JP5200833B2 - 無線通信システム、端末局、無線通信方法、プログラム、および記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、例えば無線ＬＡＮなどの無線通信を管理するための基地局と、複数配置された端末局との間で無線通信を行うことが可能な無線通信システム、端末局、無線通信方法、プログラム、および記録媒体に関する。

従来より、例えばＩＥＥＥ８０２．１１などの通信規格に基づいた無線通信を行う無線ＬＡＮ装置などの無線通信システムでは、基地局（アクセスポイント：Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）と端末局（ステーション：Ｓｔａｔｉｏｎ）との間で相互に無線通信をおこなうシステムがある。基地局（以下、ＡＰとして参照する。）は、配置された地域や区域内での無線通信を管理する親局であり、このＡＰと無線通信が可能に接続された複数の端末局（以下、ＳＴＡとして参照する。）を管理して、ＡＰとＳＴＡとの間の通信制御を行っている。ＳＴＡは、このＡＰからの電波が届く範囲内で複数設置されている構成となっている。ＡＰは、時間管理などの通信制御を行いながら各ＳＴＡと無線通信を行う。

この無線通信システムでは、インフラストラクチャモードが用いられ、各ＳＴＡ間の無線通信を直接行うのではなく、ＡＰ経由して行うことが特徴となっている。ＡＰは、基本的に常時電源ＯＮ状態となっており、定期的にＳＴＡに対して報知信号（ビーコン）を送出している。この無線通信システム内のＳＴＡは、以下に示す順序に従ってＡＰを認識し、ＡＰとの無線通信の接続を確立する。また、ＡＰを経由した先には、例えば既存の基幹有線ネットワークが接続されており、例えばイーサネット（登録商標）などの通信方法を使用して、Ｗｅｂサイトへアクセスすることが可能となる。

ＳＴＡとＡＰの無線通信の接続確立を行う場合には、Ｐｒｏｂｅ ＲｅｑｕｅｓｔとＰｒｏｂｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅの２つのフレームを相互に送出される。Ｐｒｏｂｅ Ｒｅｑｕｅｓｔとは、ＳＴＡがＡＰに対して送出するフレームで、ＡＰの存在を認識するためのフレームである。このＳＴＡからのＰｒｏｂｅ Ｒｅｑｕｅｓｔのフレームを受け取ったＡＰは、ＳＳＩＤ、ＢＳＳＩＤ、サポートレート、ケイパビリティなどを始めとする自己に関する情報を付加したＰｒｏｂｅ ＲｅｓｐｏｎｓｅのフレームをＳＴＡに送出して応答する。このようなＰｒｏｂｅ Ｒｅｑｕｅｓｔ／Ｐｒｏｂｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅのやり取りで接続確立を行う方式は、アクティブスキャンと定義されている。

一方、ＡＰは自己の存在をＳＴＡに対して認識させるために、定期的にビーコンフレームを送出する。通常約１００ｍｓ間隔でビーコンフレームを送出する。このビーコンフレームにもＰｒｏｂｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅと同様にＡＰ自身に関する情報が付加されている。このようなＡＰからビーコンフレームを定期的に送出する方式は、ＳＴＡがＡＰからのフレームを単に受信するのみであるのでパッシブスキャンと定義されている。

これらのアクティブスキャンまたはパッシブスキャンでのスキャン結果を使用してＳＴＡは、ＡＰがどのような情報を持つかを判断し、Ｐｒｏｂｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅのフレームまたはビーコンフレームに付加された情報のうち、例えばＳＳＩＤが一致するＡＰに対してＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎのフレームを送出して接続を試みることになる。

特開２００５−１２５３９号公報（特許文献１）に記載された無線端末装置は、無線端末装置が基地局を探索するに際し、無線端末装置が基地局の圏内あるいは圏外であるかを表す帰属状態と、基地局を探索する要因または無線端末装置の通信状態とに基づいて基地局を探索する方式を判定する処理を行う。そして、スキャンは、この判定処理に従い、基地局へ基地局探索用プローブパケットを送信して基地局がプローブパケットに応答することで探索を行うアクティブスキャンと、基地局が定期的に送信している報知情報を一定時間受信して探索を行うパッシブスキャン、のいずれか一方を選択することで行なわれる。また、スキャンの結果、無線端末装置が基地局の圏内あるいは圏外であるかを判断して帰属状態が定められる。

特開２００５−１２５３９号公報

しかしながら、従来のアクティブスキャンとパッシブスキャンの違いは、上述のようにフレームの送出が異なることであるが、このことにより以下のような課題がある。

即ち、アクティブスキャンでは、ＳＴＡから送出されたＰｒｏｂｅ Ｒｅｑｕｅｓｔに対して、ＡＰが即座にＰｒｏｂｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅを送出して応答しなければならない。逆に言うと、即座にＰｒｏｂｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅを送出しない場合には、ＳＴＡでＡＰの存在を認識することが出来ない。このアクティブスキャンでのＡＰからの応答時間は、フレームの情報量や接続速度により概ね数百ｕｓ程度である。

これに対して、パッシブスキャンでは、上述のように約１００ｍｓ間隔に１回しか送出されないビーコンフレームを検出することになるので、最低でも１００ｍｓ待つことになる。ノイズ環境における電波品質の劣化などでフレーム取得ミスが発生することを考慮すると、必ず検出できるためには十分な時間として５００ｍｓ程度待つことが必要となる。

この結果、パッシブスキャンとアクティブスキャンとの間の応答時間の差では、１チャンネル当たり約０．５秒の時間差が生じてくるために、パッシブスキャンのみを多く行っていると、応答時間が長くなっているという問題があった。

また、ＩＥＥＥ８０２．１１の通信規格では、５ＧＨｚ帯域での通信を規定している。５ＧＨｚ帯域においては、緒国間で必ずしも規制が同一ではないが、気象レーダや、航空管制レーダなどの通信帯域と重なっているため、使用時での回避策についてＩＥＥＥ８０２．１１や総務省令などで講じられている。即ち、回避策では、この通信帯域での無線ＬＡＮなどの無線通信を使用する際には、無線通信機器により上述のレーダを検出して、他にレーダがないことを確認してから無線通信を使用するように規定されている。

ところが、上述のような回避策が講じられていても、レーダについては無線ＬＡＮと異なる変復調の処理を行うため、一般的な無線ＬＡＮ装置をそのまま使用するのみでは、レーダを検出することができないという問題があった。ここで、レーダ中のキャリア信号のみを検出することは可能であるが、キャリア信号のみに基づいてレーダ検出を判断すると、レーダ以外のノイズをレーダと誤認してしまう可能性がある。

このため、無線ＬＡＮの電波有効利用という観点からも、レーダの誤認が原因となってこの通信帯域での無線通信の使用が不必要に制限されることは望ましくないという問題もあった。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、アクティブスキャンを効率的に行って無線通信の接続確立の高速化を図ると共に、適切にレーダ検出を判断して無線通信の品質を向上することが可能な無線通信システム、端末局、無線通信方法、プログラム、および記録媒体を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するために本発明では、例えば無線ＬＡＮなどの無線通信を管理する基地局と、基地局との間で無線通信が可能な端末局とを有する無線通信システムが形成されている。この無線通信システムでは、端末局が、基地局から送出されたビーコンフレームの検出を定期的に行う。端末局は、ビーコンフレームが検出された場合には、スキャン処理手段により、アクティブスキャンを行って基地局との接続を確立する。一方、ビーコンフレームが検出されない場合には、スキャン処理手段により、パッシブスキャンを行って、基地局からのビーコンフレームの検出を継続して行う。

このため、例えば複数のチャンネルのうち、ビーコンフレームが検出された場合には、アクティブスキャンをより効率的に行って基地局との接続を確立するので、パッシブスキャンと比較して応答時間を短縮でき、接続確立の高速化を図ることが可能となる。また、ビーコンフレームの検出から適切にレーダ検出を判断して無線通信の品質を向上することが可能となる。

本発明によれば、アクティブスキャンを効率的に行って無線通信の接続確立の高速化を図ると共に、適切にレーダ検出を判断して無線通信の品質を向上することが可能な無線通信システム、端末局、無線通信方法、プログラム、および記録媒体を提供することができる。

〔第１の実施形態〕
以下、本発明を実施形態をもって説明するが、本発明は、実施形態に限定されるものではない。図１は、本発明による無線通信システムの第１の実施形態での全体構成を示す説明図である。この無線通信システムは、図１に示すように、例えば無線ＬＡＮなどの無線通信を管理する基地局であるＡＰ１００と、ＡＰ１００との間で無線通信が可能な複数の端末局であるＳＴＡ１１０，１２０，１３０とを有している。

この無線通信システムでは、インフラストラクチャモードが用いられ、各ＳＴＡ１１０，１２０，１３０間の無線通信を直接行うのではなく、ＡＰ１００を経由して行われる。ＡＰ１００は、基本的に常時電源ＯＮ状態となっており、定期的にＳＴＡ１１０，１２０，１３０に対して報知信号（ビーコン）を送出している。通常約１００ｍｓ間隔でビーコンフレームを送出する。ＡＰ１００を経由した先には、図１に示すように、例えば既存の基幹有線ネットワークが接続されており、例えばイーサネット（登録商標）などの通信方法を使用して、Ｗｅｂサイトへアクセスすることが可能となっている。

図２は、ＳＴＡ１１０，１２０，１３０が備えている各機能手段の構成を示す説明図である。これらの各機能手段の構成では、図２に示すように、ＡＰ１００から送出されたフレームを含む電波を受け取る、または、送出するアンテナ２１０と、アンテナ２１０が受けた電波を復調させて信号を生成したり、電波を変調させて電波を生成してアンテナ２１０から送出させるための処理を行うＲＦ回路２２０と、ＲＦ回路２２０で変調される前の信号や復調された後の信号に対して処理を行うベースバンド信号処理回路２３０とを備えている。

また、図２に示す構成では、ＡＰ１００から送出されたビーコンフレームが検出された場合には、アクティブスキャンを行って接続を確立する一方、ＡＰ１００から送出されたビーコンフレームが検出されない場合には、パッシブスキャンを行って、ビーコンフレームの検出を行うプロトコル制御部２４０を備えている。

プロトコル制御部２４０は、無線通信での複数のチャンネル毎に基地局から送出されたビーコンフレームの検出を行うビーコン検出部２１１と、ビーコン検出部２１１によるビーコンフレームの検出結果に従って複数のチャンネル毎にビーコンフレームが検出されたか否かに関する情報を記憶する検出結果記憶部２１２と、検出結果記憶部２１２に記憶された情報を参照して無線通信が利用可能なチャンネルを判定する利用可能チャンネル判定部２１３とを備えている。

プロトコル制御部２４０は、利用可能チャンネル判定部２１３の判定結果に応じてビーコンフレームが検出されたチャンネルではアクティブスキャンに設定して接続を確立する一方ビーコンフレームが検出されないチャンネルではパッシブスキャンに設定してビーコンフレームの検出を行うスキャン方式設定部２１４と、スキャン方式設定部２１４で設定されたスキャン方式でフレーム生成などの処理を行うスキャン要求フレーム生成部２１５とを備えている。

図３は、ＳＴＡ１１０，１２０，１３０でＰｒｏｂｅ Ｒｅｑｕｅｓｔが生成されてＡＰ１００に送出された場合に、ＡＰ１００が、ＳＴＡ１１０，１２０，１３０に対して送出するＰｒｏｂｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅのフレームのデータ構成を示す説明図である。図３に示すように、Ｐｒｏｂｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅのフレームには、フレームコントロール、デュレーション、ＢＳＳＩＤ、ＳＳＩＤ、ケイパビリティ、サポートレートなどのＡＰ１００自身に関する各データが順次含まれている。

また、図４は、ＡＰ１００から定期的に送出されるビーコンフレームのデータ構成を示す説明図である。図４に示すように、ビーコンフレームにもＰｒｏｂｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅのフレームと同様にＡＰ１００自身に関する各データが順次含まれている。

図５は、ＳＴＡ１１０，１２０，１３０でアクティブスキャン処理が行われたときのＡＰ１００との間でフレームを送受信して接続を確立する処理を示す説明図である。ここでは、ＳＴＡ１１０でアクティブスキャン処理が行われたときの様子について説明するが、ＳＴＡ１２０，１３０についても同様に処理が行われる。ＳＴＡ１１０が、スキャン方式設定部２１４によりスキャン方式をアクティブスキャンに設定されると、図５に示すように、スキャン要求フレーム生成部２１５でＰｒｏｂｅ Ｒｅｑｕｅｓｔのフレームが生成されてＡＰ１００に送出される。

ＡＰ１００では、ＳＴＡ１１０から送出されたＰｒｏｂｅ Ｒｅｑｕｅｓｔのフレームが受信されると、これに応答して図３に示すように、自己に関する情報を付加したＰｒｏｂｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅのフレームを生成してＳＴＡ１１０に送出される。

ＳＴＡ１１０は、Ｐｒｏｂｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅのフレームを受信すると、このフレームに付加された情報の内容を解析して、この情報に含まれる例えばＳＳＩＤが、ＳＴＡ１１０自身のＳＳＩＤと一致するか否かを判定し、互いに一致する場合にＡＰ１００に対してＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎのフレームを送出して接続の確立を行う。

そして、ＡＰ１００からＳＴＡ１１０に対して同様にＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎのフレームを送出されて接続が確立され、Ａｓｓｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ、Ａｓｓｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｓｐｏｎｓｅなどのフレームの送受信が行われて、ＡＰ１００を経由した基幹有線ネットワークを用いてＷｅｂサイトへのアクセスが行われて実際の無線通信が開始される。

続いて、第１の実施形態におけるＳＴＡ１１０，１２０，１３０が、無線通信での複数の各チャンネル毎に接続を確立するための処理について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。ここでは、ＳＴＡ１１０，１２０，１３０のうち、例えばＳＴＡ１１０が接続を確立するための処理について説明するが、ＳＴＡ１２０，１３０においても同様に処理が行われる。

まず、ステップＳ６０１で、ＳＴＡ１１０は、ビーコン検出部２１１により、アンテナ２１０にて電波を受けるチャンネルを設定する処理を行う。ＳＴＡ１１０は、ビーコン検出部２１１により、無線通信での複数の周波数帯域でチャンネルのうち、いずれか１つのチャンネルに設定する。ここで、ＳＴＡ１１０は、スキャン方式設定部２１４により、スキャン方式が予め初期設定でパッシブスキャンに設定されている。そして、ＳＴＡ１１０は、ビーコン検出部２１１により、例えば１００ｍｓ以上の期間待機し、アンテナ２１０、ＲＦ回路２２０、ベースバンド信号処理回路２３０を介してビーコンフレームの受信待ち状態に移り、ステップＳ６０２で、ＡＰ１００から送出されるビーコンフレームの検出処理を行う。

ここで、ＳＴＡ１１０は、ステップＳ６０２でのビーコン検出部２１１によるビーコンフレームの検出結果に従って、ステップＳ６０１で設定したチャンネル毎に、ビーコンフレームが検出されたか否かに関する情報を検出結果記憶部２１２に記憶する。

ＳＴＡ１１０は、ステップＳ６０２でのビーコンフレームの検出処理を行っている間に、ステップＳ６０３でＡＰ１００から送出されたビーコンフレームが検出されたか否かを判定する処理を行う。ＳＴＡ１１０は、検出結果記憶部２１２に記憶された情報を参照して、ステップＳ６０１で設定したチャンネル毎に、ビーコンフレームが検出されて無線通信が利用可能なチャンネルを判定し、判定した結果ビーコンフレームが検出された場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ６０４でスキャン方式設定部２１４によりスキャン方式をアクティブスキャンに設定する。ＳＴＡ１１０は、スキャン要求フレーム生成部２１５により、アクティブスキャン処理でＰｒｏｂｅ Ｒｅｑｕｅｓｔのフレームを生成してＡＰ１００に送出し、ＡＰ１００から送出されたＰｒｏｂｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅを受信した後、図５に示す処理に順次行って、ＡＰ１００との間でフレームを送受信して接続を確立する。

一方、ＳＴＡ１１０は、判定した結果ビーコンフレームが検出されていない場合には（Ｎｏ）、ステップＳ６０５でスキャン方式設定部２１４によりスキャン方式を初期設定のままパッシブスキャンに設定する。ＳＴＡ１１０は、ビーコン検出部２１１により、ビーコンフレームの間隔の所定数倍として例えば５００ｍｓ以上の期間待機し、ビーコンフレームの受信待ち状態に移り、ＡＰ１００から送出されるビーコンフレームの検出処理を行う。

次に、ＳＴＡ１１０は、ステップＳ６０４でのアクティブスキャン処理を行ってＡＰ１００との間で接続を確立するか、または、ステップＳ６０５でのパッシブスキャン処理によってビーコンフレームの検出を行う。その後、ステップＳ６０６でビーコン検出部２１１により、アンテナ２１０にて電波を受ける動作が他のチャンネルで必要か否かを判定する処理を行う。ＳＴＡ１１０は、ビーコン検出部２１１により、無線通信での複数の周波数帯域でチャンネルのうち、例えば未だにビーコンフレームの検出処理が実行されていないなどのアンテナ２１０で電波を受ける動作が必要なチャンネルが存在するか否かを判定する処理を行う。

ＳＴＡ１１０は、判定した結果チャンネルが存在する場合には（Ｙｅｓ）、ビーコン検出部２１１により、アンテナ２１０で電波を受ける動作が必要なチャンネルのうち、いずれか１つのチャンネルに設定する。そして、ＳＴＡ１１０は、ステップＳ６０１以降の処理を実行する。

また、ＳＴＡ１１０は、判定した結果チャンネルが存在しない場合には（Ｎｏ）、処理を終了する。

以上のように、第１の実施形態における無線通信システムでは、ＳＴＡ１１０は、ビーコン検出部２１１により、複数のチャンネルのうちいずれか１つのチャンネルに設定する。そして、ＳＴＡ１１０は、ＡＰ１００から送出されるビーコンフレームの検出処理を行い、ＡＰ１００から送出されたビーコンフレームが検出されたか否かを判定して、判定した結果ビーコンフレームが検出された場合には、スキャン方式をアクティブスキャンに設定してアクティブスキャン処理を行い、ＡＰ１００との間で接続を確立する。

一方、判定した結果ビーコンフレームが検出されていない場合には、スキャン方式を初期設定のままパッシブスキャンに設定してビーコンフレームの検出処理を行う。そして、アンテナ２１０で電波を受ける動作が必要な各チャンネル毎に同様の処理を繰り返し実行し、無線通信での各チャンネル毎にアクティブスキャン処理またはパッシブスキャン処理を行う。

ＳＴＡ１１０は、無線通信の接続を確立するときには、上述のようにアクティブスキャン処理やパッシブスキャン処理をするが、接続確立を高速に行うためにはアクティブスキャンにすることが望ましい。しかしながら、通信規格で規制されているチャンネルは８チャンネルあるため、レーダが検出確認できていない場合は、そのままではフレームをいきなり送出するアクティブスキャン処理ができないため、パッシブスキャン処理する必要がある。上述のステップＳ６０５のようにして８チャンネル全てでパッシブスキャン処理を行った場合、１チャンネル当たり５００ｍｓ掛かるとすると、計４秒が余計に必要となる。

このため、ＳＴＡ１１０は、ビーコン検出部２１１により処理を行った結果、ＡＰ１００から送出されたビーコンフレームが検出された場合には、アクティブスキャン処理が可能であると判断して効率的に行い、無線通信の接続確立の高速化を図ることができる。

また、一般的にＡＰ１００は、ＳＴＡ１１０などと比較すると無線通信の管理を行うことからコスト面でも費用投下が可能であり、ＩＥＥＥ８０２．１１などに対応したレーダ検出機能を備えている。費用面だけではなくても、ＡＰ１００は、ビーコンフレームを送出する機能を有しているため、ビーコンフレームを出す前にはＩＥＥＥ８０２．１１の通信規格に従って、レーダを検出しなければならない。即ち、この通信規格があることを考慮すれば、逆に言うとＡＰ１００が、ビーコンフレームを送出したということは、レーダを検出しなかったということを表している。

これらの背景をもとに、ＡＰ１００の必須的な機能としてレーダ検出があるので、この機能から判断して、ＳＴＡ１１０、１２０、１３０は、ビーコン検出部２１１によりＡＰ１００から送出されたビーコンフレームを検出することで、等価的にレーダ検出したことを適切に判断して、通信規格で規制された帯域でのフレーム送出が可能となり、無線通信の品質を向上することが可能となる。

〔第２の実施形態〕
以下、本発明に係る第２の実施形態について説明する。図７は、本発明による無線通信システムの第２の実施形態でのＳＴＡ１１０，１２０，１３０が備えている各機能手段の構成を示す説明図である。第２の実施形態での各機能手段の構成では、図７に示すように、第１の実施の形態における構成に含まれる検出結果記憶部２１２に替えて、利用可能チャンネル保持部２１６を備えている。

利用可能チャンネル保持部２１６は、利用可能チャンネル判定部２１３による無線通信が利用可能なチャンネルの判定結果のデータを、複数の各チャンネル毎に分けて保持し、記憶する機能を有する。

図８は、無線通信での複数の各チャンネル毎に識別するための識別情報である「チャンネルＮｏ．」と、ビーコン検出部２１１によって行われる処理でビーコンフレームが検出されたか否かを示す情報と、無線通信が利用可能か否かを示す情報とを各チャンネル毎に関連付けて記憶したテーブル８００のデータ構成を示す説明図である。

テーブル８００には、図８に示すように、例えばチャンネルの「１（２４１２ＭＨｚ）」と、ビーコンフレームが検出されたことを示す「あり」と、無線通信利用可能であることを示す「可能」とが関連付けられて記憶されている。また、テーブル８００には、チャンネルの「２（２４１７ＭＨｚ）」と、ビーコンフレームが検出されていないことを示す「なし」と、無線通信利用可能ではないことを示す「不明」とが関連付けられて記憶されている。このテーブル８００は、例えばＳＴＡ１１０の装置内の例えば無線通信の制御プログラムでのＲＡＭエリアに格納されている。

続いて、第２の実施形態におけるＳＴＡ１１０，１２０，１３０が、無線通信での複数の各チャンネル毎に接続を確立するための処理について、図９に示すフローチャートを用いて説明する。ここでは、ＳＴＡ１１０，１２０，１３０のうち、例えばＳＴＡ１１０が接続を確立するための処理について説明するが、ＳＴＡ１２０，１３０においても同様に処理が行われる。

まず、ＳＴＡ１１０は、ステップＳ９０１、Ｓ９０２で、例えば上述の第１の実施形態のステップＳ６０４でのアクティブスキャン処理を行ってＡＰ１００との間で接続を確立した後、バックグランドスキャン処理を開始するための準備を行う。バックグランドスキャン処理とは、ＳＴＡ１１０がＡＰ１００と接続が確立している状態で、この接続が確立しているＡＰ１００の環境情報、負荷状態や、このＡＰ１００の周辺に存在するＡＰ１００の環境情報、負荷状態を監視する処理を示す。

次に、ＳＴＡ１１０は、ステップＳ９０３で、ビーコン検出部２１１により、アンテナ２１０にて受けるチャンネルを設定する処理を行う。ＳＴＡ１１０は、ビーコン検出部２１１により、無線通信での複数の周波数帯域でチャンネルのうち、いずれか１つのチャンネルに設定する。ここで、ＳＴＡ１１０は、スキャン方式設定部２１４により、スキャン方式が予め初期設定でパッシブスキャンに設定されている。

そして、ＳＴＡ１１０は、ビーコン検出部２１１により、例えば１００ｍｓ以上の期間待機し、アンテナ２１０、ＲＦ回路２２０、ベースバンド信号処理回路２３０を介してビーコンフレームの受信待ち状態に移り、ステップＳ９０４で、ＡＰ１００から送出されるビーコンフレームの検出処理を行う。

ＳＴＡ１１０は、ステップＳ９０５でＡＰ１００から送出されたビーコンフレームが検出されたか否かを判定する処理を行う。ＳＴＡ１１０は、ステップＳ９０４でのビーコン検出部２１１によるビーコンフレームの検出結果に従って、ステップＳ９０３で設定したチャンネル毎に、ビーコンフレームが検出されて無線通信が利用可能なチャンネルを判定する。ＳＴＡ１１０は、判定した結果ビーコンフレームが検出された場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ９０６で、ステップＳ９０３で設定したチャンネルの「チャンネルＮｏ．」と、ビーコンフレームが検出されたことを示す「あり」と、無線通信利用可能であることを示す「可能」とが関連付けられてテーブル８００に記憶される。

一方、ＳＴＡ１１０は、判定した結果ビーコンフレームが検出されていない場合には（Ｎｏ）、ステップＳ９０７で、ステップＳ９０３で設定したチャンネルの「チャンネルＮｏ．」と、ビーコンフレームが検出されていないことを示す「なし」と、無線通信利用可能でないことを示す「不明」とが関連付けられてテーブル８００に記憶し、例えばＳＴＡ１１０の装置内の例えば無線通信の制御プログラムでのＲＡＭエリアに格納される。

ここで、無線通信利用可能でないことを示す「不明」のデータを記憶する理由としては、実際にビーコンフレームが送出されていてもビーコン検出部２１１の検出ミスによって検出されない場合を含むためである。

次に、ＳＴＡ１１０は、ステップＳ９０６またはＳ９０７の処理でテーブル８００にデータを記憶した後、ステップＳ９０８でビーコン検出部２１１により、バックグランドスキャン処理が行われていない他のチャンネルが存在するか否かを判定する処理を行う。

ＳＴＡ１１０は、判定した結果チャンネルが存在する場合には（Ｙｅｓ）、ビーコン検出部２１１により、バックグランドスキャン処理が行われていない他のチャンネルのうち、いずれか１つのチャンネルに設定する。そして、ＳＴＡ１１０は、ステップＳ９０３以降の処理を実行する。そして、アンテナ２１０で各チャンネル毎にバックグランドスキャン処理を同様にして繰り返し実行し、テーブル８００に各データを記憶させていく処理を行う。

また、ＳＴＡ１１０は、判定した結果他のチャンネルが存在しない場合には（Ｎｏ）、ステップＳ９０９でＡＰ１００との間で接続を確立した状態を保持したまま、ＡＰ１００を経由した基幹有線ネットワークを用いてＷｅｂサイトへのアクセスが行われて実際の無線通信が開始され、無線通信が行われた後、ステップＳ９１０でＡＰ１００との間の接続が切断される。

そして、ＳＴＡ１１０は、例えば所定時間経過後、ステップＳ９１１で再度ＡＰ１００との間で接続を確立する処理を開始すると、ステップＳ９１２でビーコン検出部２１１により、無線通信での複数の周波数帯域でチャンネルのうち、いずれか１つのチャンネルに設定する。

次に、ＳＴＡ１１０は、ステップＳ９１３でＡＰ１００から送出されたビーコンフレームが検出されたか否かを判定する処理を行う。ＳＴＡ１１０は、テーブル８００内に記憶された、ステップＳ９１２で設定したチャンネルと関連付けられた各情報を参照して、ステップＳ９１２で設定したチャンネル毎に、無線通信が利用可能か否かを判定し、判定した結果無線通信が利用可能である場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ９１４でスキャン方式設定部２１４によりスキャン方式をアクティブスキャンに設定する。ＳＴＡ１１０は、スキャン要求フレーム生成部２１５により、アクティブスキャン処理でＰｒｏｂｅ Ｒｅｑｕｅｓｔのフレームを生成してＡＰ１００に送出し、ＡＰ１００から送出されたＰｒｏｂｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅを受信した後、図５に示す処理を順次行って、ＡＰ１００との間でフレームを送受信して接続を確立する。

一方、ＳＴＡ１１０は、判定した結果無線通信が利用可能でない場合には（Ｎｏ）、ステップＳ９１５でスキャン方式設定部２１４によりスキャン方式をパッシブスキャンに設定する。ＳＴＡ１１０は、ビーコン検出部２１１により、ビーコンフレームの間隔の所定数倍として例えば５００ｍｓ以上の期間待機し、ビーコンフレームの受信待ち状態に移り、ＡＰ１００から送出されるビーコンフレームの検出処理を行う。

次に、ＳＴＡ１１０は、ステップＳ９１４でのアクティブスキャン処理を行ってＡＰ１００との間で接続を確立する、または、ステップＳ９１５でのパッシブスキャン処理によってビーコンフレームの検出を行った後、ステップＳ９１６でビーコン検出部２１１により、アンテナ２１０にて電波を受ける動作が他のチャンネルで必要か否かを判定する処理を行う。ＳＴＡ１１０は、ビーコン検出部２１１により、無線通信での複数の周波数帯域でチャンネルのうち、例えば未だにビーコンフレームの検出処理が実行されていないなどのアンテナ２１０で電波を受ける動作が必要なチャンネルが存在するか否かを判定する処理を行う。

ＳＴＡ１１０は、判定した結果チャンネルが存在する場合には（Ｙｅｓ）、ビーコン検出部２１１により、アンテナ２１０で電波を受ける動作が必要なチャンネルのうち、いずれか１つのチャンネルに設定する。そして、ＳＴＡ１１０は、ステップＳ９１２以降の処理を実行する。

また、ＳＴＡ１１０は、判定した結果チャンネルが存在しない場合には（Ｎｏ）、ステップＳ９１７で、ステップＳ９１４でのアクティブスキャン処理を行ってＡＰ１００との間で接続を確立する、または、ステップＳ９１５でのパッシブスキャン処理によってビーコンフレームの検出を行った後、接続が確立されてＡＰ１００を経由した基幹有線ネットワークを用いてＷｅｂサイトへのアクセスが行われて実際の無線通信が行われる。

〔第３の実施形態〕
以下、本発明に係る第３の実施形態について説明する。図１０は、本発明による無線通信システムの第３の実施形態でのＳＴＡ１１０，１２０，１３０が備えている各機能手段の構成を示す説明図である。第３の実施形態での各機能手段の構成では、図１０に示すように、第２の実施の形態における構成に加えて、規制に基づくチャンネル情報保持部２１７を備えている。

規制に基づくチャンネル情報保持部２１７は、例えば５ＧＨｚ帯域などのレーダの不使用や検出について規定されている通信帯域内で、レーダの検出が必要なく無条件で無線通信が利用可能か否かに関する情報を、この通信帯域内で無線通信の複数の各チャンネル毎に分けて保持し、記憶する機能を有する。

例えば、５ＧＨｚ帯域などの通信帯域内に含まれるＪ５２（５．１７０ＧＨｚ、５．１９０ＧＨｚ、５．２１０ＧＨｚ、５．２３０ＧＨｚ）、Ｗ５２（５．１８０ＧＨｚ、５．２００ＧＨｚ、５．２２０ＧＨｚ、５．２４０ＧＨｚ）、Ｗ５３（５．２６０ＧＨｚ、５．２８０ＧＨｚ、５．３００ＧＨｚ、５．３２０ＧＨｚ）の３帯域内の１２チャンネルに対して、Ｗ５２帯域のみが無条件で無線通信が利用可能であり、その他の帯域でのチャンネルがレーダの検出が規定されているなどの情報が、規制に基づくチャンネル情報保持部２１７に保持されている。

続いて、第３の実施形態におけるＳＴＡ１１０，１２０，１３０が、無線通信での複数の各チャンネル毎に接続を確立するための処理について、図１１に示すフローチャートを用いて説明する。ここでは、ＳＴＡ１１０，１２０，１３０のうち、例えばＳＴＡ１１０が接続を確立するための処理について説明するが、ＳＴＡ１２０，１３０においても同様に処理が行われる。

まず、ステップＳ１１０１で、ＳＴＡ１１０は、ビーコン検出部２１１により、アンテナ２１０にて電波を受けるチャンネルを設定する処理を行う。ＳＴＡ１１０は、ビーコン検出部２１１により、無線通信での複数の周波数帯域でチャンネルのうち、いずれか１つのチャンネルに設定する。ここで、ＳＴＡ１１０は、スキャン方式設定部２１４により、スキャン方式が予め初期設定でパッシブスキャンに設定されている。

次に、ＳＴＡ１１０は、ビーコン検出部２１１により、規制に基づくチャンネル情報保持部２１７を参照して、無条件で無線通信が利用可能か否かを判定する処理を行う。ＳＴＡ１１０は、ビーコン検出部２１１により、規制に基づくチャンネル情報保持部２１７に記憶された情報を参照して、ステップＳ１１０１で設定したチャンネル毎に、レーダの検出が必要なく無条件で無線通信が利用可能か否かを判定する。

判定した結果無条件で無線通信が利用可能である場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ１１０７でスキャン方式設定部２１４によりスキャン方式をアクティブスキャンに設定する。ＳＴＡ１１０は、スキャン要求フレーム生成部２１５により、アクティブスキャン処理でＰｒｏｂｅ Ｒｅｑｕｅｓｔのフレームを生成してＡＰ１００に送出し、ＡＰ１００から送出されたＰｒｏｂｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅを受信した後、図５に示す処理に順次行って、ＡＰ１００との間でフレームを送受信して接続を確立する。

一方、判定した結果無条件で無線通信が利用可能でない場合には（Ｎｏ）、ＳＴＡ１１０は、ビーコン検出部２１１により、例えば１００ｍｓ以上の期間待機し、アンテナ２１０、ＲＦ回路２２０、ベースバンド信号処理回路２３０を介してビーコンフレームの受信待ち状態に移り、ステップＳ１１０３で、ＡＰ１００から送出されるビーコンフレームの検出処理を行う。

ＳＴＡ１１０は、ステップＳ１１０３でＡＰ１００から送出されたビーコンフレームが検出されたか否かを判定する処理を行う。ＳＴＡ１１０は、ステップＳ１１０３でのビーコン検出部２１１によるビーコンフレームの検出結果に従って、ステップＳ１１０１で設定したチャンネル毎に、ビーコンフレームが検出されて無線通信が利用可能なチャンネルを判定する。ＳＴＡ１１０は、ステップＳ１１０３でのビーコン検出部２１１によるビーコンフレームの検出結果に従って、ステップＳ１１０１で設定したチャンネル毎に、ビーコンフレームが検出されて無線通信が利用可能なチャンネルを判定し、判定した結果ビーコンフレームが検出された場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ１１０４でスキャン方式設定部２１４によりスキャン方式をアクティブスキャンに設定する。ＳＴＡ１１０は、スキャン要求フレーム生成部２１５により、アクティブスキャン処理でＰｒｏｂｅ Ｒｅｑｕｅｓｔのフレームを生成してＡＰ１００に送出し、ＡＰ１００から送出されたＰｒｏｂｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅを受信した後、図５に示す処理に順次行って、ＡＰ１００との間でフレームを送受信して接続を確立する。

一方、ＳＴＡ１１０は、判定した結果ビーコンフレームが検出されていない場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１１０４でスキャン方式設定部２１４によりスキャン方式を初期設定のままパッシブスキャンに設定する。ＳＴＡ１１０は、ビーコン検出部２１１により、ビーコンフレームの間隔の所定数倍として例えば５００ｍｓ以上の期間待機し、ビーコンフレームの受信待ち状態に移り、ＡＰ１００から送出されるビーコンフレームの検出処理を行う。

次に、ＳＴＡ１１０は、ステップＳ１１０５、Ｓ１１０７でのアクティブスキャン処理を行ってＡＰ１００との間で接続を確立する、または、ステップＳ１１０６でのパッシブスキャン処理によってビーコンフレームの検出を行った後、ステップＳ１１０８でビーコン検出部２１１により、アンテナ２１０で電波を受ける動作が他のチャンネルで必要か否かを判定する処理を行う。ＳＴＡ１１０は、ビーコン検出部２１１により、無線通信での複数の周波数帯域でチャンネルのうち、例えば未だにビーコンフレームの検出処理が実行されていないなどのアンテナ２１０にて電波を受ける動作が必要なチャンネルが存在するか否かを判定する処理を行う。

ＳＴＡ１１０は、判定した結果チャンネルが存在する場合には（Ｙｅｓ）、ビーコン検出部２１１により、アンテナ２１０で電波を受ける動作が必要なチャンネルのうち、いずれか１つのチャンネルに設定する。そして、ＳＴＡ１１０は、ステップＳ１１０１以降の処理を実行する。

また、ＳＴＡ１１０は、判定した結果チャンネルが存在しない場合には（Ｎｏ）、処理を終了する。

〔他の実施形態〕
上述の第３の実施形態においても、第２の実施形態と同様に、ＳＴＡ１１０などと接続が確立しているＡＰ１００や、このＡＰ１００の周辺に存在するＡＰ１００に対して、ステップＳ１１０３でのビーコン検出処理の前に、バックグランドスキャン処理を行っても良い。

上述の第１、第２の実施形態において、ビーコン検出処理やバックグランドスキャン処理でＡＰ１００から送出されたビーコンフレームを検出することで等価的にレーダ検出したことを適切に判断して、通信規格で規制された帯域での無線通信が利用可能なチャンネルを判定していたが、ビーコンフレームの検出に限られず、無線通信用の他のフレームの検出から判定しても良い。他のフレームとしては、例えばブロードキャストフレームやマルチキャストフレームなどのＩＥＥＥ８０２．１１の階層よりも上位の階層レベル、即ちＩＰ層、ＴＣＰ層などで送出されるフレームの検出から判定しても良い。

また、他のフレームとして、利用可能なチャンネルを判定している例えばＳＴＡ１１０自身ではなく、他のＳＴＡ１２０、１３０などで行われている接続確立の処理で、ＡＰ１００から送出されたビーコンフレームやＰｒｏｂｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅのフレームをアンテナ２１０で受け取り検出した場合にも、この検出した事実から同様に無線通信が利用可能なチャンネルを判定しても良い。

また、本発明の上記機能は、アセンブラ、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｊａｖａ（登録商標）Ａｐｐｌｅｔ、Ｊａｖａ（登録商標）Ｓｃｒｉｐｔ、Ｐｅｒｌ、Ｒｕｂｙなどのレガシープログラミング言語、オブジェクト指向ブログラミング言語などで記述された装置実行可能なプログラムにより実現でき、装置可読な記録媒体に格納して頒布することができる。

これまで本発明を図１〜図１１に示した第１〜第３の実施形態をもって説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。他の実施の形態、追加、変更、削除など、本発明の要旨を変更しない範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

第１の実施形態における無線通信システムの全体構成を示す説明図である。 第１の実施形態における無線通信システムの端末局の機能手段の構成を示す説明図である。 第１の実施形態における無線通信システムのＰｒｏｂｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅのフレームのデータ構成を示す説明図である。 第１の実施形態における無線通信システムのビーコンフレームのデータ構成を示す説明図である。 第１の実施形態における無線通信システムのアクティブスキャン処理による接続確立を示す説明図である。 第１の実施形態における無線通信システムの各チャンネル毎に接続を確立するための処理を示すフローチャートである。 第２の実施形態における無線通信システムの端末局の機能手段の構成を示す説明図である。 第２の実施形態における無線通信システムのテーブルのデータ構成を示す説明図である。 第２の実施形態における無線通信システムの各チャンネル毎に接続を確立するための処理を示すフローチャートである。 第３の実施形態における無線通信システムの端末局の機能手段の構成を示す説明図である。 第３の実施形態における無線通信システムの各チャンネル毎に接続を確立するための処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１００…基地局（ＡＰ）、１１０、１２０、１３０…端末局（ＳＴＡ）、２１０…アンテナ、２２０…ＲＦ回路、２３０…ベースバンド信号処理回路、２４０…プロトコル制御部、２１１…ビーコン検出部、２１２…検出結果記憶部、２１３…利用可能チャンネル判定部、２１４…スキャン方式設定部、２１５…スキャン要求フレーム生成部、２１６…利用可能チャンネル保持部、２１７…規制に基づくチャンネル情報保持部

Claims (7)

1. 無線通信を管理する基地局と、前記基地局との間で前記無線通信が可能な端末局とを有する無線通信システムであって、前記無線通信システムは、
   前記端末局が、
   前記無線通信での複数のチャンネル毎に、前記基地局から送出されたビーコンフレームの検出を行うビーコン検出手段と、
   前記ビーコンフレームが検出されたか否かによって、無線通信が利用可能か否かをチャンネル毎に判定する利用可能チャンネル判定手段と、
   前記利用可能チャンネル判定手段の判定結果をチャンネル毎にテーブルに記憶する利用可能チャンネル保持手段と、
   通信接続確立時のスキャン方式をチャンネル毎に設定するスキャン方式設定手段と
   を備え、
   前記スキャン方式設定手段は、
   通信切断後の再接続時において、前記テーブルに記憶された判定結果を参照して、無線通信が利用可能と判定されたチャンネルについてはアクティブスキャン方式を設定し、無線通信が利用不可能と判定されたチャンネルについてはパッシブスキャン方式を設定する、
   無線通信システム。
2. 前記端末局が、
   無条件で無線通信が利用可能か否かに関する情報をチャンネル毎に記憶する利用許可記憶手段を備え、
   前記スキャン方式設定手段は、
   通信切断後の再接続時において、前記利用許可記憶手段に記憶された情報を参照して、無線通信が利用可能なチャンネルについてはアクティブスキャン方式を設定する、
   請求項１に記載の無線通信システム。
3. 無線通信を管理する基地局と、前記基地局との間で前記無線通信が可能な端末局とを有する無線通信システムであって、前記無線通信システムは、
   前記端末局が、
   前記無線通信での複数のチャンネル毎に、前記基地局から送出された無線通信用のフレームの検出を行うフレーム検出手段と、
   前記無線通信用のフレームが検出されたか否かによって、無線通信が利用可能か否かをチャンネル毎に判定する利用可能チャンネル判定手段と、
   前記利用可能チャンネル判定手段の判定結果をチャンネル毎にテーブルに記憶する利用可能チャンネル保持手段と、
   通信接続確立時のスキャン方式をチャンネル毎に設定するスキャン方式設定手段と
   を備え、
   前記スキャン方式設定手段は、
   通信切断後の再接続時において、前記テーブルに記憶された判定結果を参照して、無線通信が利用可能と判定されたチャンネルについてはアクティブスキャン方式を設定し、無線通信が利用不可能と判定されたチャンネルについてはパッシブスキャン方式を設定する、
   無線通信システム。
4. 前記端末局が、
   無条件で無線通信が利用可能か否かに関する情報をチャンネル毎に記憶する利用許可記憶手段を備え、
   前記スキャン方式設定手段は、
   通信切断後の再接続時において、前記利用許可記憶手段に記憶された情報を参照して、無線通信が利用可能なチャンネルについてはアクティブスキャン方式を設定する、
   請求項３に記載の無線通信システム。
5. 無線通信を管理する基地局と、前記基地局との間で前記無線通信が可能な端末局であって、前記端末局は、
   前記無線通信での複数のチャンネル毎に、前記基地局から送出されたビーコンフレームの検出を行うビーコン検出手段と、
   前記無線通信用のフレームが検出されたか否かによって、無線通信が利用可能か否かをチャンネル毎に判定する利用可能チャンネル判定手段と、
   前記利用可能チャンネル判定手段の判定結果をチャンネル毎にテーブルに記憶する利用可能チャンネル保持手段と、
   通信接続確立時のスキャン方式をチャンネル毎に設定するスキャン方式設定手段と
   を備え、
   前記スキャン方式設定手段は、
   通信切断後の再接続時において、前記テーブルに記憶された判定結果を参照して、無線通信が利用可能と判定されたチャンネルについてはアクティブスキャン方式を設定し、無線通信が利用不可能と判定されたチャンネルについてはパッシブスキャン方式を設定する、
   端末局。
6. 無線通信システムの端末局が実行可能なプログラムであって、前記プログラムは、前記端末局を、
   前記無線通信での複数のチャンネル毎に、基地局から送出されたビーコンフレームの検出を行うビーコン検出手段と、
   前記無線通信用のフレームが検出されたか否かによって、無線通信が利用可能か否かをチャンネル毎に判定する利用可能チャンネル判定手段と、
   前記利用可能チャンネル判定手段の判定結果をチャンネル毎にテーブルに記憶する利用可能チャンネル保持手段と、
   通信接続確立時のスキャン方式をチャンネル毎に設定するスキャン方式設定手段であって、通信切断後の再接続時において、前記テーブルに記憶された判定結果を参照して、無線通信が利用可能と判定されたチャンネルについてはアクティブスキャン方式を設定し、無線通信が利用不可能と判定されたチャンネルについてはパッシブスキャン方式を設定する、スキャン方式設定手段
   として機能させるプログラム。
7. 請求項６に記載のプログラムを格納した情報処理装置可読な記録媒体。

Images