線アダプタ(子機α)21(後述)との間や、マルチキャスト対応無線アクセスポイント(親機)11と、第三LAN30のマルチキャスト非対応無線アダプタ(子機β)31(後述)との間は、それぞれ無線区間(無線LAN区間)40を介して、無線通信が可能となっている。
ここで、第一LAN10aは、ホスト11と、マルチキャスト対応無線アクセスポイント(親機)12a(以下、略して「無線アクセスポイント(親機)12a」という。)とを備えており、これらが第一通信プロトコル13により接続されている。
ホスト(ホストコンピュータ)11は、第一通信プロトコル13により無線アクセスポイント(親機)12aへ送信用データ(ユニキャストデータやマルチキャストデータを含む)を送出する。
無線アクセスポイント(親機)12aは、ホスト11から送出されてきたマルチキャストデータをマルチキャストフレームからWDSフレーム(WDS無線フレーム)に変換し、WDSデータとして無線区間40に送出する。
この無線アクセスポイント(親機)12aは、図2に示すように、通信手段12a−1と、判別手段12a−2と、親機側データ変換システム12a−3と、記憶手段12a−4と、制御手段12a−5とを有している。
通信手段12a−1は、第一通信プロトコル13によりホスト11から送出されてきた送信用データを受信する。また、通信手段12a−1は、判別手段12a−2でマルチキャスト対応と判別されたマルチキャスト対応無線アダプタ(子機α)21a(以下、略して「無線アダプタ(子機α)21a」という。)に対してWDSデータを送信する。さらに、通信手段12a−1は、判別手段12a−2でマルチキャスト対応ではないと判別された無線アダプタ(子機β)31に対してベーシックレートで送信用データを送信する。
判別手段12a−2は、無線アダプタ(子機α21aや子機β31)がマルチキャスト対応か否かを自動的に判別する。
この判別の方法は、次による。
無線接続された無線アダプタ(子機)に対して無線アクセスポイント(親機)12aがマルチキャスト対応であることを知らせるために、IEEE802.11に規定される「Beacon Frame」と「Probe−Response Frame」にマルチキャスト対応機能通知要素を追加する。無線アダプタ(子機)は、「Beacon Frame」と「Probe−Response Frame」を受信した際に、マルチキャスト対応機能通知要素を確認して対応しているか確認する。
親機側データ変換手段12a−3は、宛先IPアドレスがマルチキャストであるマルチキャストデータを受信すると、図3(ii)に示す無線区間40のWDSフレームフォーマットに変換を行う。
このWDSフレームフォーマットへの変換は、次のように行われる。
変換前のマルチキャストデータは、同図(i)に示すようなマルチキャストフレームとなっている。すなわち、「宛先MACアドレス(マルチキャストアドレス)」、「送信元MACアドレス」、「送信元IPアドレス」、「宛先IPアドレス(マルチキャストアドレス)」を有する。
ここで、「宛先MACアドレス(マルチキャストアドレス)」は、「01−00−5e−00−00−00」から「01−00−5e−ff−ff−ff」までの値が用いられる。また、「宛先MACアドレス」は、宛先IPアドレスからマッピングされる値をとる。
「送信元MACアドレス」は、ホスト11のMACアドレスを示す。
「送信元IPアドレス」は、ホスト11のIPアドレスを示す。
「宛先IPアドレス(マルチキャストアドレス)」は、マルチキャストフレームの場合、IANA(Internet Assigned Numbers Authority)の規定にしたがい、「224.0.0.0」から「239.255.255.255」までの範囲の値をとる。
このようなフレームフォーマットのマルチキャストデータを、WDSフレームフォーマットのデータ(WDSデータ)に変換する。
ここで、IEEE802.11の規定にしたがい、WDSフレームのTo DSビットに「1」、From DSビットに「1」がセットされる。
「無線子機MACアドレス」は、予め無線アクセスポイント(親機)12aに登録された無線アダプタ(子機α)21aのMACアドレスである。
「無線親機MACアドレス」は、無線アクセスポイント(親機)12aのMACアドレスである。
「宛先MACアドレス」、「送信元MACアドレス」、「送信元IPアドレス」、「宛先IPアドレス」は、それぞれ有線区間のマルチキャストフレームに入っていたものがのせられる。
記憶手段12a−4は、ホスト11から送出されてきたマルチキャストデータや、親機側データ変換手段12a−3で変換された後のWDSデータを記憶する。
制御手段12a−5は、無線アクセスポイント(親機)12aの有する各種機能を実行するために、無線アクセスポイント(親機)12aを構成する各種手段の動作を制御する。
第一通信プロトコル13は、例えば、イーサネット(登録商標)などを用いることができる。
第二LAN20aは、無線アダプタ(子機α)21aと、端末22−1〜22−nとを備えており、これらが第二通信プロトコル23により接続されている。
無線アダプタ(子機α)21aは、無線区間40を介して無線アクセスポイント(親機)12aから送出されてきたWDSデータを受信し、マルチキャストのイーサネットフレーム(「イーサネット」は登録商標)に変換する。そして、そのイーサネットフレーム(「イーサネット」は登録商標)に変換したマルチキャストデータを、第二通信プロトコル23により接続されている端末22−1〜22−nへ送出する。これにより、端末22−1〜22−nは、マルチキャストデータを受信することができる。
この無線アダプタ(子機α)21aは、図4に示すように、通信手段21a−1と、子機側データ変換システム21a−2と、記憶手段21a−3と、制御手段21a−4とを有している。
通信手段21a−1は、無線区間40を介して無線アクセスポイント(親機)12aから送出されてきたWDSデータを受信する。また、通信手段21a−1は、子機側データ変換システム21a−2で変換された後のマルチキャストデータを第二通信プロトコル23により端末22−1〜22−nへ送出する。
子機側データ変換手段21a−2は、無線アクセスポイント(親機)12aから送出されてきたIEEE802.11フレームのマルチキャストデータ(WDSデータ)を受信すると、To DSビットが「1」、From DSビットが「1」であることをチェックする。そして、そのWDSデータを元のイーサネットフレーム(「イーサネット」は登録商標)に変換する。
このWDSデータからイーサネットフレーム(「イーサネット」は登録商標)への変換は、WDSデータの「宛先MACアドレス」、「送信元MACアドレス」、「送信元IPアドレス」、「宛先IPアドレス」を、イーサネットフレーム(「イーサネット」は登録商標)の「宛先MACアドレス」、「送信元MACアドレス」、「送信元IPアドレス」、「宛先IPアドレス」にそれぞれのせることにより行われる。
記憶手段21a−3は、無線アクセスポイント(親機)12aから送出されてきたWDSデータや、子機側データ変換手段21a−2でイーサネットフレームフォーマット(「イーサネット」は登録商標)に変換された後のマルチキャストデータを記憶する。
制御手段21a−4は、無線アダプタ(子機α)21aの有する各種機能を実行するために、無線アダプタ(子機α)21aを構成する各種手段の動作を制御する。
第二通信プロトコル23は、例えば、イーサネット(登録商標)などを用いることができる。
第三LAN30aは、マルチキャスト非対応無線アダプタ(子機β)31と、端末32とを備えており、これらが第三通信プロトコル33により接続されている。
マルチキャスト非対応無線アダプタ(子機β)31は、通常のインフラストラクチャモードで通信する無線アダプタである。
第三通信プロトコル33は、例えば、イーサネット(登録商標)などを用いることができる。
次に、本実施形態の無線LANデータ通信システムの動作(無線LANデータ通信方法)について、図5を参照して説明する。
同図は、本実施形態の無線LANデータ通信方法の動作手順を示すフローチャートである。
まず、無線アダプタ(子機)21aが、無線アクセスポイント(親機)12aに帰属要求を行う(ステップ10)。
無線アクセスポイント(親機)12aは、無線アダプタ(子機)21aが、マルチキャスト対応であるか否かを確認(判別)する(ステップ11)。
確認の結果、マルチキャスト対応であることが確認できたときは、無線アクセスポイント(親機)12aと無線アダプタ(子機)21aとの間でお互いのMACアドレスが無線区間40を経由して交換され、それぞれ登録される(ステップ12)。
そして、無線アダプタ(子機)21aは、すべてのデータをWDSフォーマットで使う子機として帰属される。すなわち、無線アダプタ(子機)21aは、マルチキャストデータをWDSデータで受信できる子機(マルチキャストデータから変換されたWDSデータのフレームに対応した子機)として、帰属される(ステップ13)。
次いで、ホスト11から第一通信プロトコル13へ、マルチキャストデータが送出される(ステップ14)。この送出されるマルチキャストデータは、図2(i)に示す有線区間のマルチキャストフレーム、すなわち、MACアドレスとIPアドレスとを含むフレームフォーマットの形式で送出される。
第一通信プロトコル13により接続された無線アクセスポイント(親機)12aが、宛先IPアドレスがマルチキャストであるマルチキャストデータを受信すると(ステップ15)、図2(ii)に示す無線区間40のWDSフレームフォーマットに変換を行う(ステップ16)。
変換された無線フレームは、無線アクセスポイント(親機)12aからIEEE802.11フォーマット(WDSフレームフォーマット)で無線区間40に送出される(ステップ17)。
無線アクセスポイント(親機)12aから送出されたIEEE802.11フレームが無線アダプタ(子機)21aで受信されると(ステップ18)、この無線アダプタ(子機)21aにおいて、To DSビットが「1」、From DSビットが「1」であることがチェックされ、もとのイーサネットフレーム(「イーサネット」は登録商標)に変換される(ステップ19)。
続いて、無線アダプタ(子機α)21aにおいて、変換されたマルチキャストフレームが第二通信プロトコル23に送信され(ステップ20)、端末22−1〜22−nへ送信される。これにより、端末22−1〜22−nでは、マルチキャストフレームを受信することができる(ステップ21)。
ここで、一般的な無線アクセスポイントでは、マルチキャストデータを送信する場合、WDSにより通信する無線アダプタ(子機)21aの他に通常のインフラストラクチャモードで通信する無線アダプタ(子機)31に対してマルチキャストフレームを送信する。
この場合、無線アダプタ(子機)31へのマルチキャストフレームが低速であるため、無線アダプタ(子機)21へのWDSフレームを高速に連続送信することができない。
そこで、本実施形態では、高速なマルチキャスト伝送を可能とするため、親機、子機にWDSモードを設け、WDSフレームを高速に伝送させることができる。
高速なマルチキャスト伝送を必要とするパケットは、IGMP(internet Group Protocol)などを使用して特定のコンテンツ(放送型ストリーミング等)の処理ができる。
以上説明したように、本実施形態の無線LANデータ通信システム、無線アクセスポイント及び無線LANデータ通信方法は、従来装置との互換性を確保し、無線LANアクセスポイント12がマルチキャスト対応無線LANクライアントを自動判別し、お互いがマルチキャスト対応であった場合、すべてのフレームをWDSフレームに変換してデータ通信を行い、子機で元のデータに変換する構成とした。このため、マルチキャストデータのスループットと伝送品質の確保を行うことができる。つまり、WDSフレームに変換して伝送されるため、エラー再送が可能になり高速でかつ高品質の伝送が可能となる効果がある。
[第二実施形態]
次に、本発明の無線LANデータ通信システム、無線アクセスポイント及び無線LANデータ通信方法の第二の実施形態について、図6を参照して説明する。
同図は、本実施形態の無線LANデータ通信システムの構成を示すブロック図である。
本実施形態は、第一実施形態と比較して、親機と子機の構成が相違する。すなわち、第一実施形態では、親機はマルチキャスト対応無線アクセスポイントであり、子機はマルチキャスト対応無線アダプタであったのに対し、本実施形態では、親機はマルチキャスト、高速化、長距離化対応無線アクセスポイントであり、子機はマルチキャスト、高速化、長距離化対応無線アダプタである。他の構成要素は第一実施形態と同様である。
したがって、図6において、図1と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
図6に示すように、無線LANデータ通信システム1bは、第一LAN10bと、第二LAN20bと、第三LAN30とを備えている。
また、第一LAN10bのマルチキャスト、高速化、長距離化対応無線アクセスポイント(親機)11b(後述)と、第二LAN20bのマルチキャスト、高速化、長距離化対応無線アダプタ(子機α)21b(後述)との間、マルチキャスト、高速化、長距離化対応無線アクセスポイント(親機)11bと、第三LAN30bのマルチキャスト非対応無線アダプタ(子機β)31(後述)との間は、それぞれ無線区間(無線LAN区間)40を介して、無線通信が可能となっている。
ここで、第一LAN10bは、ホスト11と、マルチキャスト、高速化、長距離化対応無線アクセスポイント(親機)12b(以下、略して「無線アクセスポイント(親機)12b」という。)とを備えており、これらが第一通信プロトコル13により接続されている。
ホスト11は、第一通信プロトコル13により無線アクセスポイント(親機)12bへ送信用データ(ユニキャストデータやマルチキャストデータを含む)を送出する。
無線アクセスポイント(親機)12bは、ホスト11から送出されてきたマルチキャストデータをマルチキャストフレームからWDSフレームに変換し、無線区間40に送出する。
この無線アクセスポイント(親機)12bは、図7に示すように、通信手段12b−1と、判別手段12b−2と、親機側データ変換システム12b−3と、記憶手段12b−4と、制御手段12b−5とを有している。
通信手段12b−1は、第一通信プロトコル13によりホスト11から送出されてきた送信用データを受信する。また、通信手段12b−1は、判別手段12b−2でマルチキャスト、高速化、長距離化対応と判別されたマルチキャスト、高速化、長距離化対応無線アダプタ(子機α)21b(以下、略して「無線アダプタ(子機α)21b」という。)に対してWDSデータを送信する。さらに、通信手段12b−1は、判別手段12b−2でマルチキャスト、高速化、長距離化対応と判別されなかった子機21bに対してベーシックレートで送信用データを送信する。
判別手段12b−2は、無線アダプタ(子機α21bや子機β31)が、マルチキャスト、高速化、長距離化対応か否かを自動的に判別する。
この判別の方法は、次による。
無線接続された無線アダプタ(子機)に対して無線アクセスポイント(親機)12bがマルチキャスト、高速化、長距離化対応であることを知らせるために、IEEE802.11に規定される「Beacon Frame」と「Probe−Response Frame」に、高速化対応機能通知要素、長距離化機能通知要素、マルチキャスト対応機能通知要素を追加する。無線アダプタ(子機)は、「Beacon Frame」と「Probe−Response Frame」を受信した際に、各機能通知要素を確認して対応しているか確認する。
親機側データ変換手段12b−3は、宛先IPアドレスがマルチキャストであるマルチキャストデータを受信すると、図3(ii)に示す無線区間40のWDSフレームフォーマットに変換を行う。
なお、この親機側データ変換手段12b−3で行われるWDSフレームフォーマットへの変換は、第一実施形態の親機側データ変換手段12a−3で行われるWDSフレームフォーマットへの変換と同様の内容であるため、ここでの説明は省略する。
記憶手段12b−4は、ホスト11から送出されてきたマルチキャストデータや、親機側データ変換手段12b−3で変換された後のWDSデータを記憶する。
制御手段12b−5は、無線アクセスポイント(親機)12bの有する各種機能を実行するために、無線アクセスポイント(親機)12bを構成する各種手段の動作を制御する。
第二LAN20bは、無線アダプタ(子機α)21bと、端末22−1〜22−nとを備えており、これらが第二通信プロトコル23により接続されている。
無線アダプタ(子機α)21bは、無線区間40を介して無線アクセスポイント(親機)12bから送出されてきたWDSデータを受信し、マルチキャストのイーサネットフレーム(「イーサネット」は登録商標)に変換する。そして、そのイーサネットフレーム(「イーサネット」は登録商標)に変換したマルチキャストデータを、第二通信プロトコル23により接続されている端末22−1〜22−nへ送出する。これにより、端末22−1〜22−nは、マルチキャストデータを受信することができる。
この無線アダプタ(子機α)21bは、図8に示すように、通信手段21b−1と、子機側データ変換システム21b−2と、記憶手段21b−3と、制御手段21b−4とを有している。
通信手段21b−1は、無線区間40を介して無線アクセスポイント(親機)12bから送出されてきたWDSデータを受信する。また、通信手段12b−1は、子機側データ変換システム21b−2で変換された後のマルチキャストデータを第二通信プロトコル23により端末22−1〜22−nへ送出する。
子機側データ変換手段21b−2は、無線アクセスポイント(親機)12bから送出されてきたIEEE802.11フレームのマルチキャストデータ(WDSデータ)を受信すると、To DSビットが「1」、From DSビットが「1」であることがチェックする。そして、そのWDSデータを元のイーサネットフレーム(「イーサネット」は登録商標)に変換する。
このWDSデータから元のイーサネットフレーム(「イーサネット」は登録商標)への変換は、WDSデータの「宛先MACアドレス」、「送信元MACアドレス」、「送信元IPアドレス」、「宛先IPアドレス」を、イーサネットフレーム(「イーサネット」は登録商標)の「宛先MACアドレス」、「送信元MACアドレス」、「送信元IPアドレス」、「宛先IPアドレス」にそれぞれのせることにより行われる。
記憶手段21b−3は、無線アクセスポイント(親機)12bから送信されてきたWDSデータや、子機側データ変換手段21b−2でイーサネットフレームフォーマット(「イーサネット」は登録商標)に変換された後のマルチキャストデータを記憶する。
制御手段21b−4は、無線アダプタ(子機α)21bの有する各種機能を実行するために、無線アダプタ(子機α)21bを構成する各種手段の動作を制御する。
第三LAN30bは、マルチキャスト非対応無線アダプタ(子機β)31と、端末32とを備えており、これらが第三通信プロトコル33により接続されている。
マルチキャスト非対応無線アダプタ(子機β)31は、通常のインフラストラクチャモードで通信する無線アダプタである。
次に、本実施形態の無線LANデータ通信システムの動作(無線LANデータ通信方法)について、図9を参照して説明する。
同図は、本実施形態の無線LANデータ通信方法の動作手順を示すフローチャートである。
まず、無線アダプタ(子機)21bが、無線アクセスポイント(親機)12bに帰属要求を行う(ステップ30)。
無線アクセスポイント(親機)12bは、無線アダプタ(子機)21bが、高速化、長距離化、マルチキャスト対応であるか否かを確認(判別)する(ステップ31)。
確認の結果、高速化、長距離化、マルチキャスト対応であることが確認できたときは、無線アクセスポイント(親機)12bと無線アダプタ(子機)21bとの間でお互いのMACアドレスが無線区間40を経由して交換され、それぞれ登録される(ステップ32)。
そして、無線アダプタ(子機)21bは、すべてのデータをWDSフォーマットで使う子機および高速化、長距離化対応子機として帰属される(ステップ33)。
次いで、ホスト11から第一通信プロトコル13へ、マルチキャストデータが送出される(ステップ34)。この送出されるマルチキャストデータは、図2(i)に示す有線区間のマルチキャストフレーム、すなわち、MACアドレスとIPアドレスとを含むフレームフォーマットの形式で送出される。
第一通信プロトコル13により接続された無線アクセスポイント(親機)12bが、宛先IPアドレスがマルチキャストであるマルチキャストデータを受信すると(ステップ35)、図2(ii)に示す無線区間40のWDSフレームフォーマットに変換を行う(ステップ36)。
変換された無線フレームは、無線アクセスポイント(親機)12bからWDSフォーマットで無線区間40に送出される(ステップ37)。
無線アクセスポイント(親機)12bから送出されたIEEE802.11フレームが無線アダプタ(子機)21bで受信されると(ステップ38)、この無線アダプタ(子機)21aにおいて、To DSビットが「1」、From DSビットが「1」であることがチェックされ、もとのイーサネットフレーム(「イーサネット」は登録商標)に変換される(ステップ39)。
続いて、無線アダプタ(子機α)21bにおいて、変換されたマルチキャストフレームが第二通信プロトコル23に送信され(ステップ40)、端末22−1〜22−nへ送信される。これにより、端末22−1〜22−nでは、マルチキャストフレームを受信することができる(ステップ41)。
ここで、一般的な無線アクセスポイントでは、WDSにより通信する場合、予めお互いのMACアドレスを登録して通信する必要があり、また、高速化や長距離化のネゴシエーション手順が規定されていないため、マルチキャストデータを高速化や長距離化のオプションを適用して高速に送受信することができない。
本実施形態では、高速化や長距離化のオプションを適用して高速なマルチキャスト伝送を可能とするため、親機、子機にWDSモードを設けることおよび、高速化や長距離化のネゴシエーション手順を追加することでWDSフレームを高速に伝送させることができる。
高速なマルチキャスト伝送を必要とするパケットは、IGMPなどを使用して特定のコンテンツ(放送型ストリーミング等)の処理ができる。
[無線LANデータ通信プログラム]
次に、無線LANデータ通信プログラムについて説明する。
上記の各実施形態におけるコンピュータ(無線アクセスポイント、無線アダプタ、ホスト、端末)の無線LANデータ通信機能(無線LANデータ通信方法を実行するための機能)は、記憶手段(例えば、ROMやハードディスクなど)に記憶された無線LANデータ通信プログラムにより実現される。
無線LANデータ通信プログラムは、コンピュータの制御手段(CPUなど)に読み込まれることにより、コンピュータの構成各部に指令を送り、所定の処理、たとえば、ホストのデータ送信処理、無線アクセスポイントの帰属処理、データ送受信処理、フレーム変換処理、無線アダプタの帰属要求処理、データ送受信処理、フレーム変換処理、端末のデータ受信処理などを行わせる。
これによって、無線LANデータ通信機能は、ソフトウエアである無線LANデータ通信プログラムとハードウエア資源であるコンピュータ(無線アクセスポイント、無線アダプタ、ホスト、端末)の各構成手段とが協働することにより実現される。
なお、無線LANデータ通信機能を実現するための無線LANデータ通信プログラムは、コンピュータのROMやハードディスクなどに記憶される他、コンピュータ読み取り可能な記録媒体、たとえば、外部記憶装置及び可搬記録媒体等に格納することができる。
外部記憶装置とは、CD−ROM等の記憶媒体を内蔵し、無線アクセスポイント(親機)等に外部接続されるメモリ増設装置をいう。一方、可搬記録媒体とは、記録媒体駆動装置(ドライブ装置)に装着でき、かつ、持ち運び可能な記録媒体であって、たとえば、フレキシブルディスク,メモリカード,光磁気ディスク等をいう。
そして、記録媒体に記録されたプログラムは、コンピュータのRAM等にロードされて、CPU(制御手段)により実行される。この実行により、上述した本実施形態の無線アクセスポイント、無線アダプタ、ホスト、端末の各機能が実現される。
さらに、コンピュータで無線LANデータ通信プログラムをロードする場合、他のコンピュータで保有された無線LANデータ通信プログラムを、通信回線を利用して自己の有するRAMや外部記憶装置にダウンロードすることもできる。このダウンロードされた無線LANデータ通信プログラムも、CPUにより実行され、本実施形態の無線アクセスポイント、無線アダプタ、ホスト、端末における無線LANデータ通信機能を実現する。
以上、本発明の無線LANデータ通信システム、無線アクセスポイント、無線LANデータ通信方法及び無線LANデータ通信プログラムの好ましい実施形態について説明したが、本発明に係る無線LANデータ通信システム、無線アクセスポイント、無線LANデータ通信方法及び無線LANデータ通信プログラムは上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、上述した実施形態では、第一LANに無線アクセスポイント(親機)が一台、第二LANに無線アダプタ(子機)が一台、第三LANに無線アダプタ(子機)が一台というように、各LANごとに無線アクセスポイント(親機)又は無線アダプタ(子機)が一台ずつ接続した構成としてあるが、無線アクセスポイント(親機)や無線アダプタ(子機)は、各LANに一台ずつ限るものではなく、複数台接続することもできる。
本発明は、複数の無線LANの間で無線通信を行う技術に関する発明であるため、複数の無線LANを有したシステム、無線アクセスポイントや無線アダプタを接続したシステムに利用可能である。
本発明の第一実施形態の無線LANデータ通信システムの構成を示すブロック図である。 マルチキャスト対応無線アクセスポイント(親機)の構成を示すブロック図である。 フレームフォーマットを示す図であって、(i)は、有線区間のマルチキャストフレームのフォーマット、(ii)は、無線区間のWDSフレームのフォーマットを示す。 マルチキャスト対応無線アダプタ(子機)の構成を示すブロック図である。 本発明の第一実施形態の無線LANデータ通信システムの動作(無線LANデータ通信方法)を示すフローチャートである。 本発明の第二実施形態の無線LANデータ通信システムの構成を示すブロック図である。 マルチキャスト、高速化、長距離化対応無線アクセスポイント(親機)の構成を示すブロック図である。 マルチキャスト、高速化、長距離化対応無線アダプタ(子機)の構成を示すブロック図である。 本発明の第二実施形態の無線LANデータ通信システムの動作(無線LANデータ通信方法)を示すフローチャートである。
符号の説明
1a、1b 無線LANデータ通信システム
10a、10b 第一LAN
11 ホスト
12a マルチキャスト対応無線アクセスポイント(親機)
12b マルチキャスト、高速化、長距離化対応無線アクセスポイント(親機)
13 第一通信プロトコル
20a、20b 第二LAN
21a マルチキャスト対応無線アダプタ(子機α)
21b マルチキャスト、高速化、長距離化対応無線アダプタ(子機α)
22−1〜22−n 端末
23 第二通信プロトコル
30 第三LAN
31 マルチキャスト非対応無線アダプタ(子機β)
32 端末
33 第三通信プロトコル
40 無線区間

Claims (5)

  1. 無線アクセスポイントが接続された第一通信ネットワークと、無線アダプタが接続された第二通信ネットワークとを有した無線LANデータ通信システムであって、
    前記無線アクセスポイントが、
    すべてのデータをWDSフォーマットで使う子機として帰属されるための帰属要求が前記無線アダプタからあると、所定のフレームに所定の通知要素を追加する判別手段と、
    送信用データをWDSデータに変換する親機側データ変換手段と、
    前記無線アダプタで前記所定のフレームが受信された際に前記所定の通知要素が確認され、前記無線アクセスポイントと前記無線アダプタとの間でお互いのMACアドレスが交換されて登録され、前記無線アダプタがすべてのデータをWDSフォーマットで使う子機として帰属されると、この帰属された無線アダプタに対して前記WDSデータを送信する送信手段とを備え、
    前記無線アダプタが、
    前記WDSデータを受信する受信手段と、
    前記WDSデータをもとの送信用データに変換する子機側データ変換手段とを備え、
    前記無線アクセスポイントの送信手段が、
    すべてのデータをWDSフォーマットで使う子機として帰属していない無線アダプタに対して、ベーシックレートで送信用データを送信する
    ことを特徴とする無線LANデータ通信システム。
  2. 前記送信用データが、ユニキャストデータ又はマルチキャストデータの一方又は双方を含み、
    前記親機側データ変換手段が、すべての送信用データをWDSデータに変換する
    ことを特徴とする請求項1記載の無線LANデータ通信システム。
  3. 第一通信ネットワークに接続されるとともに、第二通信ネットワークに接続された無線アダプタへデータを送信する無線アクセスポイントであって、
    すべてのデータをWDSフォーマットで使う子機として帰属されるための帰属要求が前記無線アダプタからあると、所定のフレームに所定の通知要素を追加する判別手段と、
    送信用データをWDSデータに変換する親機側データ変換手段と、
    前記無線アダプタで前記所定のフレームが受信された際に前記所定の通知要素が確認され、前記無線アクセスポイントと前記無線アダプタとの間でお互いのMACアドレスが交換されて登録され、前記無線アダプタがすべてのデータをWDSフォーマットで使う子機として帰属されると、この帰属された無線アダプタに対して前記WDSデータを送信し、すべてのデータをWDSフォーマットで使う子機として帰属していない無線アダプタに対して、ベーシックレートで送信用データを送信する送信手段とを備えた
    ことを特徴とする無線アクセスポイント。
  4. 第一通信ネットワークに接続された無線アクセスポイントから、第二通信ネットワークに接続された無線アダプタへデータを送信する無線LANデータ通信方法であって、
    前記無線アクセスポイントの判別手段が、すべてのデータをWDSフォーマットで使う子機として帰属されるための帰属要求が前記無線アダプタからあると、所定のフレームに所定の通知要素を追加する手順と、
    前記無線アクセスポイントの親機側データ変換手段が、送信用データをWDSデータに変換する手順と、
    前記無線アクセスポイントの送信手段が、前記無線アダプタで前記所定のフレームが受信された際に前記所定の通知要素が確認され、前記無線アクセスポイントと前記無線アダプタとの間でお互いのMACアドレスが交換されて登録され、前記無線アダプタがすべてのデータをWDSフォーマットで使う子機として帰属されると、この帰属された無線アダプタに対して前記WDSデータを送信する手順と、
    前記無線アダプタの受信手段が、前記WDSデータを受信する手順と、
    前記無線アダプタの子機側データ変換手段が、前記WDSデータをもとの送信用データに変換する手順と、
    すべてのデータをWDSフォーマットで使う子機として帰属していない無線アダプタに対して、前記無線アクセスポイントの送信手段が、ベーシックレートで送信用データを送信する手順とを有した
    ことを特徴とする無線LANデータ通信方法。
  5. 第二通信ネットワークに接続された無線アダプタへデータを送信する手順を、第一通信ネットワークに接続された無線アクセスポイントに実行させる無線LANデータ通信プログラムであって、
    すべてのデータをWDSフォーマットで使う子機として帰属されるための帰属要求が前記無線アダプタからあると、所定のフレームに所定の通知要素を追加する手順を前記無線アクセスポイントの判別手段に実行させ、
    送信用データをWDSデータに変換する手順を前記無線アクセスポイントの親機側データ変換手段に実行させ、
    前記無線アダプタで前記所定のフレームが受信された際に前記所定の通知要素が確認され、前記無線アクセスポイントと前記無線アダプタとの間でお互いのMACアドレスが交換されて登録され、前記無線アダプタがすべてのデータをWDSフォーマットで使う子機として帰属されると、この帰属された無線アダプタに対して前記WDSデータを送信する手順を前記無線アクセスポイントの送信手段に実行させ、
    前記WDSデータを受信する手順を前記無線アダプタの受信手段に実行させ、
    前記WDSデータをもとの送信用データに変換させ、
    すべてのデータをWDSフォーマットで使う子機として帰属していない無線アダプタに対して、前記無線アクセスポイントの送信手段が、ベーシックレートで送信用データを送信する手順を前記無線アダプタの子機側データ変換手段に実行させる
    ことを特徴とする無線LANデータ通信プログラム。
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