JP5516419B2 - 通信装置、通信システム、通信制御方法及び通信制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、通信装置、通信システム、通信制御方法及び通信制御プログラムに関し、特に他の通信装置を管理することができる管理モードを動作モードとして備える通信装置、通信システム、通信制御方法及び通信制御プログラムに関する。

米国電気電子技術者協会（Institute of Electrical and Electronic Engineers、ＩＥＥＥ）８０２委員会が標準化したＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠する無線ＬＡＮ（Local Area Network）には、ネットワークの構成が異なる２種類の通信モードがある。１つは「インフラストラクチャ・モード」で、他の１つは「アドホック・モード」である。インフラストラクチャ・モードでは、無線基地局となるアクセスポイント（以降、「ＡＰ」という。）がネットワークを管理する。端末（ステーション。以降、「ＳＴＡ」という。）は、ＡＰに接続され、ＡＰを経由して通信を行う。「アドホック・モード」では、ＡＰは使用されず、ＳＴＡ間で直接通信を行う。以降、「ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠する無線ＬＡＮ」を「ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮ」という。

通常、ＡＰとＳＴＡは、それぞれ専用の装置として構成されるが、ＡＰとＳＴＡの両方の機能を具備するような通信装置もある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された通信装置は、ＡＰとＳＴＡから成る現存のグループに、新たなグループを追加する。グループの追加を要求するＳＴＡは、他のＳＴＡにグループの設定を要求する。要求されたＳＴＡは、自らがＡＰとなり、新たなグループを設定する。特許文献１でいう「グループ」とは、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮにおけるＢＳＳ（Basic Service Set）に相当する、基本となるネットワークである。

あるいは、無線ＬＡＮとセルラ・ネットワークに同時に接続できるような移動無線端末もある（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載された移動無線端末は、周囲の移動無線端末からの接続要求に従い、無線ＬＡＮによるインタフェースを提供する。その際、インフラストラクチャ・モード又はアドホック・モードのいずれかのネットワークを構築する。

ところで、ＩＥＥＥ８０２．１１規格には、ＳＴＡの消費電力を削減するためのパワーマネジメント機能が「省電力モード」として規定されている。ＳＴＡは、省電力モードになると、送受信機能を停止することによって、必要最小限の電力で動作する「ドーズ状態」に移行することができる。しかし、ＡＰのための省電力モードは規定されていない。なぜなら、ＡＰは、ネットワーク全体を管理する役割を持っており、ＳＴＡからの信号を常に待ち続けなければならないため、送受信機能を停止させることができないからである。そのため、ＡＰとして動作する通信装置ではバッテリの消耗が大きいという問題がある。ＡＰにおける上記の問題を解決するための方法として、いくつかの方式が提案されている。

例えば、ＳＴＡが接続されていないときは「パワーセーブモード」に移行することによって、消費電力を削減するＡＰが提案されている（例えば、特許文献３参照）、特許文献３に記載されたＡＰは、ＳＴＡの移動を他のＡＰから通知されることによって、パワーセーブモードから通常のＡＰとしての動作モードへ移行する。

特開２００８−０３５３７５号公報 （第８、１２頁、図９） 特開２００４−３２０１３２号公報 （第９、１２頁、図６、８） 特開２００６−３３２８４４号公報 （第４−７頁、図５−７）

特許文献１に記載された通信装置では、要求元のＳＴＡは、他のＳＴＡをＡＰモードに移行させるための、動作モード変更要求信号の送信機能を備えることが必要である。このように、要求元のＳＴＡには、ＡＰの管理下で動作するための通常の機能のみでなく、動作モードの変更のための特殊な機能を備えることが必要である。

特許文献２に記載された移動無線端末は、要求元のＳＴＡから接続要求を受けると、そのＳＴＡに無線ＬＡＮインタフェースを提供する。しかし、要求元のＳＴＡが接続要求を送信するためには、他の通信経路が必要であり、接続要求を直接要求先の端末に送信することはできない。つまり、特許文献２の技術は、既に何らかの通信手段がある場合にのみ、適用可能である。

特許文献３の方法は、ＡＰが単独で動作している場合には、ＳＴＡの移動の通知を受けることができない。すなわち、ＡＰモードに移行するためには、ＳＴＡの移動を通知する通信手段として、他にＡＰが必要である。

このため、本発明は、上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、他の通信装置に管理され通信を行う通信装置であって、他の通信装置へ動作モードの変更要求信号を送信する機能を備えていない通信装置からの応答要求に基づき、その通信装置を管理する動作モードに移行することが可能で、その要求を受けるための特別な通信経路を必要としない通信装置、通信制御方法、通信制御プログラムを提供することを目的とする。

本発明の通信装置は、複数の動作モードでの動作を行う通信装置であって、他の通信装置に管理され通信を行う被管理モードでの動作を制御する被管理手段を備える被管理通信装置を管理することができる管理モードでの動作を制御する管理手段と、通信装置が管理モードとは異なる他の動作モードでの動作中に被管理通信装置から応答要求信号を受信したとき、動作モードを管理モードに変更する動作モード設定手段と、を備えることを特徴とする。

本発明の通信システムは、複数の動作モードでの動作を行う通信装置、及び他の通信装置に管理され通信を行う被管理モードでの動作を制御する被管理手段を備える被管理通信装置を備える通信システムであって、通信装置は、被管理通信装置を管理することができる管理モードでの動作を制御する管理手段と、通信装置が管理モードとは異なる他の動作モードでの動作中に被管理通信装置から応答要求信号を受信したとき、動作モードを管理モードに変更する動作モード設定手段と、を備えることを特徴とする。

本発明の通信制御方法は、他の通信装置を管理することができる管理モードとは異なる他の動作モードでの動作中に、他の通信装置から応答要求信号を受信したとき、動作モードを管理モードに変更するステップを備えることを特徴とする。

本発明の通信制御プログラムは、通信装置を制御するコンピュータに、通信装置が、他の通信装置を管理することができる管理モードとは異なる他の動作モードでの動作中に、他の通信装置から応答要求信号を受信したとき、動作モードを管理モードに変更する手段を実現させる、ことを特徴とする。

本発明の通信装置、通信システム、通信制御方法及び通信制御プログラムは、要求元の通信装置から応答要求信号を受信すると、動作モードを管理モードに移行し、要求元の通信装置を管理する。そのため、要求元の通信装置には、動作モードの変更要求信号を送信する特別な機能を備える必要がないという効果がある。さらに、応答要求信号を受信するために、要求元の通信装置との間の通信経路以外の通信経路を必要としないという効果がある。

本発明の実施形態１における通信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態１における通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態１における通信システムの動作を示すシーケンス・チャートである。 本発明の実施形態１における通信システムの第１の通信装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態の通信システムの動作を示すシーケンス・チャートである。 本発明の第２の実施形態の通信システムの第１の通信装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態の通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態の通信システムの動作を示すシーケンス・チャートである。 本発明の第３の実施形態の通信システムの第１の通信装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態の無線通信システムの動作の変更例を示すシーケンス・チャートである。 本発明の第３の実施形態の通信システムの第１の通信装置の動作の変更例を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施形態の無線通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第４の実施形態の無線通信システムの動作を示すシーケンス・チャートである。 本発明の第５の実施形態の無線通信システムの動作を示すタイミング・チャートである。 本発明の第６の実施形態の無線通信システムの動作を示すタイミング・チャートである。

＜実施形態１＞
次に本発明の第一の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施形態１における通信装置の構成を示すブロック図である。図２は実施形態１における通信システムの構成を示すブロック図である。図３は実施形態１における通信システムの動作を示すシーケンス・チャートである。図４は実施形態１における通信装置の動作を示すフローチャートである。

図１、図２、図３、図４を用いて、本発明の実施形態１について説明する。なお、本実施形態では、通信装置、通信システムの構成及び動作の概略を説明する。

図１に示すように、通信装置１は、動作モード設定手段２及び管理手段３を備える。動作モード設定手段２及び管理手段３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にプログラムが読み込まれることによって実現される。なお、上記プログラムは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体に格納された状態で通信装置１に提供される。あるいは、上記プログラムは、ネットワーク上のサーバコンピュータの記憶装置に記憶され、当該サーバコンピュータからネットワークを介して通信装置１に提供されてもよい。

動作モード設定手段２は、通信装置１の動作モードを設定する。ここで、「動作モード」とは、通信装置がどのような機能を果たしているかを示す動作状態である。通信装置１の動作モードには、他の通信装置を管理する「管理モード」がある。動作モード設定手段２は、動作モードが管理モード以外、つまり、管理モードとは異なる他の動作モードのとき、応答要求信号４を受信すると、動作モードを管理モードに変更する。「応答要求信号」とは、外部の通信装置が、通信装置１を含む周囲に存在する通信装置からの応答を求めて送信する信号である。応答要求信号４には、例えば、管理モードで動作する通信装置の有無を確認するため信号、管理モードで動作する通信装置への帰属要求、認証要求などがある。

管理手段３は、動作モードが管理モードに設定されているとき、他の通信装置を管理する「管理処理」を行う。

通信装置１は、管理モードで動作しているとき、図３のように、被管理通信装置５とネットワークを構成し、管理手段３を用いて被管理通信装置５を管理する。被管理通信装置５は、被管理手段６を備え、他の通信装置によって管理されるための「被管理処理」を行う。被管理通信装置５は、通信装置１からの応答を求めて、応答要求信号を送信する。なお、図３には通信線は示していないが、通信装置１と被管理通信装置５とは、相互間の通信が可能である。

上記の「管理処理」及び「被管理処理」について説明する。「管理処理」とは、被管理通信装置５が通信装置１と通信を行うことができるようにするために、通信装置１が行う所定の処理であって、具体例としては以下のような処理である。

１）被管理通信装置５を認証すること
２）被管理通信装置５を管理下にある通信装置として登録すること、及びその登録を解除すること

管理手段３が上記１）、２）のような管理処理を行う場合は、通信システム全体では以下のような動作を行う。通信装置１は被管理通信装置５を認証し、管理下に置く。通信装置１の管理下に置かれた被管理通信装置５は、通信装置１と通信を行う。さらに、被管理通信装置５は、通信装置１に中継されて、他の通信装置（図示なし）と通信を行ってもよい。なお、被管理通信装置５が通信装置１の管理下に入ることを、「被管理通信装置５は通信装置１に帰属する」という。通信装置１及び被管理通信装置５の具体例としては、移動通信システムにおける基地局及び移動局、あるいは無線ＬＡＮにおけるＡＰ及びＳＴＡがある。

通信装置１の動作モードは、管理モードではないとき（管理モードとは異なる他の動作モードのとき）には、管理モードで動作する他の通信装置に管理される「被管理モード」であってもよい。あるいは、管理モード、被管理モードのいずれでもない「通常モード」であってもよい。通信装置１が被管理モードにあるときは、本実施形態で説明する被管理通信装置５と同じ動作を行う。通信装置１が通常モードであるときの動作は、本実施形態においては重要ではないので、特に規定しない。

被管理通信装置５は、被管理手段６を備える。被管理手段６は、通信装置１の管理下に入り通信を行うために、以下のような「被管理処理」を行う。

１）被管理通信装置５の認証を要求すること
２）被管理通信装置５を管理下にある通信装置として登録することを要求すること、及びその登録を解除することを要求すること

このように、被管理処理とは、通信装置１が行う管理処理と対になる処理で、他の通信装置へ何らかの処理を要求する処理である。被管理処理を行うために、被管理手段６は予め応答要求信号４を送信する。なお、被管理処理は、要求先を必ずしも指定する必要はない。すなわち、送信先の通信装置を指定せずに応答要求信号４を送信し、応答要求信号４を受信した通信装置からの応答を待つようにしてもよい。

以下に、通信装置１の動作モードが、被管理モード又は通常モードから、管理モードに移行するとき、及び移行した後の動作を中心に説明する。

なお、通信装置１の動作モードは、被管理モード又は通常モードから、管理モードに移行することに限定されず、管理モードを含む複数の動作モードでの処理が可能な状態で動作しても差し支えない。すなわち、管理モードでの動作と、被管理モード及び通常モードの一方又は両方のモードでの動作が、時分割的に交互に行われてもよい。あるいは、管理モードでの動作と、被管理モード及び通常モードの一方又は両方のモードでの動作が、並行に行われてもよい。いずれにしても、本実施形態では、被管理モード及び通常モードでの動作は管理モードでの動作に影響を与えない。そのため、本実施形態では、通信装置１が単一の動作モード、すなわち管理モードのみで動作している状態について詳細に説明する。

図３を用いて、本実施形態の動作について説明する。初期状態では、通信装置１は、管理モードとは異なる他のモード、すなわち被管理モード又は通常モードで動作しているものとする。初めに、被管理通信装置５が応答要求信号４を送信する（ステップＦ１）。

本実施形態では、通信装置１は、応答要求信号４に対する応答信号を被管理通信装置５に送信することなく、動作モードを管理モードに移行させる。被管理通信装置５は、応答要求信号４に対する応答信号を待たずに、他の通信装置（本実施形態では通信装置１）が管理モードに移行したものとして、通信を開始する。これに対して、被管理通信装置５は、応答要求信号４を送信した後、他の通信装置からの応答信号を待ってもよい。その場合、被管理通信装置５は、管理モードで動作又は管理モードに移行した他の通信装置の存在を確認した後、通信を開始することができる。

通信装置１は、応答要求信号４を受信すると、動作モードを管理モードに変更する（ステップＦ２）。通信装置１は、動作モードを管理モードに変更した後、被管理通信装置５を管理下に置く。すなわち、通信装置１は被管理通信装置５を、通信装置１に帰属させる。その後、通信装置１と被管理通信装置５との間で通信を行う（ステップＦ３）。

図４を用いて、本実施形態における通信装置１の動作について説明する。通信装置１は、応答要求信号の受信の有無を判断する（ステップＳ１）。そして、応答要求信号の受信を確認すると、動作モードを管理モードへ変更する（ステップＳ２）。

本実施形態の通信システムでは、被管理モードで動作したい被管理通信装置５が応答要求信号を送信することによって、通信装置１の動作モードを管理モードに移行させることができる。このとき、通信装置１は、被管理通信装置５を管理下に置く。従って、被管理通信装置５は被管理モードで動作することができる。特に、被管理通信装置５が被管理モードでのみ動作可能な通信装置である場合に、被管理通信装置５を通信可能な状態にすることができるという効果がある。

＜実施形態２＞
続いて、本発明の第２の実施形態を説明する。上述した実施形態１で説明した通信装置１と被管理通信装置５との間の通信が終了すると、通信装置１は管理モードでの動作を維持する必要はない。そこで、本実施形態における通信装置１は、上記実施形態１に通信装置１の構成に加えて、当該通信装置１が、管理モードの解除機能を備える。なお、通信ネットワークの構成は、図２に示した実施形態１の構成と同じである。

図５は、本発明の第２の実施形態の動作を示すシーケンス・チャートである。図６は、第２の実施形態における第１の通信装置の動作を示すフローチャートである。

図５を用いて、第２の実施形態の動作について説明する。通信装置１が被管理通信装置５の管理下となり、通信装置１と被管理通信装置５との間で通信が行われるステップ（ステップＦ３）までは、上述した第１の実施形態の動作と同じである。

通信装置１と被管理通信装置５との間の通信が終了する等、通信装置１と被管理通信装置５との通信状態が予め設定された所定の条件を満たすと、通信装置１は、被管理通信装置５の管理解除の可否判断を行う（ステップＦ４）。通信装置１は、被管理通信装置５の管理を解除することができると判断すると、管理モードを解除する（ステップＦ５）。そして、通信装置１の動作モードは、管理モード以外の動作モード、つまり、管理モードとは異なる他の動作モードに移行する。

通信装置１が、被管理通信装置５の管理を解除することができると判断する基準の例としては、以下のような条件がある。

１）被管理通信装置５からの管理解除要求信号を受信したとき
２）被管理通信装置５からの信号を所定の時間以上、受信しないとき

なお、通信装置１の管理下の通信装置は複数あってもよい。その場合、通信装置１は、管理下の各々の通信装置について、上記の条件１）、２）のいずれかを満たすことを確認し、管理を解除することができるか判断をする。そして、通信装置１はすべての管理下の通信装置を管理下から外したときに、管理モードを解除し、動作モードを管理モードとは異なる他のモードに移行させる。

図６は、第２の実施形態における通信装置１の動作を示すフローチャートである。動作モードを管理モードに変更させるステップ（ステップＳ２）までは、図４に示した第１の実施形態と同じである。ステップＳ２の処理後、通信装置１は、被管理通信装置５の管理解除の可否を判断する（ステップＳ３）。そして、解除が可能であることを確認すると、管理モードを解除する（ステップＳ４）。

以上のように、第２の実施形態における通信システムでは、通信装置１と被管理通信装置５との間の通信が終了すると、通信装置１は管理モードを解除する。従って、通信装置１は、管理モードに対応するための処理負荷の増加、消費電力の増加等を、必要最小限に抑えることができるという効果がある。

＜実施形態３＞
次に、他の通信装置の管理下で「被管理モード」で動作している通信装置を、管理モードに移行させる実施形態を示す。

図７は本発明の第３の実施形態の通信システムの構成を示すブロック図である。図８は第３の実施形態の通信システムの動作を示すシーケンス・チャートである。図９は第３の実施形態の通信装置の動作を示すフローチャートである。

図７、図８、図９を用いて、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態の通信システムは、通信装置１、被管理通信装置５に加え、管理通信装置７を備える。本実施形態の特徴は、通信装置１が管理通信装置７に帰属している点である。

通信装置１は、動作モード設定手段２、管理手段３、及び被管理手段６を備える。動作モード設定手段２及び管理手段３は、上述した実施形態１のものと同じである。

管理通信装置７は、管理モードで動作している。そして、通信装置１は、被管理モードで動作し、管理通信装置７に帰属している。

被管理通信装置５は、応答要求信号４を送信する。通信装置１及び管理通信装置７は、応答要求信号４を受信すると、それぞれ応答信号８、応答信号９を送信する。

図８を用いて、第３の実施形態の動作について説明する。初めに、通信装置１が応答要求信号を送信する（ステップＦ１）。応答要求信号は、通信装置１の他に、管理通信装置７にも受信される。通信装置１及び管理通信装置７は、被管理通信装置５に、それぞれ応答信号８、応答信号９を送信する（ステップＦ６、Ｆ６’）。

応答信号８及び応答信号９を受信した被管理通信装置５は、帰属先として、通信装置１又は管理通信装置７のいずれか一方を選択し、選択した方に帰属要求信号を送信する（ステップＦ７）。

被管理通信装置５が、帰属先として通信装置１を選択したときは、通信装置１に帰属要求信号１０を送信する。このとき、通信装置１は、動作モード設定手段２によって、動作モードを管理モードに変更する（ステップＦ２）。あるいは、通信装置１は、管理モードと被管理モードで、時分割的に、又は並行に動作してもよい。

そして、通信装置１は、被管理通信装置５を管理下の通信装置として帰属させる。その後、通信装置１と被管理通信装置５との間で通信を行う（ステップＦ３）。

そして、通信装置１と被管理通信装置５との間の通信が完了すると、通信装置１は、被管理通信装置５の管理の解除の可否判断を行う（ステップＦ４）。そして、判断結果に従い管理を解除する（ステップＦ５）。被管理通信装置５の管理を解除するときの通信装置１の動作は、第２の実施形態の場合と同じである。

なお、被管理通信装置５が応答信号８及び応答信号９を受信した際に、帰属先として管理通信装置７を選択したときは、管理通信装置７に帰属要求信号（図示なし）を送信する。管理通信装置７は管理モードで動作しているので、動作モードの変更をすることなく、被管理通信装置５を管理下に置く。このときの管理通信装置７の動作は特に特徴的なものではないので、図示、及び動作の説明は省略する。

図９は、第３の実施形態における通信装置１の動作を示すフローチャートである。ステップＳ１は、図６に示した第２の実施形態と同じである。ステップＳ１の処理後、第１の通信装置は、被管理通信装置５へ応答信号８を送信する（ステップＳ５）。次に、被管理通信装置５からの管理要求信号１０の受信の有無を判断する（ステップＳ６）。そして、管理要求信号１０の受信を確認すると、動作モードを管理モードに変更させる（ステップＳ２）。以降の動作は、図６の第２の実施形態と同じである。

なお、被管理通信装置５から応答要求信号を受信したときの通信装置１の動作モードは、必ずしも被管理モードでなくてもよい。通信装置１の動作モードが管理モードであるときは、管理通信装置７と同じ動作をすればよい。動作モードが被管理モードでも管理モードでもないときは、上記のように、応答要求信号４に対して応答信号８を送信し、必要に応じて動作モードを管理モードに変更すればよい。

ところで、動作モードを管理モードに変更する前には、通信装置１が被管理モードで動作していて、管理通信装置７に帰属しているケースも考えられる。その場合には、その帰属関係を解除してから、動作モードを管理モードに変更してもよい。図１０は、通信装置１が帰属関係を解消してから、動作モードを管理モードに変更する場合の動作を示す。この場合は、動作モードを管理モードに変更する前に、管理通信装置７に管理解除要求信号を送信し（ステップＦ８）、管理通信装置７による通信装置１の管理を解除させる（ステップＦ９）。さらに、管理通信装置７から通信装置１へ、管理解除を知らせる応答信号を送信してもよい。

図１１は、帰属関係を解消してから、動作モードを管理モードに変更する場合の、通信装置１の動作を示すフローチャートである。図１１のフローチャートでは、図９に対し、ステップＳ６（管理要求信号の受信の有無判断）の次に、管理通信装置７への管理解除要求信号の送信（ステップＳ７）が追加されている。以降の処理は、図９と同じである。

以上のように、第３の実施形態の通信システムは、通信装置１が管理モードで動作していなくても、被管理通信装置５からの要求によって、動作モードを管理モードに変更することができる。従って、被管理通信装置５が被管理モードで通信する必要があるにも関わらず、管理モードで動作する通信装置がない場合に、効果を奏する。すなわち、周囲の通信装置のいずれかを管理モードでの動作に移行させることによって、被管理通信装置５は被管理モードによる通信を行うことができる。なお、以上の実施形態は各々他の実施形態と組み合わせることができる。

＜実施形態４＞
次に、本発明を具体的な通信システムに適用したときの実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１２は、本発明の第４の実施形態の無線通信システムの構成を示すブロック図である。図１３は、本発明の第４の実施形態の無線通信システムの動作を示すシーケンス・チャートである。

無線通信システムである無線ＬＡＮ４０には、無線通信装置１０、ＡＰ２０、ＳＴＡ３０が接続されている。無線通信装置１０は、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮを使用して他の装置と通信を行う。無線通信装置１０はＡＰとＳＴＡの双方の機能を備える。ＡＰ２０、ＳＴＡ３０は、それぞれ、通常のＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮのアクセスポイント、ステーションの機能を備える。

無線通信手段１１は、無線ＬＡＮとしての通信機能を担う装置である。具体的には、フレームの送信、受信、キャリアセンスなど、ＩＥＥＥ８０２．１１の物理層の機能とＭＡＣ（Medium Access Control、媒体アクセス制御）層の機能を持つ。無線通信手段１１はＳＴＡ、ＡＰいずれかとして動作することができるものとする。なお、ＩＥＥＥ８０２．１１規格で規定されている機能、動作等については本発明の範囲外なので、説明は必要最小限に留める。

状態管理手段１２は、無線通信装置１０の動作モードを設定する手段である。動作モードには、「Scanningモード」、「Association（以降、「Assoc」という。モード」、「ＡＰモード」の３つのモードがある。無線通信装置１０はこれらの動作モードの内のいずれかの動作モードで動作する。

「Scanningモード」は、無線通信装置１０がＡＰに帰属する前の状態である。Scanningモードでは、無線通信装置１０は、Probe Requestを定期的に送信してＡＰを探している。

「Assoc」モードは、無線通信装置１０がＡＰへの帰属処理中、又は帰属処理が完了した状態である。Assocモードでは、無線通信装置１０はＡＰとの間で、インフラストラクチャ・モードで通信を行う状態である。Scanningモード、及びAssocモードでは、無線通信装置１０はＳＴＡとして動作する。そのため、以降の説明では、ScanningモードとAssocモードを区別する必要がないときは、「ＳＴＡモード」ということがある。

「ＡＰモード」では、無線通信装置１０はＡＰとして動作する。無線通信装置１０は、定期的にBeaconの送出を行い、他のＳＴＡの帰属を管理する。

ＳＴＡ管理部１３は、無線通信装置１０がＡＰとして動作中に、帰属中のＳＴＡを管理する手段である。本実施形態では、帰属中のＳＴＡのＢＳＳの識別子（ＢＳＳ−ＩＤ（Identification））、暗号通信の鍵、無通信時間の管理などの、管理動作全般を行う。

電源制御部１４は、省電力制御を行う手段であって、主に無線通信手段１１の電源のオン・オフの切り替え処理を行う。タイマ管理部１５は電源制御用のタイマを管理する。電源制御部１４による省電力制御及びタイマ管理部１５による電源制御用のタイマの管理は、状態管理手段１２が動作モードをScanningモード又はAssocモードに設定しているときにのみ動作する。

次に、図１２、図１３を参照して、本実施形態の動作について詳細に説明する。

無線通信装置１０が起動されると、状態管理手段１２は自身の動作モードを初期状態のScanningモードにする（ステップＡ１）。この状態では、無線通信装置１０はＳＴＡとして動作し、無線通信手段１１は一定時間毎にProbe Requestを送信してＡＰを検索する（ステップＡ２）。

無線通信装置１０がＡＰ２０の近くに接近すると、ＡＰ２０はProbe Requestを受信する。そして、ＡＰ２０は、Probe Requestに対する応答として、ＡＰ２０自身のＥＳＳ（Extended Service Set）−ＩＤを含むProbe Responseを返す（ステップＡ３）。ステップＡ３のＡＰ２０の動作は、通常のＡＰの動作である。

無線通信手段１１は、Probe Responseを受信すると、ＡＰが存在することを認識する。そして、状態管理手段１２は、ＡＰ２０の動作モードをAssocモードに変更する（ステップＡ４）。上記のように、Assocモードは、周囲にＡＰを発見し、発見されたＡＰにインフラストラクチャ・モードで通信する状態である。無線通信手段１１は、AuthenticationをＡＰ２に対して送信し、帰属処理を開始する（ステップＡ５）。帰属処理においては、ＩＥＥＥ８０２．１１規格で定義されたシーケンスに従い、無線通信装置１０とＡＰ２０との間で認証処理と帰属関係の登録等を行う。帰属処理が完了すると、無線通信装置１０は、ＳＴＡとして、ＡＰ２０を通して通信できる状態となる。なお、前述のように、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠した動作については、詳細な説明は省略した。

この状態で、ＳＴＡ３０がステーションとして無線通信装置１０に接続しようとするケースについて説明する。ＳＴＡ３０はＡＰを検索するため、Probe Requestを送信する。

ＳＴＡ３０から送信されたProbe Requestは、無線通信装置１０とＡＰ２０の両方で受信される（ステップＡ６）。ＡＰ２０は、通常のＡＰの動作として、このProbe Requestに対してProbe Responseを返す（ステップＡ７’）。また、無線通信装置１０もProbe Requestに対してProbe Responseを返す（ステップＡ７）。通常、Probe ResponseはＡＰからしか返されないので、この動作は通常のステーションと異なる動作であり、本実施形態における特徴的動作である。

ＡＰ２０及び無線通信装置１０の双方からProbe Responseを受け取ると、ＳＴＡ３０は２台のＡＰが存在していると認識する。ＳＴＡ３０は、いずれのＡＰに帰属するかを決定する。帰属先ＡＰの選択基準については、本実施形態では特に限定されない。本実施形態では、ＳＴＡ３０は無線通信装置１０を帰属先として選択したものとして、説明する。

なお、ＳＴＡ３０がＡＰ２０を帰属先として選択した場合は、ＡＰ２０及びＳＴＡ３０は通常のＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮの動作を行う。無線通信装置１０も、特に特徴的な動作を行うことなく、ＳＴＡ３０からの応答を一定時間だけ待ち、その後はＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮの動作を行う。

ＳＴＡ３０が無線通信装置１０を帰属先として選択した場合、ＳＴＡ３０は無線通信装置１０に対してAuthenticationを送信し、帰属処理を開始する（ステップＡ８）。

無線通信手段１１は、Authenticationを受信すると、ＳＴＡ３０がＡＰへの帰属を要求していることを認識する。そして、無線通信手段１１は、自身の動作モードをＡＰモードに変更する前に、ＡＰ２０への帰属を解除するために、DisassociationをＡＰ２０に送信する（ステップＡ９）。次に、無線通信手段１１は状態管理手段１２に指示して動作モードをＡＰモードに変更する（ステップＡ１０）。なお、Authentication受信時に動作モードを切り替えるための処理（ステップＡ９）を開始するのではなく、Probe Request又はAssociation Requestの受信時に切り替えてもよい。また、無線通信装置１０は、ステップＡ９の処理を実行せずに、ＡＰ２０への帰属状態を保持したまま、ＡＰモードでの処理を行ってもよい。この場合、無線通信装置１０は、ＡＰ２０に帰属するＳＴＡとしての処理と、ＳＴＡ３０を管理するＡＰとしての処理を同時に行うことになる。

動作モードがＡＰモードに変更されると、無線通信手段１１は帰属処理を開始する。帰属処理においては、無線通信手段１１はAuthenticationをＳＴＡ３０に送信し、認証処理などを行う。具体的な手順はＩＥＥＥ８０２．１１標準に従うので、詳細な説明は省略する。なお、無線通信手段１１における帰属処理が完了すると、ＳＴＡ３０の情報をＳＴＡ管理部１３に登録し、以降、ＳＴＡ３０の管理を行う（ステップＡ１１）。

また、ＡＰモードでは、無線通信手段１１はBeaconを定期的に送信し、ＡＰの存在を周囲に対して報知するとともに、ＳＴＡの省電力機能をサポートする（ステップＡ１２）。また、無線通信装置１０はＳＴＡとしてＡＰ２の配下で通信を継続してもよいが、帰属を解除してもよい。この場合、無線通信手段１１はDisassociationをＡＰ２０に対して送信し、帰属を解除する。

次に、ＳＴＡ３０が帰属を解除するときの動作について説明する。通常、帰属を解除する場合は、ＳＴＡ３０はDisassociationを無線通信装置１０に送信し、帰属を解除する（ステップＡ１３）。無線通信手段１１はDisassociationを受信すると、帰属解除処理を行い、ＳＴＡ管理部１３に指示してＳＴＡの帰属が解除されたことを記録する（ステップＡ１４）。

帰属中のＳＴＡの数が０となった場合、状態管理手段１２は動作モードを「Assoc」に遷移させ（ステップＡ１５）、AuthenticationをＡＰ２０に送信して再度帰属処理を開始する（ステップＡ１６）。これ以降、無線通信装置１０はＳＴＡとして動作する。なお、無線通信装置１０がＡＰ２の管理下でＳＴＡとして通信を継続していた場合（ステップＡ９を実行しなかった場合）は、ステップＡ１６の処理は不要である。

また、ＳＴＡ３０が電源を切断したり、ＳＴＡ３０の所在位置がＡＰ１からの信号を受信可能な領域の外部（圏外）になって通信不能となったりする場合もありうる。この場合は、無線通信装置１０は、ＳＴＡ３０との通信が一定時間以上なくなったタイミングで、Assocモードに戻り、ＡＰ２０に対して再度帰属処理を開始する。

上記の動作では、無線通信装置１０がAssocモードでＳＴＡ３０が帰属するものとしたが、ScanningモードでＳＴＡ３０が帰属する場合もある。この場合は、ＳＴＡ３０からProbe Requestを受信したタイミングで、状態管理手段１２は動作モードをＡＰモード状態に遷移させ、無線通信装置１０は帰属処理とBeacon送信を開始する。無線通信装置１０が帰属を解除するか、一定時間通信が途絶すると、Scanningモードに戻る。

なお、無線通信装置１０がＳＴＡモードとして動作しているとき、具体的にはScanningモード又はAssocモードにある場合、状態管理手段１２は電源制御部１４及びタイマ管理部１５に指示して定期的に無線通信手段１１の電源をオフさせ、消費電力を低減させる。消費電力を削減させるための本動作は、パワーマネジメント機能としてＩＥＥＥ８０２．１１規格に規定されている。

次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態の通信システムでは、無線通信装置が他の通信装置からの要求に応じての動作モードを、ＡＰモード又はＳＴＡモードに、自動的に切り替えることができる。すなわち、本実施形態の通信システムでは、ＳＴＡモードでの動作中の場合でもProbe Requestに応答し、かつＳＴＡからのAuthentication受信時に自動的に動作モードをＡＰモードに変更することができる。また、ＡＰモードでの動作時には、配下のＳＴＡの帰属解除時に、動作モードが自動的にＳＴＡモードに変更される。

また、本実施形態の通信システムでは、消費電力を低減できるという効果がある。すなわち、無線通信端末は、通常はＳＴＡとして動作していても、必要に応じてＡＰとして動作し、他のＳＴＡの帰属先となって通信動作を支援することができる。そして、ＡＰとしての動作が不要となったときには、動作モードを自動的にＳＴＡモードに変更することにより、ＳＴＡが備える、無線ＬＡＮ規格で規定された省電力機能を最大限に利用することができる。

＜実施形態５＞
次に、本発明の第５の実施形態について図１４を用いて説明する。図１４は、本発明の第５の実施形態の無線通信システムの動作を示すタイミング・チャートである。上記第４の実施形態においては、無線通信装置１０がＳＴＡモード、すなわちScanningモード又はAssocモードにある場合に、無線通信装置１０はＳＴＡとしての省電力機能を利用して消費電力を低減している。省電力モードでは、無線通信装置１０はタイマ管理部１５を利用して一定時間間隔で無線送受信機の電源をオフにしている。そのため、電源をオフにしているタイミングでＳＴＡ３０からProbe Requestが送られても応答できないという問題が生じる。

そこで、第５の実施形態では、ＳＴＡ３０側が送信したProbe Requestが、無線通信装置１０に確実に受信されるようにする。本実施形態では、無線通信装置１０がScanningモードにある場合のみを対象とする。

無線通信手段１１がScanningモードにあるとき、無線通信手段１１は一定時間毎にProbe Requestを送信する。Probe Requestを送信すると、無線通信手段１１はタイマ管理部１５と電源制御部１４に指示して、一定時間Ｔｒの間、無線通信手段１１の電源をオンのまま維持する。Ｔｒは任意の値である。

ＳＴＡ３０は、無線通信装置１０のProbe Requestを受信すると、受信した時点から時間Ｔｒ以内にProbe Requestを送信する。このとき、無線通信装置１０は無線通信手段１１の電源がオンのまま維持されているため、Probe Requestを確実に受信することができる。無線通信装置１０が、ＳＴＡ３０からのProbe Requestを受信した後の動作は、第４の実施形態と同じである。

以上のように、第５の実施形態の通信システムでは、無線通信装置がProbe Requestを送信した後の、無線通信装置の電源がオンのまま維持されている所定の時間内に、ＳＴＡからProbe Requestを送信する。そのため、無線通信装置がＳＴＡとして省電力状態にあるとき、特にＡＰに帰属せずプローブを行っている状態においても、確実に動作モードをＡＰモードに切り替えることができるという効果がある。

＜実施形態６＞
次に、本発明の第６の発明を実施するための形態について図１５を用いて説明する。図１５は、本発明の第６の実施形態の無線通信システムの動作を示すタイミング・チャートである。本実施形態では、無線通信装置１０が、Assocモードにあるときに、ＳＴＡ３０が送信したProbe Requestを確実に受信できるようにする。

ＡＰ２０は定期的にBeaconを送信する。そこで、無線通信装置１０は、Assocモードにあるとき、値が０であるＤＴＩＭ（Delivery Traffic Indication Message）を含むBeaconにあわせて、無線通信手段１１の電源をオンする。ＤＴＩＭとは、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮの省電力モードにおいて、特にＴＳＦ（Time Synchronization Function）タイマの値が０であるタイミングで送信されるBeaconに含まれているＴＩＭ（Traffic Indication Map）を指す。ＤＴＩＭには、省電力に必要な各種設定情報が含まれる。なお、上記の省電力モード時の制御方法は、ＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮには一般的な方法である。

無線通信手段１１は、ＤＴＩＭ＝０であるBeaconを受信したら、タイマ管理部１５及び電源制御部１４に指示して、一定時間Ｔｄだけ無線通信手段１１の電源のオンのまま維持させる。Ｔｄは任意の値である。

ＳＴＡ３０は、帰属要求を行う前に、周囲のＡＰが発するBeaconを観測する。ＳＴＡ３は、ＡＰ２０が送信するBeaconのうち、ＤＴＩＭ＝０であるBeaconを検出したら、受信後、時間Ｔｄが経過する前にProbe Requestを送出する。このとき、無線通信装置１０の無線通信手段１１は電源がオンのまま維持されているので、Probe Requestは確実に無線通信装置１０によって受信される。無線通信装置１０が、ＳＴＡ３０からのProbe Requestを受信した後の動作は、第４の実施形態と同じである。

次に第６の実施形態の効果について説明する。本実施形態の通信システムでは、Beacon送信直後の無線通信装置が電源をオンのまま維持している時間に、ＳＴＡがProbe Requestを送信する。そのため、無線通信装置１０が省電力状態、特にＳＴＡとしてＡＰに帰属している状態において、確実に状態をＡＰモードに切り替えることができる。

また、第６の実施形態を第５の実施形態と組み合わせて使用することにより、無線通信装置１０がいかなる状態であっても、確実にＡＰモードに切り替えることが可能である。

第４乃至第６の実施形態の、ＡＰモードとＳＴＡモードの自動切り替え方法は、無線ＬＡＮ等、他の通信装置を管理する動作モード及び他の通信装置に管理されて動作する動作モードを備える通信装置に有用である。

＜実施形態７＞
次に、本発明の第７の実施形態を説明する。なお、本実施形態では、上述した通信装置及び通信システムの構成の概略を説明する。

本実施形態における通信装置は、
複数の動作モードでの動作を行う通信装置であって、
他の通信装置に管理され通信を行う被管理モードでの動作を制御する被管理手段を備えた被管理通信装置を管理することができる管理モードでの動作を制御する管理手段と、
上記通信装置が上記管理モードとは異なる他の動作モードでの動作中に上記被管理通信装置から応答要求信号を受信したとき、上記動作モードを上記管理モードに変更する動作モード設定手段と、
を備えた、という構成をとる。

そして、通信装置では、
他の通信装置の通信動作を管理することができる管理通信装置に管理され通信を行う上記被管理モードでの動作を制御する上記被管理手段を備え、
上記動作モード設定手段は、上記通信装置が上記被管理モードでの動作中に上記応答要求信号を受信したとき、上記動作モードを上記管理モードに変更する、
という構成をとる。

また、上記通信装置では、
上記動作モード設定手段は、上記通信装置が上記管理モードでの動作中に上記被管理通信装置から上記管理の解除を要求する管理解除要求信号を受信したとき、上記動作モードを上記管理モードとは異なる他の動作モードに変更する、
という構成をとる。

また、上記通信装置では、
上記動作モード設定手段は、上記通信装置が上記管理モードでの動作中に上記被管理通信装置との通信状態が予め設定された条件を満たすときに、上記動作モードを上記管理モードとは異なる他の動作モードに変更する、
という構成をとる。

また、上記通信装置では、
上記動作モード設定手段は、上記通信装置が上記管理モードでの動作中に上記被管理通信装置の上記管理が不能になったとき、上記動作モードを上記管理モードとは異なる他の動作モードに変更する、
という構成をとる。

そして、上記動作モード設定手段は、上記通信装置が上記管理モードでの動作中に上記被管理通信装置からの信号を所定の時間受信しないとき、上記動作モードを上記管理モードとは異なる他の動作モードに変更する、という構成をとる。

また、上記通信装置では、
上記管理手段は、上記通信装置が上記管理モードで動作しているときに、上記被管理通信装置を上記管理するための管理信号を送信する、という構成をとる。このとき、上記管理手段は、上記動作モードが上記管理モードとは異なる他の動作モードに変更されたとき、上記管理信号の送信を停止する。また、上記管理手段は、上記通信装置が上記管理モードでの動作中に上記被管理通信装置から上記管理の解除を要求する管理解除要求信号を受信したとき、上記管理信号の送信を停止する。また、上記管理手段は、上記通信装置が上記管理モードでの動作中に上記被管理通信装置の上記管理が不能になったとき、上記管理信号の送信を停止する。さらに、上記管理手段は、上記通信装置が上記管理モードでの動作中に上記被管理通信装置からの信号を所定の時間受信しないとき、上記管理信号の送信を停止する。

また、上記通信装置では、他の通信装置へ第１の信号を送信してから所定の時間以上、上記被管理通信装置によって送信される上記応答要求信号を受信可能な状態で維持する、という構成をとる。また、他の通信装置からの第２の信号を受信してから所定の時間以上、上記被管理通信装置によって送信される上記応答要求信号を受信可能な状態で維持する、という構成をとる。

また、上記通信装置では、
上記管理手段は、無線通信手段を介して移動局を管理することができるよう上記管理モードでの動作を制御し、
上記動作モード設定手段は、上記通信装置が上記移動局から上記応答要求信号を受信したとき、上記動作モードを上記管理モードに変更する、
という構成をとる。

このとき、上記動作モード設定手段は、上記管理手段によって上記管理される上記移動局の数が０となったとき、上記動作モードを、上記管理モードとは異なる他の動作モードに変更する。また、上記応答要求信号は、例えば、上記移動局によって送信される所定の管理動作制御用フレームに含まれる、という構成をとる。

また、上記通信装置では、上記無線通信手段は、米国電気電子技術者協会（Institute of Electrical and Electronic Engineers、ＩＥＥＥ）８０２委員会が標準化したＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮ（Local Area Network）規格に準拠するものである。そして、上記移動局によって送信される上記応答要求信号は、Probe Request、Authentication、Association Requestの内のいずれかに含まれる。また、上記管理手段は、上記通信装置が前記管理モードで動作しているときにBeaconを送信する。また、上記Beaconは、ＤＴＩＭ（Delivery Traffic Indication Message）を含む。

さらに、上記通信装置は、他の通信装置へProbe Requestを送信してから所定の時間以上、上記移動局によって送信される上記応答要求信号を受信可能な状態で維持する、という構成をとる。また、上記通信装置は、他の通信装置からのBeaconを受信してから所定の時間以上、上記移動局によって送信される上記応答要求信号を受信可能な状態で維持する、という構成をとる。

また、上記通信装置では、上記被管理手段は、基地局に管理され移動局として動作する上記被管理モードでの動作の制御を行う、という構成をとる。そして、上記被管理手段は、上記通信装置が上記管理モードで動作しているときも、上記被管理モードでの動作を処理可能である、という構成をとる。

また、上記通信装置は、上記第１の信号を受信してから所定の時間以内に、当該第１の信号を送信し応答要求信号を受信可能な状態で維持された他の通信装置に、上記応答要求信号を送信する、という構成をとる。

また、上記通信装置は、上記第２の信号を受信してから所定の時間以内に、当該第２の信号を受信し応答要求信号を受信可能な状態で維持された他の通信装置に、上記応答要求信号を送信する、という構成をとる。

また、本発明の他の実施形態である通信システムは、
複数の動作モードでの動作を行う通信装置、及び他の通信装置に管理され通信を行う被管理モードでの動作を制御する被管理手段を備える被管理通信装置を備える。
そして、上記通信装置は、上記被管理通信装置を管理することができる管理モードでの動作を制御する管理手段と、上記通信装置が上記管理モードとは異なる他の動作モードでの動作中に上記被管理通信装置から応答要求信号を受信したとき、上記動作モードを上記管理モードに変更する動作モード設定手段と、を備えた、
という構成をとる。

そして、上記通信システムでは、
他の通信装置の通信動作を管理することができる管理通信装置を備え、
上記通信装置は、上記管理通信装置に管理され通信を行う上記被動作モードでの動作を制御する上記被管理手段を備え、
上記動作モード設定手段は、上記通信装置が上記被動作モードでの動作中に上記応答要求信号を受信したとき、上記動作モードを上記被動作モードから上記管理モードに変更する、
という構成をとる。

さらに、上記通信システムでは、上記被管理手段は、上記通信装置が上記管理モードで動作しているときも、上記被管理モードでの動作を制御可能である、という構成をとる。

また、本発明の他の形態である通信制御方法は、他の通信装置を管理することができる管理モードとは異なる他の動作モードでの動作中に、上記他の通信装置から応答要求信号を受信したとき、上記動作モードを上記管理モードに変更する、という構成をとる。

さらに、本発明の他の形態であるプログラムは、通信装置を制御するコンピュータに、上記通信装置が他の通信装置を管理することができる管理モードとは異なる他の動作モードでの動作中に、上記他の通信装置から応答要求信号を受信したとき、上記動作モードを上記管理モードに変更する手段、を実現させるための通信制御プログラムである。そして、この通信制御プログラムは、コンピュータにて読み取り可能な記録媒体に記憶され、当該コンピュータにて読み取られることで利用可能である。

以上、上記各実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明の範囲内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。

なお、本発明は、日本国にて２００８年１２月１８日に特許出願された特願２００８−３２２０９３の特許出願に基づく優先権主張の利益を享受するものであり、当該特許出願に記載された内容は、全て本明細書に含まれるものとする。

１ 通信装置
２ 動作モード設定手段
３ 管理手段
５ 被管理通信装置
６ 被管理手段
７ 管理通信装置
１０ 通信装置
１１ 無線通信手段
１２ 状態管理手段
１３ ＳＴＡ管理部
１４ 電源制御部
１５ タイマ管理部
２０ ＡＰ
３０ ＳＴＡ
４０ 無線ＬＡＮ

Claims (5)

1. 複数の動作モードでの動作を行う通信装置であって、
   前記通信装置が被管理通信装置を管理する管理モードとは異なる他の動作モードでの動作中に前記被管理通信装置から応答要求信号を受信したとき、前記動作モードを前記管理モードに変更する動作モード設定手段、
   を備えることを特徴とする通信装置。
2. 複数の動作モードでの動作を行う通信装置、及び他の通信装置に管理され通信を行う被管理モードでの動作を行う被管理通信装置を備える通信システムであって、
   前記通信装置は、当該通信装置が前記被管理通信装置を管理する管理モードとは異なる他の動作モードでの動作中に前記被管理通信装置から応答要求信号を受信したとき、前記動作モードを前記管理モードに変更する動作モード設定手段を備える
   ことを特徴とする通信システム。
3. 他の通信装置を管理することができる管理モードとは異なる他の動作モードでの動作中に、前記他の通信装置から応答要求信号を受信したとき、前記動作モードを前記管理モードに変更する
   ことを特徴とする通信制御方法。
4. 通信装置を制御するコンピュータに、
   前記通信装置が他の通信装置を管理することができる管理モードとは異なる他の動作モードでの動作中に、前記他の通信装置から応答要求信号を受信したとき、前記動作モードを前記管理モードに変更する手段
   を実現させるための通信制御プログラム。
5. 請求項４記載の通信制御プログラムを記録するコンピュータにて読み取り可能な記録媒体。
   

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