JP5328688B2 - 通信装置、通信方法、プログラム - Google Patents

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本発明は、通信装置、通信装置の通信方法およびプログラムに関する。
IEEE802.11規格シリーズに準拠した無線LANに代表される無線通信では、使用前に設定しなければならない設定項目が数多く存在する。例えば、設定項目として、ネットワーク識別子としてのSSID、暗号方式、暗号鍵、認証方式、認証鍵等の無線通信を行うために必要な通信パラメータがあり、ユーザが手入力により設定するには非常に煩雑である。
そこで、様々なメーカーから、通信パラメータを簡単に無線機器に設定するための自動設定方法が考案されている(特許文献1)。これら自動設定方法は、接続する機器間で予め定められた手順、及びメッセージにより、一方の機器から他方の機器に通信パラメータを提供し、通信パラメータの設定を自動的に行っている。非特許文献1には、無線LANインフラストラクチャモードの通信(インフラ通信)における通信パラメータの自動設定の一例が開示されている。このような通信パラメータの自動設定を利用することで、ユーザは単純な操作で自動的に通信パラメータを設定することができる。
特開2009−027353号
Wi−Fi CERTIFIED(TM) for Wi−Fi Protected Setup: Easing the User Experience for Home and Small Office Wi−Fi(R) Networks, http://www.wi−fi.org/wp/wifi−protected−setup
通信パラメータの自動設定方法においては、通信パラメータを他の無線機器に提供する提供装置と、提供装置から提供された通信パラメータを受信し、自装置に設定する受信装置の役割が必要である。よって、無線機器が自動設定により通信パラメータの提供を受ける場合には、その無線機器は、通信パラメータの提供装置を探さなければならない。
しかしながら、提供装置の探索処理において、受信装置が送信する探索要求信号に対して、必ずしも提供装置が応答するとは限らない場合には、通信パラメータの提供機器を簡単に探すことができない。例えば、IEEE802.11規格のIBSSアドホックネットワークでは、探索要求信号であるプローブリクエストに対して応答を返す局は、ビーコンを最後に送信した局とされている。そのため、提供装置を探索するためにプローブリクエストを送信しても、提供装置以外の機器が応答してしまう場合があり、提供装置を見つけ出すことが難しい。
上記問題に対しては、例えばIEEE802.11規格に定義されるPublic Action Frame信号(PA信号)を利用することで解決が可能である。PA信号に対しては対象となる任意の局が応答を返すことができるため、PA信号中に提供装置を探索するための情報を格納した提供装置探索信号を送信すれば、提供装置が該信号に対して応答する。これにより、例えば通信可能な全ての無線LANチャネルへPA信号による探索信号を送信する方法(以下、全チャネル送信方法)を用いることで、周囲に存在する提供装置を確実に見つけ出すことができる。
しかしながら、全ての無線チャネルにPA信号を送信して提供装置を探索する方法の場合、提供装置が存在しない無線チャネルについても探索信号を送信して応答を待ち受ける必要があり、効率が良くない。また、提供装置が発見できるまでは、通信パラメータを受信できず、通信パラメータを設定した通信を開始できない。
本発明は、通信パラメータを提供する提供装置を速やかに発見できるようにすることを目的とする。また、本発明の他の目的は、以下の明細書の説明及び図面より明らかとなるであろう。
本発明は、周囲に存在するネットワークを探索するためのネットワーク探索信号を送信し、該ネットワーク探索信号に対するネットワーク探索応答信号を受信すると、該ネットワーク探索応答信号を送信した装置が、所定のネットワークで通信するための通信パラメータを提供する提供装置か否かを判定し、前記判定の結果、前記ネットワーク探索応答信号を送信した装置が前記提供装置でないと判定された場合、前記ネットワーク探索応答信号を受信したチャネルに、前記提供装置を探索するための情報を付加した提供装置探索信号を送信し、該提供装置探索信号に対する提供装置応答信号を受信すると、該提供装置応答信号を送信した装置を前記提供装置として判定し、前記ネットワーク探索応答信号を送信した装置が前記提供装置であると判定された場合、または、前記提供装置応答信号を送信した装置を前記提供装置として判定した場合、前記提供装置から、前記所定のネットワークで通信するための通信パラメータを受信することを特徴とする。
本発明により、通信パラメータを提供する提供装置を速やかに発見できる。
本発明の実施形態に係わる装置をブロック構成図 本発明の実施形態に係わる装置のソフトウェア機能図 本発明の実施形態に係わるネットワーク構成図 本発明の実施形態に係わる受信装置の提供装置検索処理の動作フローチャート図 本発明の実施形態に係わる装置A、装置B、装置Cの動作シーケンス図
(実施例1)
以下、本実施形態に係る通信装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、IEEE802.11シリーズに準拠した無線LANシステムを用いた例について説明するが、通信形態は必ずしもIEEE802.11準拠の無線LANには限らない。なお、以下の説明では、通信パラメータの自動設定方法においては、通信パラメータを他の無線機器に提供する通信装置を提供装置と記載する。また、提供装置から提供される通信パラメータを受信し、自装置に設定する通信装置を受信装置と記載する。
本実施形態に好適な事例におけるハードウェア構成について説明する。図1は、後述の各装置の構成の一例を表すブロック図である。101は装置全体を示す。102は、記憶部103に記憶される制御プログラムを実行することにより装置全体を制御する制御部であり、CPU,MPU等のコンピュータである。制御部102は、他の装置との間で通信パラメータの自動設定制御も行う。通信パラメータの自動設定制御は、無線LANインフラストラクチャモードのアクセスポイントとしての自動設定処理と、無線LANインフラストラクチャモードのステーションとしての自動設定処理を実行可能である。また、無線LANアドホックモードの通信装置としての自動設定処理も実行可能である。103は制御部102が実行する制御用のコンピュータプログラムと、通信パラメータ等の各種情報を記憶する記憶部である。後述する各種動作は、記憶部103に記憶された制御プログラムを制御部102が実行することにより行われる。なお、記憶部103はROM,RAM等のメモリ、又はフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、DVDなどを用いることができる。
104は無線通信を行うための無線部である。105は各種表示を行う表示部でありLCDやLEDのように視覚で認知可能な情報の出力、あるいはスピーカなどの音出力が可能な機能を有する。106は通信パラメータ自動設定処理を開始するトリガを与える設定ボタンである。107はアンテナ制御部、そして108はアンテナである。109は、ユーザが各種入力を行うための入力部である。
図2は、後述の通信パラメータの自動設定動作において、各装置が実行するソフトウェア機能ブロックの構成例である。201は装置全体を示している。202は通信パラメータの自動設定機能ブロックである。本実施形態では、ネットワーク識別子としてのSSID、暗号方式、暗号鍵、認証方式、認証鍵等の無線通信を行うために必要な通信パラメータの自動設定を行う。
203は各種通信にかかわるパケットを受信するパケット受信部である。ビーコン(報知信号)の受信は、パケット受信部203によって行われる。また、プローブリクエストなどの探索信号も、パケット受信部203によって受信される。なお、プローブリクエストは、ネットワークの有無を確認するためのネットワーク探索信号ということもできる。つまり、プローブリクエストを無線チャネル上に送信し、プローブリクエストに対する応答信号であるプローブレスポンスが送られてくれば、その無線チャネルにネットワークが存在すると判定できる。また、一定時間(タイムアウト時間)を経過しても、プローブレスポンスが送られてこなければ、その無線チャネルにはネットワークが存在しないことになる。また、パケット受信部203は、プローブリクエストに対する応答信号であるプローブレスポンスを受信するための第一の受信部を有し、プローブレスポンスを受信する。また、IEEE802.11規格に定義されるPublic Action Frame信号(PA信号)に提供装置を探索するための情報を格納した提供装置探索信号の受信もパケット受信部203により行われる。さらに、提供装置探索信号に対する応答である提供装置からの提供装置応答信号を受信するための第二の受信部を有し、提供装置応答信号を受信する。
204は各種通信にかかわるパケットを送信するパケット送信部である。ビーコンの送信は、パケット送信部204によって行われる。また、プローブリクエストの送信や、プローブリクエストに対する応答信号であるプローブレスポンスの送信もパケット送信部204により行われる。更に、提供装置探索信号や提供装置応答信号の送信も、パケット送信部204により行われる。なお、プローブリクエストやプローブレスポンス、提供装置探索信号、提供装置応答信号、及びビーコン信号には、送信元の機器の各種情報が付加される。この情報には、例えば自身が提供装置として起動中であることを示す起動情報や、自身が無線パラメータ自動設定を実行する能力を有し、無線パラメータ自動設定を実行可能な機器であることを示す能力情報が含まれる。パケット送信部204は、第一の送信部と第二の送信部を有し、第一の送信部によりプローブリクエストを送信し、第二の送信部により提供装置探索信号を送信する。205はネットワーク接続を制御するネットワーク制御部である。無線LANネットワークへの接続処理などは、ネットワーク制御部205により実施される。
通信パラメータ自動設定機能ブロックにおいて、206は自身が提供装置として動作する場合に、相手機器に通信パラメータを提供する通信パラメータ提供部である。207は自身が受信装置として動作する場合に、相手機器から通信パラメータを受信する通信パラメータ受信部である。208は、通信パラメータ自動設定における各種プロトコルを制御する自動設定制御部である。後述の通信パラメータ自動設定の処理は、自動設定制御部208の制御に基づいて行われる。209は、通信パラメータの自動設定を実行する際に提供装置を探索する提供装置探索部である。詳細は後述するが、後述の受信装置において提供装置を探索する処理は、提供装置探索部209により実施される。また、提供装置探索部209は、パケット受信部203の第一の受信部により受信したプローブレスポンスに含まれている情報により、プローブレスポンスを送信した機器が提供装置として動作中か否かを判定する第一の判定部を有する。また、パケット受信部203の第二の受信部により提供装置応答信号を受信すると、提供装置が存在すると判定する第二の判定部を有する。
図3は、提供装置A301(装置A)、受信装置B302(装置B)、装置C303、及びネットワーク304を示した図である。装置Aと装置B、及び装置Cは、先に説明した図1、図2の構成を有している。装置Bと装置Cはネットワーク304に参加している。この状態で、装置Aと装置Bはユーザの設定ボタン106の操作による指示により、アドホック通信用の通信パラメータ自動設定処理を開始する。装置Bは既にネットワーク304に参加しているので提供装置として機能する。装置Aは受信装置として機能し、装置Bから、ネットワーク304で通信するための通信パラメータ(ネットワーク識別子としてのSSID、暗号方式、暗号鍵、認証方式、認証鍵等)の提供を受ける。装置Aは装置Bから提供された通信パラメータを設定し、ネットワーク304に参加することにとり、装置A、B、Cは、ネットワーク304用の通信パラメータを用いたデータ通信ができるようになる。
図4は、装置A301による提供装置検索処理の一例を示す動作フローチャートである。図4は、制御部102が記憶部103に記憶されたコンピュータプログラムを読み出して実行することにより行われる。
装置A301の設定ボタン106がユーザにより操作されると、制御部102(自動設定制御部208)は通信パラメータの自動設定処理を開始する。通信パラメータの自動設定処理を開始すると、制御部102(自動設定制御部208)は受信装置としての動作を開始し、提供装置探索部209により提供装置の探索処理を行う(S401)。提供装置探索部209は、無線部104(パケット送信部204)を介して、周囲に存在するネットワークを探索して見つけ出すためのネットワーク探索信号(プローブリクエスト)を所定の無線チャネル上に送信する(S402)。制御部102は、ネットワーク探索信号の送信する毎に、無線部104(パケット受信部203)がネットワーク探索応答信号(プローブレスポンス)を受信したかどうかを一定期間監視する(S403)。一定時間が経過してもネットワーク探索応答信号が受信されなければ、提供装置探索部209は全ての無線チャネル上にネットワーク探索信号を送信したか否かを確認する(S407)。全ての無線チャネル上にネットワーク探索信号を送信していない場合は、未探索の無線LANチャネルに切替え(S410)、ネットワーク探索信号を再送信する(S402)。全ての無線チャネルを探索したならば、つまり、何れの無線チャネルにも提供装置を発見できなかった場合は、通信パラメータを受信する受信装置としての処理を終了する。
また、ステップS403において、提供装置探索部209は、ネットワーク探索応答信号を受信すると、該応答信号に、応答信号を送信した機器が提供装置として起動中であることを示す起動情報が含まれているか否かを確認する(S404)。起動情報が含まれている場合、提供装置探索部209は該信号を送信した機器を提供装置と確定し(S408)、自動設定制御部208はネットワーク制御部205により提供装置が参加中のネットワークへ参加する。そして、通信パラメータ受信部207により提供装置から通信パラメータを受信する(S409)。
ステップS404の確認の結果、ネットワーク探索応答信号中に起動情報が含まれていない場合、提供装置探索部209はネットワーク探索応答信号を送信した機器が参加中のネットワークへ提供装置探索信号を送信する(S405)。上述したように、この提供装置探索信号は、IEEE802.11規格に定義されるPublic Action Frame信号(PA信号)に提供装置を探索するための情報を格納した信号である。提供装置探索信号の送信後、提供装置探索部209は提供装置応答信号を一定期間待受ける(S406)。提供装置応答信号を受信した場合は、該信号を送信した機器を提供装置と発見したと判定し(S408)、自動設定制御部208はネットワーク制御部205により提供装置が参加中のネットワークへ参加する。そして、通信パラメータ受信部207により提供装置から通信パラメータを受信する(S409)。
提供装置応答信号を受信しなかった場合は、提供装置探索部209は全ての無線チャネル上にネットワーク探索信号を送信したか否かを確認する(S407)。全ての無線チャネル上にネットワーク探索信号を送信していない場合は、未探索の無線チャネルに切替え(S410)、ネットワーク探索信号を再送信する(S402)。全ての無線チャネル上にネットワーク探索信号を送信済みの場合は、つまり、何れの無線チャネルにも提供装置を発見できなかった場合は、通信パラメータを受信する受信装置としての処理を終了する。
なお、上記説明では、ステップS405において、ネットワーク探索応答信号を送信した機器が参加中のネットワークへ提供装置探索信号を送信した。しかしながら、ステップS405において、提供装置探索部209はネットワーク探索応答信号を送信した機器が通信中の無線チャネルに対して提供装置検索信号を送信しても良い。これにより、ネットワーク探索応答信号を送信した機器が通信中の無線チャネル上に別のネットワークが存在し、かつ、当該別のネットワーク中に提供装置が存在する場合にも、提供装置から応答信号を受信することができる。
このように、提供装置探索処理では、ネットワーク探索信号を用いて提供装置が存在する可能性のあるネットワークを絞り込んだ上で、該ネットワークに対して提供装置探索信号を送信する。これにより、提供装置探索索信号を必要な場合にのみ効率的に送信することが可能となる。例えば、ネットワーク探索信号だけを用いて提供装置を見つけようとした場合、提供装置以外の機器が応答を返してしまい提供装置を発見することができない可能性がある。また、提供装置探索信号だけを用いて提供装置を見つけようとした場合、提供装置が存在しない無線チャネルに提供装置探索信号を送信しても応答信号のタイムアウトまで提供装置が存在しないことを判定できない。しかしながら、本実施例のようにネットワーク探索信号と提供装置探索信号とを用いて提供装置を探索すれば、効率よく、かつ、速やかに提供装置を発見することができる。つまり、提供装置及び提供装置以外の機器も応答を返信するネットワーク探索信号を用いてネットワークを探索することにより、ネットワークを効率良く発見する。このとき、ネットワーク探索信号に応答した機器が提供装置である場合は、ネットワーク探索信号による探索で提供装置を発見できる。提供装置以外の機器が応答を返信したとしても、ネットワーク探索信号による探索を行った無線チャネル上にネットワークが存在すると判定できる。そして、提供装置だけが応答を返す提供装置探索信号を、見つけ出したネットワークに送信し、そのネットワークの提供装置を探すので、効率よく、かつ、速やかに提供装置を発見することができる。
図5は、装置Aと装置Bの設定ボタンが押下され、装置Aと装置Bとの間で通信パラメータの自動設定処理を実施した場合の処理シーケンスである。
装置Aの設定ボタン106が押下されると、装置Aは受信装置として図4で説明した提供装置探索処理を開始する(F501)。装置Bの設定ボタン106が押下されると、装置Bは提供装置として動作を開始する(F502)。
装置Aはネットワーク探索信号(プローブリクエスト)を送信する(F503)。ここで、該ネットワーク探索信号を装置Bと装置Cが受信した際に、装置Cがこの時点で最後にビーコンを送信した機器であるとする。装置Cは装置Aから送信されたネットワーク探索信号を受信すると、装置Aにネットワーク探索応答信号(プローブレスポンス)を返信する(F504)。なお、該ネットワーク探索応答信号には、装置Cが無線パラメータ自動設定を実行可能な機器であることを示す能力情報が含まれるが、提供装置として起動中であることを示す起動情報は含まれていない。そのため、装置Aはネットワーク探索応答信号を受信すると、ネットワーク304の存在を確認できるが、提供装置の存在は確認できない。そのため、装置Aは、ネットワーク304に対して、提供機器探索信号を送信する(F505)。提供機器探索信号を受信した装置Bは、提供装置としての動作を開始しているので、提供装置応答信号を送信する(F506)。なお、該提供装置応答信号には、装置Bが提供装置として起動中であることを示す起動情報が含まれる。
装置Bから提供装置応答信号を受信した装置Aは、装置Bが提供装置であると判定する。そして、装置Aは、通信パラメータの受信処理を開始し(F507)、ネットワーク304へ参加する(F508)。なお、ここでの参加は、通信パラメータの提供を受けていない状態での参加なので、通信パラメータの提供処理を行う際の通信はできるが、ネットワーク304用の通信パラメータを用いたデータ通信(暗号通信等)はできない。そして、装置Aは、提供装置である装置Bに、通信パラメータの提供を要求する要求信号を送信する(F510)。要求信号を受信した装置Bは、通信パラメータの提供処理を開始し(F510)、装置Aにネットワーク304の通信パラメータを提供する(F511)。そして、装置Aは、装置Bから通信パラメータを受信する(F511)と、その通信パラメータを自身の無線部104に設定することにより、ネットワーク304用の通信パラメータを用いた通信が可能になる。
以上のように、受信装置がネットワーク探索信号を送信し、受信したネットワーク探索応答信号に基づいて提供装置探索信号を送信することで、提供装置を迅速に見つけ出すことが可能となる。その結果、通信パラメータの自動設定処理を迅速に完了することが可能となり、ユーザの使い勝手が向上する。
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これは本発明の説明のための例示であって、本発明の範囲をこの実施例のみに限定する趣旨ではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で、実施形態は種々に変形することが可能である。また、上記説明はIEEE802.11準拠の無線LANを例に説明した。しかしながら、本発明は、ワイヤレスUSB、MBOA、Bluetooth(登録商標)、UWB、ZigBee等の他の無線媒体において実施してもよい。また、有線LAN等の有線通信媒体において実施してもよい。
ここで、MBOAは、Multi Band OFDM Allianceの略である。また、UWBは、ワイヤレスUSB、ワイヤレス1394、WINETなどが含まれる。
(その他の実施例)
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
201 通信装置
202 通信パラメータ自動設定機能部
203 パケット受信部
204 パケット送信部
205 ネットワーク制御部
206 通信パラメータ提供部
207 通信パラメータ受信部
208 自動設定制御部
209 提供装置探索部

Claims (6)

  1. 通信装置であって、
    周囲に存在するネットワークを探索するためのネットワーク探索信号を送信する第一の送信手段と、
    前記ネットワーク探索信号に対するネットワーク探索応答信号を受信する第一の受信手段と、
    前記第一の受信手段により前記ネットワーク探索応答信号を受信すると、該ネットワーク探索応答信号を送信した装置が、所定のネットワークで通信するための通信パラメータを提供する提供装置か否かを判定する第一の判定手段と、
    前記第一の判定手段による判定の結果、前記ネットワーク探索応答信号を送信した装置が前記提供装置でないと判定された場合、前記ネットワーク探索応答信号を受信したチャネルに、前記提供装置を探索するための情報を付加した提供装置探索信号を送信する第二の送信手段と、
    前記提供装置探索信号に対する提供装置応答信号を受信する第二の受信手段と、
    前記第二の受信手段により前記提供装置応答信号が受信されると、該提供装置応答信号を送信した装置を前記提供装置として判定する第二の判定手段と、
    前記第一の判定手段により前記ネットワーク探索応答信号を送信した装置が前記提供装置であると判定された場合、または、前記第二の判定手段により前記提供装置応答信号を送信した装置を前記提供装置として判定した場合、前記提供装置から、前記所定のネットワークで通信するための通信パラメータを受信する通信パラメータ受信部と、
    を有することを特徴とする通信装置。
  2. 前記第一の判定手段は、前記ネットワーク探索応答信号に、前記ネットワーク探索応答信号を送信した装置が前記提供装置として起動中であることを示す情報が含まれている場合に、前記ネットワーク探索応答信号を送信した装置が前記提供装置であると判定することを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
  3. 前記第一の判定手段は、前記ネットワーク探索応答信号に、前記ネットワーク探索応答信号を送信した装置が前記提供装置として起動中であることを示す情報が含まれていない場合に、前記ネットワーク探索応答信号を送信した装置が前記提供装置ではないと判定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の通信装置。
  4. 前記第二の送信手段は、前記ネットワーク探索応答信号を送信した装置が参加中のネットワークへ前記提供装置探索信号を送信することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の通信装置。
  5. 通信装置の通信方法であって、
    通信装置であって、
    周囲に存在するネットワークを探索するためのネットワーク探索信号を送信し、該ネットワーク探索信号に対するネットワーク探索応答信号を受信すると、該ネットワーク探索応答信号を送信した装置が、所定のネットワークで通信するための通信パラメータを提供する提供装置か否かを判定し、
    前記判定の結果、前記ネットワーク探索応答信号を送信した装置が前記提供装置でないと判定された場合、前記ネットワーク探索応答信号を受信したチャネルに、前記提供装置を探索するための情報を付加した提供装置探索信号を送信し、該提供装置探索信号に対する提供装置応答信号を受信すると、該提供装置応答信号を送信した装置を前記提供装置として判定し、
    前記ネットワーク探索応答信号を送信した装置が前記提供装置であると判定された場合、または、前記提供装置応答信号を送信した装置を前記提供装置として判定した場合、前記提供装置から、前記所定のネットワークで通信するための通信パラメータを受信することを特徴とする通信装置の通信方法。
  6. 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の通信装置としてコンピュータを機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
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